曲軸是空壓機(jī)中主要的運(yùn)動件,它承受著方向和大小均有周期性變化的較大載荷和摩擦磨損。因此,對疲勞強(qiáng)度與耐磨性均有較高的要求。
曲軸結(jié)構(gòu)
空壓機(jī)曲軸有兩種基本形式,即曲柄軸和曲拐軸。曲柄軸多用于I舊式單列或雙列臥式空壓機(jī)。這種結(jié)構(gòu)已被淘汰。 曲拐軸如圖所示,曲拐軸由曲軸頸、曲柄銷、曲柄及軸身等組成。現(xiàn)在大多數(shù)空壓機(jī)采用這種結(jié)構(gòu),它廣泛應(yīng)用在對稱平衡式、角度式、活塞式空壓機(jī)中。
空壓機(jī)曲軸通常都設(shè)計成整體式,在個別情況下,例如在制造和安裝方面有要求時,也可以把曲軸分成若干部分分別制造,然后用熱壓配合、法蘭、鍵銷等永久或可拆的連接方式組裝成一體,構(gòu)成組合式曲軸。
機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時曲軸上所需潤滑油通常是從主軸承處加入的,通過曲軸鉆出的油路通往連桿軸承。軸頸上的油孔一般有斜油孔和直油孔兩種形式,可根據(jù)曲軸形狀和供油方式而定。
曲軸的材料
曲軸材料一般有鍛造和鑄造兩種。鍛造曲軸常用材料是 40#、45#優(yōu)質(zhì)碳素鋼。鑄造曲軸常用稀土-鎂球墨鑄鐵材料。 由于鑄造曲軸具有良好的鑄造性和加工性能,可鑄出較復(fù)雜、合理的結(jié)構(gòu)形狀,吸振性好,耐磨性高,制造成本低,對應(yīng)力集中敏感性小,因而得到廣泛的應(yīng)用。
提高曲軸疲勞強(qiáng)度的措施
曲軸的截面形狀尺寸沿軸向有著很大的變化,大直徑與小直徑的連接處是應(yīng)力集中最為嚴(yán)重的地方。在交變載荷的作用下,應(yīng)力集中處可能會發(fā)生進(jìn)展性裂縫,造成曲軸的斷裂。為減小過渡區(qū)的應(yīng)力集中,一般制成圓角圓滑過渡。為了提高曲軸疲勞強(qiáng)度,可以用滾珠或滾輪對曲柄圓角進(jìn)行滾壓或以0.5mm 粒度的鋼丸噴射在曲軸表面進(jìn)行強(qiáng)化,使其在圓角和表面產(chǎn)生較大的殘余壓應(yīng)力,還可通過表面高頻淬火的方法、表面氮化處理的方法提高軸頸與圓角的抗疲勞強(qiáng)度。大型空壓機(jī)的曲軸做成空心結(jié)構(gòu),既可減輕重量、降低慣性力,又能提高其抗疲勞強(qiáng)度。