Kurbelwelle.
Die wichtigste Komponente eines Motors. Sie nimmt die Kraft der Pleuelstange auf, wandelt sie über die Kurbelwelle in Drehmoment um und treibt die anderen Motorkomponenten an. Die Kurbelwelle wird durch die Zentrifugalkraft der rotierenden Masse, die periodische Gasträgheitskraft und die wechselseitige Trägheitskraft beeinflusst, wodurch die Kurbelwelle Biege- und Torsionsbelastungen ausgesetzt ist. Daher muss die Kurbelwelle ausreichend fest und steif sein, und die Zapfenoberfläche muss verschleißfest, gleichmäßig und ausgewuchtet sein.
Um die Masse der Kurbelwelle und die während der Bewegung entstehende Zentrifugalkraft zu reduzieren, ist der Kurbelwellenzapfen häufig hohl. Jede Zapfenoberfläche ist mit einer Ölbohrung zur Ölzufuhr bzw. -absaugung zur Schmierung der Zapfenoberfläche versehen. Um die Spannungskonzentration zu reduzieren, sind Spindelhals, Kurbelzapfen und Kurbelarm durch einen Übergangsbogen miteinander verbunden.
Die Aufgabe des Kurbelwellengegengewichts (auch Gegengewicht genannt) besteht darin, die rotierende Zentrifugalkraft und ihr Moment sowie manchmal die hin- und hergehende Trägheitskraft und ihr Moment auszugleichen. Wenn diese Kräfte und Momente ausgeglichen sind, kann das Ausgleichsgewicht auch zur Reduzierung der Hauptlagerbelastung eingesetzt werden. Anzahl, Größe und Platzierung des Ausgleichsgewichts sollten entsprechend der Zylinderanzahl des Motors, der Zylinderanordnung und der Kurbelwellenform berücksichtigt werden. Das Ausgleichsgewicht wird in der Regel mit der Kurbelwelle gegossen oder geschmiedet. Das Ausgleichsgewicht für Hochleistungsdieselmotoren wird separat von der Kurbelwelle hergestellt und anschließend mit dieser verschraubt.
Schmelzen
Die Gewinnung von reinem Roheisen mit hoher Temperatur und niedrigem Schwefelgehalt ist der Schlüssel zur Herstellung von hochwertigem Sphäroguss. Die inländische Produktionsausrüstung basiert hauptsächlich auf Kupolöfen, und das Roheisen wird nicht vorentschwefelt. Dies führt zu Roheisen mit geringerer Reinheit und schlechter Koksqualität. Geschmolzenes Eisen wird im Kupolöfen geschmolzen, außerhalb des Ofens entschwefelt und anschließend im Induktionsofen erhitzt und reguliert. In China wird die Zusammensetzung von geschmolzenem Eisen üblicherweise mit einem Vakuum-Direktmessspektrometer bestimmt.
Formen
Das Luftschlagformverfahren ist dem Tonsandformverfahren deutlich überlegen und ermöglicht hochpräzise Kurbelwellengussteile. Die so hergestellte Sandform weist die Eigenschaft auf, keine Rückprallverformung zu zeigen, was insbesondere für mehrhübige Kurbelwellen wichtig ist. Einige inländische Kurbelwellenhersteller aus Deutschland, Italien, Spanien und anderen Ländern führen das Luftschlagformverfahren ein, die Einführung der gesamten Produktionslinie erfolgt jedoch nur bei sehr wenigen Herstellern.
Elektroschlackeguss
Bei der Herstellung von Kurbelwellen kommt die Elektroschlacke-Umschmelztechnologie zum Einsatz, sodass die Leistung gegossener Kurbelwellen mit der geschmiedeter Kurbelwellen vergleichbar ist. Sie zeichnet sich durch schnelle Entwicklungszyklen, hohe Metallausnutzung, einfache Ausrüstung und überlegene Produktleistung aus.
Schmiedetechnologie
Die automatische Linie mit Warmgesenkschmiedepresse und elektrohydraulischem Hammer als Hauptmotor ist die Entwicklungsrichtung der Schmiedekurbelwellenproduktion. Diese Produktionslinien nutzen in der Regel Spitzentechnologien wie Präzisionsschneiden, Walzschmieden (Querkeilwalzen), Mittelfrequenz-Induktionserwärmung, hydraulisches Endpressen usw. Gleichzeitig sind sie mit Zusatzmaschinen wie Manipulatoren, Förderbändern und Formwechselvorrichtungen ausgestattet, die zum Drehtisch zurückgeführt werden, um ein flexibles Fertigungssystem (FMS) zu bilden. Das FMS kann Werkstück und Gesenk automatisch wechseln und die Parameter automatisch anpassen sowie während des Arbeitsprozesses ständig Messungen durchführen. Es zeigt Daten wie Schmiededicke und Maximaldruck an und zeichnet sie auf, und vergleicht sie mit festen Werten, um die beste Verformung für Qualitätsprodukte auszuwählen. Das gesamte System wird von einem zentralen Kontrollraum überwacht, was einen unbemannten Betrieb ermöglicht. Die mit diesem Schmiedeverfahren geschmiedete Kurbelwelle weist die volle Faser der inneren Metallflusslinie auf, was die Dauerfestigkeit um mehr als 20 % steigern kann.
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