CN105252241A - 剖分式连杆的端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备 - Google Patents

剖分式连杆的端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备 Download PDF

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Abstract

剖分式连杆的端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备，包括底座，底座左、右两侧固连有第一、第二立柱，第一、第二立柱上侧固连有横梁，电机减速动力机构连接在横梁上，电机减速动力机构动力输出和凸轮升降机构动力输入连接，凸轮升降机构两侧连接的第一滑块和第一、第二立柱内侧连接有第一导轨配合，工作时，凸轮升降机构的端面凸轮和盘型工作台上的芯轴配合，盘型工作台通过T型槽台连接在底座上，通过电机减速动力机构驱动端面凸轮旋转，同时推动多个芯轴和胀套对带有预制裂解槽的连杆大头孔反复加载，完成连杆大端和连杆体的低应力疲劳分离，本发明具有绿色节能、加工效率高、应用范围广、断面质量好的优点。

Description

剖分式连杆的端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备
技术领域
本发明属于连杆裂解加工技术领域，具体涉及剖分式连杆的端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备。
背景技术
连杆裂解是连杆加工的一种新工艺，利用断裂力学理论，首先在连杆大头孔内侧预制裂解槽，形成初始裂纹，然后通过裂解加工设备对大头孔内侧面施加径向力，使裂纹由内孔向外不断扩展，直至完全裂解，最后将连杆体和端盖在断裂面处完全啮合，穿入螺栓并拧紧至要求扭矩。典型裂解加工设备包括德国ALFING公司的“上楔入式”设备和美国福特公司的“下拉式”设备，在连杆大头孔内安置有由胀套及楔形芯轴组成的增力机构(U.S.Pat.No.5,503,317)，通过液压活塞杆推动楔形芯轴进而推动胀套运动，使连杆大头孔内壁承受径向载荷而胀断。
现有的裂解设备只能进行单个连杆的加工，裂解效率较低；由于采用液压准静态加载，对主缸压力要求较高，同时液压回路管径、阀通径、泵流量、液压缸参数等均会影响裂解油缸的加载速度，研究表明，因加载速度引起的连杆胀断后的爆口现象是该类型工艺的主要问题。同时，现有的裂解方法只适合微合金非调制碳钢等脆性材料的连杆裂解，应用受限。
发明内容
为了克服上述技术的缺点，本发明的目的在于提供了剖分式连杆的端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备，使可裂解的连杆材料大为扩展，具有绿色节能、加工效率高、应用范围广、断面质量好的优点。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
剖分式连杆的端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备，包括底座14，底座14左、右两侧固连有第一立柱20和第二立柱13，第一立柱20、第二立柱13上侧固连有横梁26，电机减速动力机构连接在横梁26上，电机减速动力机构动力输出和凸轮升降机构动力输入连接，凸轮升降机构两侧连接的第一滑块8和第一立柱20、第二立柱13内侧连接的第一导轨12配合，工作时，凸轮升降机构的端面凸轮7和盘型工作台18上的芯轴34配合，盘型工作台18通过T型槽台17连接在底座14上。
所述电机减速动力机构包括第一电机1，第一电机1输出轴和第一减速器3输入连接，第一减速器3的输出轴4与凸轮升降机构的花键轴6上端的内孔5过盈配合，第一减速器3通过安装板2连接在横梁26上。
所述凸轮升降机构包括凸轮支撑座22，端面凸轮7连接在凸轮支撑座22中，凸轮支撑座22两侧固连有第一滑块8和螺母21，螺母21和丝杠19配合，丝杠19端头通过第二减速器16和第二电机15输出轴连接，端面凸轮7内壁为矩形内花键，端面凸轮7上端通过花键轴6与第一减速器3的输出轴4连接，端面凸轮7的下端面具有轮廓曲线，端面凸轮7的第一台阶23和第二台阶9处装配第一推力轴承24和第二推力轴承10，通过第一端盖25、第二端盖11压紧第一推力轴承24和第二推力轴承10后紧固在凸轮支撑座22上。
所述盘型工作台18铣有两个以上的定位槽27，带有预制裂解槽42的连杆32安装在定位槽27底部，连杆32的大头孔内安装第一胀套36和第二胀套37，并通过芯轴34进行定位，连杆32的小头孔通过销轴38定位，芯轴34上端通过销钉33连接滚子30，芯轴34中部为定位圆盘31和碟簧35，定位圆盘31的侧面焊装第二滑块28，第二滑块28通过第二导轨29和定位槽27配合，芯轴34下端为楔形头41，楔形头41具有和第一胀套36、第二胀套37配合的第一斜面39和第二斜面40。
本发明的有益效果为：与传统准静态加载方式相比，该裂解方式有效降低了能耗，即使是延性材料，断裂面也没有明显的塑性变形，使可裂解的连杆材料大为扩展，具有更广泛的应用前景，具有绿色节能、加工效率高、应用范围广、断面质量好的优点，代表了绿色裂解的新的发展方向。
附图说明
图1为本发明裂解设备结构主视图。
图2为本发明盘型工作台18结构俯视图。
图3图2的A-A剖视图。
图4为本发明含预制裂解槽42的连杆32示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参照图1、图2和图3，剖分式连杆的端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备，包括底座14，底座14左、右两侧固连有第一立柱20和第二立柱13，第一立柱20、第二立柱13上侧固连有横梁26，电机减速动力机构连接在横梁26上，电机减速动力机构动力输出和凸轮升降机构动力输入连接，凸轮升降机构两侧连接的第一滑块8和第一立柱20、第二立柱13内侧连接有第一导轨12配合，工作时，凸轮升降机构的端面凸轮7和盘型工作台18上的芯轴34配合，盘型工作台18通过T型槽台17连接在底座14上。
所述电机减速动力机构包括第一电机1，第一电机1输出轴和第一减速器3输入连接，第一减速器3的输出轴4开有键槽，通过平键与凸轮升降机构的花键轴6上端的内孔5过盈配合，第一减速器3通过安装板2连接在横梁26上。
所述凸轮升降机构包括凸轮支撑座22，端面凸轮7连接在凸轮支撑座22中，凸轮支撑座22两侧固连有第一滑块8和螺母21，螺母21和丝杠19配合，丝杠19端头通过第二减速器16和第二电机15输出轴连接，通过第二电机15驱动丝杠19转动，带动螺母21及凸轮支撑座22上下移动，端面凸轮7内壁为矩形内花键，端面凸轮7上端通过花键轴6与第一减速器3的输出轴4连接，端面凸轮7的下端面具有轮廓曲线，端面凸轮7的第一台阶23和第二台阶9处装配第一推力轴承24和第二推力轴承10，通过第一端盖25、第二端盖11压紧第一推力轴承24和第二推力轴承10后紧固在凸轮支撑座22上。
所述盘型工作台18铣有六个定位槽27，带有预制裂解槽42的连杆32安装在定位槽27底部，连杆32的大头孔内安装第一胀套36和第二胀套37，并通过芯轴34进行定位，连杆32的小头孔通过销轴38定位，芯轴34上端通过销钉33连接滚子30，芯轴34中部为定位圆盘31和碟簧35，定位圆盘31的侧面焊装第二滑块28，第二滑块28通过第二导轨29和定位槽27配合，芯轴34下端为楔形头41，楔形头41具有和第一胀套36、第二胀套37配合的第一斜面39和第二斜面40。
本发明的工作原理为：
本发明利用了应力集中效应和疲劳断裂原理，通过电机减速动力机构驱动端面凸轮7按一定转速旋转，一次工作循环包括推程、近休止、推程、远休止、回程共5个阶段，同时推动多个芯轴34通过第一胀套36、第二胀套37对带有预制裂解槽42的连杆32的大头孔反复加载，完成连杆大端43和连杆体44的低应力疲劳分离，如图4所示，具有绿色节能、加工效率高、应用范围广、断面质量好的优点；同时，端面凸轮7的高度可以通过凸轮升降机构进行调节，转速可以通过调节第一电机1的转速进行控制，进而能够控制芯轴34的行程、冲击频率和冲击速度大小，可以根据不同材料、型号的连杆调节不同的参数进行裂解，方便可靠。

