剖分式連桿裂解的徑向凸輪加載與低周疲勞裂解設備制造技術

剖分式連桿裂解的徑向凸輪加載與低周疲勞裂解設備，包括底座，底座左、右兩側固連有四根立柱，四根立柱上側固連有橫梁，橫梁上左右對稱安裝有伺服電機，伺服電機和花鍵軸上部安裝的凸輪盤升降機構連接，花鍵軸下部連接有電機減速動力機構，花鍵軸中部連接有主工作臺，通過主工作臺的上端凸輪盤和對應的下端凸輪盤同時撞擊芯棒的上下兩端，進而對帶有預制裂解槽的連桿大頭孔反復加載，完成連桿大端和連桿體的低應力疲勞分離，本發明專利技術具有綠色節能、加工效率高、應用范圍廣、斷面質量好的優點。

Radial cam loading and low cycle fatigue cracking apparatus for split connecting rod splitting

Split connecting rod cracking radial cam loading and low cycle fatigue cracking device, which comprises a base, the base is fixedly connected with the left and right sides of four columns, four columns are fixedly connected with the upper beam, the beam are arranged symmetrically connected with the servo motor, servo motor and the spline shaft is installed on the upper part of the cam lifting mechanism, spline shaft the lower part is connected with a decelerating motor driving mechanism, in the middle of the spline shaft is connected with the main table, through the lower cam cam of the main table top and the corresponding impact on the upper and lower ends of the mandrel, and the cyclic loading with pre splitting notch of connecting rod hole, complete the big end of the connecting rod and a connecting rod body low stress fatigue separation the invention, with green energy, high processing efficiency, wide application range, advantages of good quality section.

