性能特點(diǎn)和作用說(shuō)明
柴油發(fā)電機(jī)連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工藝精度
連桿的作用是將活塞承受的力傳給曲軸，推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（活塞連桿組如圖1所示）。連桿在工作中要承受活塞銷(xiāo)傳來(lái)的氣體作用力、活塞連桿組往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力和連桿大頭繞曲軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性力的作用。上述這些作用力都是交變載荷，而連桿本身又是一個(gè)較長(zhǎng)的桿件，因此要求連桿要有足夠的強(qiáng)度和剛度，質(zhì)量要盡量小。
圖1 活塞連桿組模型圖
一、連桿的分類(lèi)
v型柴油發(fā)電機(jī)左右兩側(cè)相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)汽缸的連桿，通常都裝在同一個(gè)曲柄銷(xiāo)上。按照兩個(gè)連桿連接方式的不同，可分為下列三種形式，如圖2所示。
1、并列連桿
相對(duì)應(yīng)的左右兩缸的連桿，一前一后地裝在同一曲柄銷(xiāo)上。由于連桿的結(jié)構(gòu)形式相同，因此可以通用，而且兩側(cè)汽缸的活塞連桿組的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同。其缺點(diǎn)是兩側(cè)汽缸的中心線沿曲軸軸向要錯(cuò)開(kāi)一段距離，因而曲軸的長(zhǎng)度增加，使曲軸剛度降低。
2、主副連桿
主副連桿又稱(chēng)關(guān)節(jié)式連桿，一列汽缸的連桿裝在連桿軸頸上，稱(chēng)為主連桿；另一列汽缸的連桿，通過(guò)一圓柱銷(xiāo)與主連桿的耳銷(xiāo)孔相連接，稱(chēng)為副連桿。左右兩列對(duì)應(yīng)汽缸的主副連桿及其中心線位于同一平面內(nèi)。
這種形式的優(yōu)點(diǎn)是曲軸的長(zhǎng)度不需加長(zhǎng)，使曲軸剛度加強(qiáng)。缺點(diǎn)是連桿不能互換。副連桿對(duì)主連桿產(chǎn)生附加彎矩，以及左右兩列汽缸的活塞連桿組運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同。
3、叉片式連桿
左右兩列汽缸相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)連桿中，一個(gè)連桿的大頭做成叉形，另一個(gè)連桿的大頭插在叉形連桿的開(kāi)擋內(nèi)，稱(chēng)為叉片式連桿。叉形連桿桿身的工字?jǐn)嗝娴拈L(zhǎng)軸位于垂直于擺動(dòng)平面的平面內(nèi)。其翼板伸到大頭的部分就成為叉形，這使片式連桿擺動(dòng)時(shí)，在叉形連桿桿身上開(kāi)槽的高度可以減小，因而強(qiáng)度有所提高叉形連桿的優(yōu)點(diǎn)是兩列汽缸中活塞連桿組的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，曲軸的長(zhǎng)度不需加長(zhǎng)。缺點(diǎn)是叉形連桿大頭結(jié)構(gòu)和制造工藝比較復(fù)雜，大頭的剛度也不夠高。
在缸徑較大，缸數(shù)較多的v型柴油發(fā)電機(jī)上，多采用主副連桿和叉片式連桿，而一般v型柴油發(fā)電機(jī)則多采用并列式連桿。
連桿分類(lèi)型式圖
二、連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
連桿是柴油發(fā)電機(jī)中的主要傳動(dòng)部件之一，他在柴油機(jī)中，把作用活塞頂面的膨脹的 壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著著急 劇變化的動(dòng)載荷。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。連桿及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺 母與曲軸裝在一起。為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有 鋼質(zhì)的底，底的內(nèi)表面澆有一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組 墊片，可以用來(lái)補(bǔ)償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷(xiāo)與活塞連接。小頭孔內(nèi)壓入青銅襯套， 以減少小頭孔與活塞的磨損，同時(shí)便于在磨損后進(jìn)行修理和更換。
三、連桿的工作過(guò)程
在柴油發(fā)電機(jī)工作過(guò)程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應(yīng)具 有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。連桿桿身 一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā) 動(dòng)機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大，小頭兩端設(shè)置了去不平衡的質(zhì) 量的凸塊，以便于在稱(chēng)重后切除不平衡質(zhì)量，連桿大，小頭兩端對(duì)稱(chēng)分布在連桿中截面的兩 側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運(yùn)等要求，連桿大小頭的厚度相等（基本尺寸相同）。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔（或油槽），柴油發(fā)電機(jī)工作時(shí)，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，把氣缸體下部的潤(rùn) 滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤(rùn)滑連桿小頭襯套與活塞之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。
四、連桿的工藝和精度
連桿的作用是把活塞與曲軸聯(lián)接起來(lái)，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 以輸出動(dòng)力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。
1、反映連桿精度的參數(shù)
（1）連桿大端中心面和小端中心面相對(duì) 連桿桿身中心面的對(duì)稱(chēng)度；
（2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；
（3）連桿大、小頭孔平 行度；
（4）連桿大。小頭孔尺寸精度、形狀精度；
（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。
2、裂解工藝
連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)上的關(guān)鍵零件，在高頻率疲勞載荷下作，對(duì)強(qiáng)度有較高的要求。連桿屬于較難鍛造與加工的一種零件，對(duì)其制造方法及技術(shù)，國(guó)內(nèi)外都給予了極大的關(guān)注，連桿裂解（也稱(chēng)連桿脹斷、撐斷）加工新工藝是20世紀(jì)90年代初發(fā)展起來(lái)的一種連桿加工新技術(shù)，該種新工藝與裝備從根本上改變了傳統(tǒng)的連桿加工方法，是對(duì)傳統(tǒng)連桿加工的一次重大變革。連桿裂解技術(shù)的原理是根據(jù)材料斷裂理論，首先將整體鍛造的連桿毛坯大頭孔人為加工，形成初始斷裂源，然后用特定方法控制裂痕擴(kuò)展，達(dá)到連桿本體與連桿蓋分離的目的。其裂解加工過(guò)程見(jiàn)圖3。
圖3 連桿裂解加工過(guò)程

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