Funktionsprinzip und Verarbeitungstechnologie der Kurbelwelle

2022/08/01

Die Kurbelwelle ist das wichtigste Teil des Motors. Es nimmt die Kraft von den Pleueln auf und wandelt sie in Drehmoment um, das von der Kurbelwelle abgegeben wird und andere Nebenaggregate am Motor antreibt.

Die Kurbelwelle wird der kombinierten Wirkung der Zentrifugalkraft der rotierenden Masse, der periodischen Änderung der Gasträgheitskraft und der hin- und hergehenden Trägheitskraft ausgesetzt, so dass die Kurbelwelle die Wirkung der Biege- und Torsionsbelastung trägt.

Daher muss die Kurbelwelle eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit aufweisen, und die Lagerzapfenoberfläche muss verschleißfest, gleichmäßig arbeitend und gut ausgewuchtet sein.

Die Kurbelwelle ist das wichtigste rotierende Teil des Motors. Nachdem die Pleuelstange installiert ist, kann die Auf- und Abbewegung (Hin- und Herbewegung) der Pleuelstange in eine zyklische (Dreh-)Bewegung aufgenommen werden.

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Die Wirkung der Kurbelwelle

Die Kurbelwelle ist das wichtigste Teil des Motors. Es nimmt die Kraft von den Pleueln auf und wandelt sie in Drehmoment um, das von der Kurbelwelle abgegeben wird und andere Nebenaggregate am Motor antreibt.

Die Kurbelwelle wird der kombinierten Wirkung der Zentrifugalkraft der rotierenden Masse, der periodischen Änderung der Gasträgheitskraft und der hin- und hergehenden Trägheitskraft ausgesetzt, so dass die Kurbelwelle die Wirkung der Biege- und Torsionsbelastung trägt.

Daher muss die Kurbelwelle eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit aufweisen, und die Lagerzapfenoberfläche muss verschleißfest, gleichmäßig arbeitend und gut ausgewuchtet sein.

Die Kurbelwelle ist das wichtigste rotierende Teil des Motors. Nachdem die Pleuelstange installiert ist, kann die Auf- und Abbewegung (Hin- und Herbewegung) der Pleuelstange in eine zyklische (Dreh-)Bewegung aufgenommen werden.

Zusammensetzung der Kurbelwelle

Die Kurbelwelle besteht hauptsächlich aus Kohlenstoffbaustahl oder Sphäroguss, es gibt zwei wichtige Teile: Spindelhals, Pleuelhals. Der Hauptwellenhals ist am Zylinderblock montiert, der Pleuelhals ist mit dem großen Kopfloch der Pleuelstange verbunden und das kleine Kopfloch der Pleuelstange ist mit dem Zylinderkolben verbunden. Es ist ein typischer Kurbelschiebermechanismus.

Die Kurbelwellenschmierung bezieht sich hauptsächlich auf die Schmierung der Pleuelkopf-Lagerbuchse und des Pleuelhalses der Kurbelwelle und der beiden Festpunkte. Die Drehung der Kurbelwelle ist die Kraftquelle des Motors und die Kraftquelle des gesamten mechanischen Systems.

Funktionsweise der Kurbelwelle

Die Kurbelwelle ist eines der typischsten und wichtigsten Teile im Motor. Es trägt die Kraft von der Pleuelstange und wandelt sie durch den Kurbelwellenausgang in Drehmoment um und treibt die anderen Zubehörteile am Motor zum Arbeiten an und treibt die Hilfsausrüstung des Verbrennungsmotors zum Arbeiten an.

Die Kurbelwelle wird der kombinierten Wirkung der Zentrifugalkraft der rotierenden Masse, der periodischen Änderung der Gasträgheitskraft und der hin- und hergehenden Trägheitskraft ausgesetzt, so dass die Kurbelwelle die Wirkung der Biege- und Torsionsbelastung trägt.

Technologie der Kurbelwellenbearbeitung

Kurbelwellen-Spindelhals und Pleuelhals-Außenfräsbearbeitung

Bei der Bearbeitung von Kurbelwellenteilen kommt es durch den Einfluss der Struktur des Scheibenfräsers selbst immer wieder zu einem stoßweisen Schlagkontakt zwischen Schneide und Werkstück. Daher wird die Spaltverbindung im gesamten Schneidsystem der Werkzeugmaschine gesteuert, was die durch den Bewegungsspalt während des Bearbeitungsprozesses verursachte Vibration reduziert, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit und die Lebensdauer des Werkzeugs verbessert werden.