【技術實現步驟摘要】
剖分式連桿裂解的徑向凸輪加載與低周疲勞裂解設備
本專利技術屬于內燃機用剖分式連桿裂解加工
，具體涉及一種剖分式連桿裂解的徑向凸輪加載與低周疲勞裂解設備。
技術介紹
連桿裂解是連桿加工的一種新工藝，利用斷裂力學理論，首先在連桿大頭孔內側預制裂解槽，形成初始裂紋，然后通過裂解加工設備對大頭孔內側面施加徑向力，使裂紋由內孔向外不斷擴展，直至完全裂解，最后將連桿體和端蓋在斷裂面處完全嚙合，穿入螺栓并擰緊至要求扭矩。典型裂解加工設備包括德國ALFING公司的“上楔入式”設備和美國福特公司的“下拉式”設備，在連桿大頭孔內安置有由脹套及楔形芯軸組成的增力機構(U.S.Pat.No.5,503,317)，加吉林大學專利通過液壓活塞桿推動楔形芯軸進而推動脹套運動，使連桿大頭孔內壁承受徑向載荷而脹斷。上述國內外幾種關于連桿裂解專利技術及設備有以下特點：裂解工藝均采用楔形塊將液壓油缸產生的作用力直接施加到脹塊上完成體與蓋的分離；均為軸向加載力，通過液壓缸進行加載；脹斷方式為一次加載脹斷。但這些技術及設備存在以下不足：由于采用液壓準靜態加載，液壓回路管徑、閥通徑、泵流量、液壓缸參數等均會影響裂解油缸的加載速度，研究表明，因加載速度引起的連桿脹斷后的爆口現象是該類型工藝的主要問題；一次加載漲斷，漲斷力大，對主缸壓力要求較高；只能進行單個連桿的加工，裂解效率較低；裂解材料均為粉末冶金脆性連桿，適用范圍窄。西安交通大學董淵哲提出的剖分式連桿的端面凸輪推動多芯軸的低周疲勞裂解設備(CN201510633267.9)針對內燃機剖分式連桿提出了利用端面凸輪軸向推動芯軸對連桿大端反復加載，利用低周疲勞應力和應力集中效應使連桿大端和連桿體分離的新工藝。并根據該工藝設計出端面凸輪推動多芯軸的低周疲勞裂解設備。該專利技術解決了一次加載脹斷，脹斷力大，主缸壓力要求較高的問題，同時使用電機驅動，避免了由于采用液壓準靜態加載，液壓回路管徑、閥通徑、泵流量、液壓缸參數設置復雜和因加載速度引起的連桿脹斷后的爆口的問題，同時該設備可以同時加工多組連桿，提高了連桿加工效率，并且擴大了連桿材料的裂解加工選取的范圍。但是該技術依然存在以下不足：加載方式依然為徑向加載，加載速度過快會使疲勞加載的方式變為準靜態加載的裂解，使連桿裂解過快，斷面質量差；對連桿加載的過程中，連桿受到的是非對稱力。
技術實現思路
為了克服上述技術的缺點，本專利技術的目的在于提供了一種剖分式連桿裂解的徑向凸輪加載與低周疲勞裂解設備，具有綠色節能、加工效率高、應用范圍廣、斷面質量好的優點。為了達到上述目的，本專利技術采取的技術方案為：剖分式連桿裂解的徑向凸輪加載與低周疲勞裂解設備，包括底座9，底座9左、右兩側固連有四根立柱8，四根立柱8上側固連有橫梁22，橫梁22上左右對稱安裝有伺服電機1，伺服電機1的輸出軸上裝有第一提升輪2，第一提升輪2通過鋼絲帶3與上箱體21上的第二提升輪29連接，上箱體21左右兩端通過導槽20與四根立柱8相配合；上箱體21中部和花鍵軸4上端連接，花鍵軸4下端和離合器17的輸出端連接，離合器17的輸入端和飛輪盤10上部輸出端連接，飛輪盤10的下部輸出端通過聯軸器13、減速器11與變頻電機12的輸出端連接，變頻電機12的控制端與控制柜15的信號輸出端連接；花鍵軸4中部穿過連桿放置平臺18，連桿放置平臺18上側布置多組夾具6，夾具6中放置連桿25，連桿25大頭孔預制V形裂紋槽33，連桿25大頭孔中嵌入芯棒19；花鍵軸4上端通過軸承28與上端凸輪盤5活動連接，連桿放置平臺18下側面對稱布置下端凸輪盤7，下端凸輪盤7與花鍵軸4連接；上端凸輪盤5和對應的下端凸輪盤7同時撞擊芯棒19的上下兩端。所述的連桿放置平臺18上側固接有上端工作臺24，上端工作臺24上側布置多組滑軌31，滑軌31上裝有滑塊32，滑塊32上端固連有撞擊件30；連桿放置平臺18下側面與上端工作臺24對稱布置多組滑軌31，滑軌31上裝有滑塊32，滑塊32上端固連有撞擊件30；上端凸輪盤5和對應的下端凸輪盤7同時通過撞擊件30撞擊芯棒19的上下兩端。所述的連桿25大頭孔中插入裂解動套23和裂解定套26，裂解動套23和裂解定套26中嵌入芯棒19，芯棒19通過裂解動套23將將循環載荷傳遞給連桿大端34。所述的變頻電機12能夠使用液壓馬達代替。所述的剖分式連桿裂解的徑向凸輪加載與低周疲勞裂解設備的裂解工藝，包括以下步驟：變頻電機12通過花鍵軸4帶動上端凸輪盤5和對應的下端凸輪盤7同時撞擊芯棒19的上下兩端，對芯棒19反復加載，根據上端凸輪5、下端凸輪7設計曲線不同，每周對芯棒19加載數次，芯棒19將循環載荷傳遞給連桿大端34，連桿25大頭孔預制V形裂紋槽33，傳遞過來的循環載荷在預制裂紋處產生應力集中，在多次旋轉鍛打后，完成連桿大端34和連桿體35的低應力分離。本專利技術的有益效果為：(1)本專利技術有效降了需要施加的裂解載荷。同時徑向加載，避免了一次加載速度過快的問題。(2)裂解后斷裂面沒有明顯的塑性變形，斷面質量好。(3)多根連桿同時鍛打，提高了裂解效率。(4)使用變頻電機12驅動，避免了由于采用液壓準靜態加載，液壓回路管徑、閥通徑、泵流量、液壓缸參數設置復雜和因加載速度引起的連桿脹斷后的爆口的問題。(5)通過控制上端凸輪盤5和下端凸輪盤7曲線和連桿25對稱布置解決了連桿25在鍛打過程中受力不對稱的問題。(6)擴大了連桿裂解材料的選擇范圍，對于塑性鉸高的材料如不銹鋼也可以在裂解后獲得較好的斷面質量。本專利技術有更廣泛的應用前景，具有綠色節能、加工效率高、應用范圍廣、斷面質量好的優點，代表了綠色裂解的新的發展方向。附圖說明圖1為本專利技術實施例的結構主視圖。圖2為本專利技術實施例主工作臺的結構主視圖。圖3為本專利技術實施例主工作臺的結構俯視圖。圖4為本專利技術夾具及連桿的結構剖視圖。圖5為本專利技術含預制裂解槽33的連桿25的結構示意圖。具體實施方式以下結合實施例和附圖對本專利技術作進一步的詳細說明。參照圖1，剖分式連桿裂解的徑向凸輪加載與低周疲勞裂解設備，包括底座9，底座9左、右兩側固連有四根立柱8，四根立柱8上側固連有橫梁22，橫梁22上左右對稱安裝有伺服電機1，伺服電機1的輸出軸上裝有第一提升輪2，第一提升輪2通過鋼絲帶3與上箱體21上的第二提升輪29連接，上箱體21左右兩端通過導槽20與四根立柱8相配合，伺服電機1、第一提升輪2、鋼絲帶3及第二提升輪29構成凸輪盤升降機構；上箱體21中部和花鍵軸4上端連接，花鍵軸4下端和離合器17的輸出端連接，離合器17的輸入端和飛輪盤10上部輸出端連接，飛輪盤10的下部輸出端通過第一聯結軸16與聯軸器13上部輸出端連接，聯軸器13下部輸入端通過第二聯結軸14與減速器11上部輸出端連接，減速器11的下部輸入端與變頻電機12的輸出端連接，變頻電機12的控制端與控制柜15的信號輸出端連接，控制柜15安裝在底座9側面，離合器17、飛輪盤10、第一聯結軸16、第二聯結軸14、聯軸器13、減速器11及變頻電機12構成電機減速動力機構，變頻電機12能夠使用液壓馬達代替。參照圖2、圖3和圖4，花鍵軸4中部穿過連桿放置平臺18，連桿放置平臺18上側布置多組夾具6，夾具6中放置連桿25，連桿25大頭孔預制V形裂紋槽33，連桿25大本文檔來自技高網...

