剖分式連桿裂解的五星柱塞加載與低周疲勞裂解設備制造技術

剖分式連桿裂解的五星柱塞加載與低周疲勞裂解設備，包括底座，底座和四根立柱連接，立柱通過電機支架連接有變頻電機，變頻電機的控制端與控制柜的輸出端相連，變頻電機的輸出軸通過離合器、小帶輪、窄V帶、大帶輪和帶輪軸連接，帶輪軸下端與支撐架活動連接，帶輪軸上端通過聯軸器和偏心軸的底端連接；偏心軸的偏心部分安裝有五星輪，五星輪設置在底座的連桿放置平臺上下兩側對稱布置上、下柱塞體腔，五星輪的每邊上連接有柱塞；柱塞對插在預制V形裂紋槽的連桿大頭孔內的芯棒的上下端同時反復加載動力，本發明專利技術使連桿裂解的效率大為提高，具有綠色節能、加工效率高、應用范圍廣、斷面質量好的優點。

Splitting split connecting rod five star plunger loading and low cycle fatigue cracking equipment

Split connecting rod cracking star plunger loading and low cycle fatigue cracking device, which comprises a base, the connecting base and four columns, column is connected with a motor through a motor bracket, the output control terminal and control cabinet of variable-frequency motor is connected with the output shaft of the motor through a clutch, a small pulley, narrow V belt, the big belt wheel and a belt wheel connected with shaft is connected with a movable supporting frame, with the end of axle through the coupling and the eccentric shaft is connected with the bottom end; eccentric part of the eccentric shaft is installed on the star wheel, wheel is arranged on the platform under the five-star placed symmetrically arranged at both sides of the upper and lower piston cavity in the base of the connecting rod, each side of star wheel the plunger is connected with the plunger of the mandrel; lower end inserted in the V slot of the prefabricated crack connecting rod hole and cyclic loading power, the invention greatly improves the efficiency of the connecting rod cracking, out The utility model has the advantages of green energy saving, high processing efficiency, wide application range and good cross sectional quality.

【技術實現步驟摘要】
剖分式連桿裂解的五星柱塞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
，具體涉及剖分式連桿裂解的五星柱塞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，最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。但是該專利技術依然存在以下不足。如：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剖分式連桿裂解的五星柱塞加載與低周疲勞裂解設備，使連桿裂解的效率大為提高，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：剖分式連桿裂解的五星柱塞加載與低周疲勞裂解設備，包括底座5，底座5和四根立柱22連接，立柱22一側與電機支架8連接，電機支架8上安裝有變頻電機11，變頻電機11的控制端與控制柜21的輸出端相連，變頻電機11的輸出軸和離合器10的下端輸入軸連接，離合器10上端輸出軸連接有小帶輪7，小帶輪7通過窄V帶9和大帶輪18連接，大帶輪18安裝在帶輪軸17上，帶輪軸17下端通過第三滾動軸承19與支撐架20活動連接，帶輪軸17上端通過聯軸器16和偏心軸12的底端連接；底座5上固連有連桿放置平臺4，連桿放置平臺4上下兩側對稱布置上柱塞體腔1和下柱塞體腔15，上柱塞體腔1和下柱塞體腔15中裝有五星輪27，五星輪27通過第一滾動軸承28安裝在偏心軸12的偏心部分，偏心軸12上端通過第二滾動軸承13支撐，第二滾動軸承13連接在上柱塞體腔1上，五星輪27的每邊上都開有兩個以上的軸向圓弧槽，每個圓弧槽內都安裝有滾針30，滾針30能夠在圓弧槽內自由滾動，滾針30上頂有柱塞14，五星輪27外側為帶回程壓邊的端蓋29，端蓋29壓在柱塞14的底邊上，柱塞14通過柱塞缸26伸出柱塞體腔；連桿放置平臺4上固連有5組夾具3，夾具3內側放置連桿23，連桿23大頭孔預制V形裂紋槽31，連桿23大頭孔中插入芯棒2，柱塞14對芯棒2的上下端同時反復加載動力。所述的連桿23大頭孔中插入裂解動套24和裂解定套25，裂解動套24和裂解定套25中嵌入芯棒2。所述的變頻電機11能夠替換為液壓馬達34。所述的剖分式連桿裂解的五星柱塞加載與低周疲勞裂解設備的裂解工藝，包括以下步驟：通過變頻電機11帶動偏心軸12轉動，進而驅動五星柱塞加載工作臺的柱塞14對芯棒2反復加載，芯棒2將循環載荷傳遞給連桿大端32，傳遞過來的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32和連桿體33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，針對材料為C70S6的脆性連桿使裂紋擴展所需應力僅為340MPa。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)5根連桿同時鍛打，提高了裂解效率。(4)使用變頻電機11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)柱塞14對稱布置在五星柱塞加載工作臺上下兩側解決了連桿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為變頻電機作為動力源的裂解設備結構主視圖。圖2為液壓馬達作為動力源的裂解設備結構主視圖。圖3為裂解設備五星柱塞加載工作臺剖視圖(水平旋轉90度)。圖4為本專利技術裂解設備結構俯視圖。圖5為本專利技術裂解設備夾具剖視圖。圖6為含預制裂解槽31的連桿23示意圖。具體實施方式以下結合附圖對本專利技術作進一步的詳細說明。參照圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6，剖分式連桿裂解的五星柱塞加載與低周疲勞裂解設備，包括底座5，底座5通過三角架6和四根立柱22連接，立柱22一側與電機支架8連接，電機支架8上安裝有變頻電機11，變頻電機11的控制端與控制柜21的輸出端相連，控制柜21固連在立柱22一側，變頻電機11的輸出軸上端插入離合器10的下端輸入軸，離合器10上端輸出軸連接有小帶輪7，小帶輪7通過窄V帶9和大帶輪18連接，大帶輪18安裝在帶輪軸17上，帶輪軸17下端通過第三滾動軸承19與支撐架20活動連接，帶輪軸17上端插入聯軸器16下端，聯軸器16上端插入偏心軸12的底端，變頻電機11、離合器10、小帶輪7、窄V帶9、大帶輪18、帶輪軸17和聯軸器16構成電機減速動力機構，變頻電機11能夠替換為液壓馬達34。底座5上固連有連桿放置平臺4，連桿放置平臺4上下兩側對稱布置上柱塞體腔1和下柱塞體腔15，上柱塞體腔1和下柱塞體腔15中裝有五星輪27，五星輪27通過第一滾動軸承28安裝在偏心軸12的偏心部分，偏心軸12上端通過第二滾動軸承13支撐，第二滾動軸承13連接上柱塞體腔1上，五星輪27的每邊上都開有兩個以上的軸向圓弧槽，每個圓弧槽內都安裝有滾針30，滾針30能夠在圓弧槽內自由滾動，滾針30上頂有柱塞14，五星輪27外側為帶回程壓邊的端蓋29，端蓋29壓在柱塞14的底邊上，柱塞14通過柱塞缸26伸出柱塞體腔，連桿放置平本文檔來自技高網...

