曲軸動(dòng)平衡的意義

發(fā)布時(shí)間：

2024-07-03 17:39

在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩通過曲軸輸出并驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)上其他附件工作。當(dāng)曲軸質(zhì)量均勻，安裝良好，轉(zhuǎn)動(dòng)就平穩(wěn)，這時(shí)在理想的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體曲軸孔的支承只受重力，曲軸動(dòng)與不動(dòng)一樣只有靜載荷。當(dāng)曲軸質(zhì)量分布不均勻或安裝不當(dāng)，就會(huì)使曲軸的慣性主軸與轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)軸不重合，從而導(dǎo)致曲軸的質(zhì)心與回轉(zhuǎn)中心存在偏離。質(zhì)心的偏離就產(chǎn)生慣性離心力和離心力偶，在缸體支承上造成額外的轉(zhuǎn)動(dòng)載荷。

　　曲軸產(chǎn)生不平衡的原因是多方面的：

1.設(shè)計(jì)方面

(1)曲軸轉(zhuǎn)子幾何尺寸形狀設(shè)計(jì)的呈典型不對稱結(jié)構(gòu)：如曲柄銷、曲柄臂、油孔、正時(shí)齒輪和皮帶輪鍵槽等；

(2)曲軸成品上40%的面屬于未加工的毛面（質(zhì)量面不均勻）。

2.材料方面從材料上有鍛件和鑄件兩種，內(nèi)部組織存在不均勻的情況。

3.制造工藝方面從形式上有整體式和組合式曲軸兩種情形：

(1)加工誤差造成質(zhì)心偏移；

(2)裝配造成質(zhì)量偏移；

(3)整機(jī)安裝時(shí)，軸承偏心引起旋轉(zhuǎn)軸線偏移。

4.運(yùn)行中平衡狀態(tài)的改變曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中多軸頸支承和多處受力（活塞連桿的作用力），使得平衡狀態(tài)發(fā)生改變。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中高速旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)件。曲軸處于動(dòng)不平衡狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體支承軸承除了承受正常的工作載荷之外還要承受由離心慣性力引起的交變動(dòng)反力，使支承及整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)承受附加的動(dòng)載荷，從而造成曲軸與主軸瓦之間的摩擦副加速磨損及高頻疲勞破壞。曲軸不平衡的存在輕則造成發(fā)動(dòng)機(jī)乃至整個(gè)汽車的振動(dòng)、噪音，增加能耗，影響發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命及工作性能，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作環(huán)境劣化，造成共振并引發(fā)失穩(wěn)等；重則造成整機(jī)破壞如缸體、飛輪殼等開裂，產(chǎn)生重大事故。研究曲軸不平衡對振動(dòng)和磨損影響，通過曲軸對不平衡量在300gcm與平衡后不平衡量在50gcm時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)分別為位移0.108mm和0.09mm，振動(dòng)速度分別為1.65cm/s和0.85cm/s；軸瓦平均磨損量分別為787mg和348mg。

　　隨著科技的不斷發(fā)展和制造業(yè)的迅速進(jìn)步，產(chǎn)品的競爭日趨激烈，人們對產(chǎn)品的性能及其品質(zhì)的要求和期望越來越高。生產(chǎn)高性能、高壽命、低能耗和無污染的產(chǎn)品（噪音是污染之一）是企業(yè)的追求，因而制造業(yè)對轉(zhuǎn)子的平衡愈加重視，平衡是轉(zhuǎn)子制造過程中不可缺少的工藝。轉(zhuǎn)子的不平衡能夠通過動(dòng)平衡機(jī)來進(jìn)行校正。

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