【技術保護點】
剖分式連桿裂解的徑向凸輪加載與低周疲勞裂解設備，包括底座(9)，其特征在于：底座(9)左、右兩側固連有四根立柱(8)，四根立柱(8)上側固連有橫梁(22)，橫梁(22)上左右對稱安裝有伺服電機(1)，伺服電機(1)的輸出軸上裝有第一提升輪(2)，第一提升輪(2)通過鋼絲帶(3)與上箱體(21)上的第二提升輪(29)連接，上箱體(21)左右兩端通過導槽(20)與四根立柱(8)相配合；上箱體(21)中部和花鍵軸(4)上端連接，花鍵軸(4)下端和離合器(17)的輸出端連接，離合器(17)的輸入端和飛輪盤(10)上部輸出端連接，飛輪盤(10)的下部輸出端通過聯軸器(13)、減速器(11)與變頻電機(12)的輸出端連接，變頻電機(12)的控制端與控制柜(15)的信號輸出端連接；花鍵軸(4)中部穿過連桿放置平臺(18)，連桿放置平臺(18)上側布置多組夾具(6)，夾具(6)中放置連桿(25)，連桿(25)大頭孔預制V形裂紋槽(33)，連桿(25)大頭孔中嵌入芯棒(19)；花鍵軸(4)上端通過軸承(28)與上端凸輪盤(5)活動連接，連桿放置平臺(18)下側面對稱布置下端凸輪盤(7)，下端凸輪盤(7)與花鍵軸(4)連接；上端凸輪盤(5)和對應的下端凸輪盤(7)同時撞擊芯棒(19)的上下兩端。...

【技術特征摘要】
1.剖分式連桿裂解的徑向凸輪加載與低周疲勞裂解設備，包括底座(9)，其特征在于：底座(9)左、右兩側固連有四根立柱(8)，四根立柱(8)上側固連有橫梁(22)，橫梁(22)上左右對稱安裝有伺服電機(1)，伺服電機(1)的輸出軸上裝有第一提升輪(2)，第一提升輪(2)通過鋼絲帶(3)與上箱體(21)上的第二提升輪(29)連接，上箱體(21)左右兩端通過導槽(20)與四根立柱(8)相配合；上箱體(21)中部和花鍵軸(4)上端連接，花鍵軸(4)下端和離合器(17)的輸出端連接，離合器(17)的輸入端和飛輪盤(10)上部輸出端連接，飛輪盤(10)的下部輸出端通過聯軸器(13)、減速器(11)與變頻電機(12)的輸出端連接，變頻電機(12)的控制端與控制柜(15)的信號輸出端連接；花鍵軸(4)中部穿過連桿放置平臺(18)，連桿放置平臺(18)上側布置多組夾具(6)，夾具(6)中放置連桿(25)，連桿(25)大頭孔預制V形裂紋槽(33)，連桿(25)大頭孔中嵌入芯棒(19)；花鍵軸(4)上端通過軸承(28)與上端凸輪盤(5)活動連接，連桿放置平臺(18)下側面對稱布置下端凸輪盤(7)，下端凸輪盤(7)與花鍵軸(4)連接；上端凸輪盤(5)和對應的下端凸輪盤(7)同時撞擊芯棒(19)的上下兩端。2.根據權利要求1所述的剖分式連桿裂解的徑向凸輪加載與低周疲勞裂解設備，其特征在于：所述的連桿放置平臺(18)上側固接有上端工作臺(24)，上端工作臺(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙升噸，任芋見，董淵哲，李帥鵬，劉大洲，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發明
國別省市：陜西,61