【技術保護點】
剖分式連桿裂解的五星柱塞加載與低周疲勞裂解設備，包括底座(5)，其特征在于：底座(5)和四根立柱(22)連接，立柱(22)一側與電機支架(8)連接，電機支架(8)上安裝有變頻電機(11)，變頻電機(11)的控制端與控制柜(21)的輸出端相連，變頻電機(11)的輸出軸和離合器(10)的下端輸入軸連接，離合器(10)上端輸出軸連接有小帶輪(7)，小帶輪(7)通過窄V帶(9)和大帶輪(18)連接，大帶輪(18)安裝在帶輪軸(17)上，帶輪軸(17)下端通過第三滾動軸承(19)與支撐架(20)活動連接，帶輪軸(17)上端通過聯軸器(16)和偏心軸(12)的底端連接；底座(5)上固連有連桿放置平臺(4)，連桿放置平臺(4)上下兩側對稱布置上柱塞體腔(1)和下柱塞體腔(15)，上柱塞體腔(1)和下柱塞體腔(15)中裝有五星輪(27)，五星輪(27)通過第一滾動軸承(28)安裝在偏心軸(12)的偏心部分，偏心軸(12)上端通過第二滾動軸承(13)支撐，第二滾動軸承(13)連接在上柱塞體腔(1)上，五星輪(27)的每邊上都開有兩個以上的軸向圓弧槽，每個圓弧槽內都安裝有滾針(30)，滾針(30)能夠在圓弧槽內自由滾動，滾針(30)上頂有柱塞(14)，五星輪(27)外側為帶回程壓邊的端蓋(29)，端蓋(29)壓在柱塞(14)的底邊上，柱塞(14)通過柱塞缸(26)伸出柱塞體腔；連桿放置平臺(4)上固連有5組夾具(3)，夾具(3)內側放置連桿(23)，連桿(23)大頭孔預制V形裂紋槽(31)，連桿(23)大頭孔中插入芯棒(2)，柱塞(14)對芯棒(2)的上下端同時反復加載動力。...

【技術特征摘要】
1.剖分式連桿裂解的五星柱塞加載與低周疲勞裂解設備，包括底座(5)，其特征在于：底座(5)和四根立柱(22)連接，立柱(22)一側與電機支架(8)連接，電機支架(8)上安裝有變頻電機(11)，變頻電機(11)的控制端與控制柜(21)的輸出端相連，變頻電機(11)的輸出軸和離合器(10)的下端輸入軸連接，離合器(10)上端輸出軸連接有小帶輪(7)，小帶輪(7)通過窄V帶(9)和大帶輪(18)連接，大帶輪(18)安裝在帶輪軸(17)上，帶輪軸(17)下端通過第三滾動軸承(19)與支撐架(20)活動連接，帶輪軸(17)上端通過聯軸器(16)和偏心軸(12)的底端連接；底座(5)上固連有連桿放置平臺(4)，連桿放置平臺(4)上下兩側對稱布置上柱塞體腔(1)和下柱塞體腔(15)，上柱塞體腔(1)和下柱塞體腔(15)中裝有五星輪(27)，五星輪(27)通過第一滾動軸承(28)安裝在偏心軸(12)的偏心部分，偏心軸(12)上端通過第二滾動軸承(13)支撐，第二滾動軸承(13)連接在上柱塞體腔(1)上，五星輪(27)的每邊上都開有兩個以上的軸向圓弧槽，每個圓弧槽內都安裝有滾針(30)，滾針(30)能夠在圓弧槽內自由滾動，滾針(30)上頂有柱塞...

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