Kurbelwellenzapfen und Pleuelhals schleifen

Das Tracking-Schleifverfahren nimmt die Mittellinie des Spindelhalses als Rotationszentrum und vervollständigt den Schleifprozess des Pleuelhalses der Kurbelwelle wiederum (es kann auch für das Schleifen des Spindelhalses verwendet werden) durch einmaliges Spannen. Der Schleifstangenzapfen wird durch CNC-Steuerung des Vorschubs der Schleifscheibe und des zweiachsigen Gestänges der Werkstückrotationsbewegung realisiert, um die Kurbelwellenzuführung abzuschließen.

Das Tracking-Schleifverfahren verwendet eine Aufspannung und vervollständigt den Schleifprozess des Kurbelwellen-Spindelhalses und des Pleuelhalses nacheinander auf einer CNC-Schleifmaschine, wodurch die Ausrüstungskosten effektiv gesenkt, die Bearbeitungskosten gesenkt und die Bearbeitungsgenauigkeit und Produktionseffizienz verbessert werden können.

Kurbelwellen-Spindelhals- und Pleuelhals-Ausrundungsmaschine

Die Anwendung der Walzmaschine besteht darin, die Ermüdungsfestigkeit der Kurbelwelle zu verbessern. Laut Statistik kann die Lebensdauer der Kurbelwelle von Gusseisen mit Kugelgraphit nach dem Rundwalzen um 120 % bis 230 % erhöht werden.

Die Lebensdauer der Kurbelwelle aus Schmiedestahl kann nach dem Filetwalzen um 70 % bis 130 % erhöht werden. Die Drehkraft des Rollens kommt von der Drehung der Kurbelwelle, die die Rolle im Rollkopf zum Drehen antreibt, und der Druck der Rolle wird durch den Ölzylinder umgesetzt.

Der häufigste Ermüdungsbruch von Motorkurbelwellen ist ein Metallermüdungsbruch, nämlich Biegeermüdungsbruch und Torsionsermüdungsbruch, wobei ersterer wahrscheinlicher ist als letzterer. Biegeermüdungsrisse treten zuerst im Pleuelzapfen (Kurbelzapfen) oder der runden Ecke des Spindelhalses auf und entwickeln sich dann zum Kurbelarm.

Torsionsermüdungsrisse entstehen an schlecht bearbeiteten Ölbohrungen oder abgerundeten Ecken und entwickeln sich dann in Achsrichtung. Das Ermüdungsversagen von Metallen ist das Ergebnis der variablen Beanspruchung, die sich periodisch mit der Zeit ändert. Die statistische Analyse des Kurbelwellenausfalls zeigt, dass etwa 80 % durch Biegeermüdung verursacht werden.

Die Hauptursache für Kurbelwellenbruch

1. Langfristiger Gebrauch von Ölverschlechterung, schwere Überlastung, Überhang, was zu langfristigem Motorüberlastungsbetrieb und Brandkachelunfall führt. Die Kurbelwelle erlitt aufgrund von Motorschuppenbrand starken Verschleiß.

2. Nachdem der Motor repariert wurde, hat die Belastung die Einlaufphase nicht durchlaufen, dh Überlast und Überhang, und der Motor ist für eine lange Zeit überlastet, so dass die Kurbelwellenbelastung die zulässige Grenze überschreitet.

3. Bei der Reparatur der Kurbelwelle wird eine Oberflächenbehandlung verwendet, die das Leistungsgleichgewicht der Kurbelwelle zerstört, und die Gleichgewichtsprüfung wird nicht durchgeführt. Die Unwucht überschreitet die Norm, was den Motor stärker vibrieren lässt und zum Bruch der Kurbelwelle führt.

4. Aufgrund des schlechten Straßenzustands ist das Fahrzeug stark überlastet und überhängt, der Motor läuft häufig innerhalb der kritischen Drehzahl für Torsionsschwingungen, und der Ausfall des Stoßdämpfers führt auch zu Ermüdungsschäden durch Torsionsschwingungen und zum Bruch der Kurbelwelle.

Hinweise zur Wartung der Kurbelwelle

Bei der Kurbelwellenreparatur sollte die Kurbelwelle sorgfältig auf Risse, Verbiegungen, Verdrehungen und andere Defekte sowie auf Verschleiß der Spindel- und Pleuellagerbuchse überprüft werden, um sicherzustellen, dass das Spiel zwischen dem Spindelhals und der Spindelbuchse vorhanden ist , der Pleuelzapfen und die Pleuellagerbuchse im zulässigen Bereich liegen.

Kurbelwellenrisse treten am Übergang zwischen Kurbelarm und Zapfen an der Ecke sowie an der Ölbohrung im Zapfen auf.

Beim Reparieren und Einbauen der Kurbelwelle sollte auf die Schwungradbetriebsbalance geachtet werden.

Die Kurbelwelle sollte nach schweren Unfällen wie brennender Kachel und rammenden Zylinder im Verbrennungsmotor überholt werden.

    

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