Claims (4)

1.剖分式连杆的端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备，包括底座(14)，底座(14)左、右两侧固连有第一立柱(20)和第二立柱(13)，第一立柱(20)、第二立柱(13)上侧固连有横梁(26)，其特征在于：电机减速动力机构连接在横梁(26)上，电机减速动力机构动力输出和凸轮升降机构动力输入连接，凸轮升降机构两侧连接的第一滑块(8)和第一立柱(20)、第二立柱(13)内侧连接有第一导轨(12)配合，工作时，凸轮升降机构的端面凸轮(7)和盘型工作台(18)上的芯轴(34)配合，盘型工作台(18)通过T型槽台(17)连接在底座(14)上。
2.根据权利要求1所述的剖分式连杆的端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备，其特征在于：所述电机减速动力机构包括第一电机(1)，第一电机(1)输出轴和第一减速器(3)输入连接，第一减速器(3)的输出轴(4)与凸轮升降机构的花键轴(6)上端的内孔(5)过盈配合，第一减速器(3)通过安装板(2)连接在横梁(26)上。
3.根据权利要求1所述的剖分式连杆的端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备，其特征在于：所述凸轮升降机构包括凸轮支撑座(22)，端面凸轮(7)连接在凸轮支撑座(22)中，凸轮支撑座(22)两侧固连有第一滑块(8)和螺母(21)，螺母(21)和丝杠(19)配合，丝杠(19)端头通过第二减速器(16)和第二电机(15)输出轴连接，端面凸轮(7)内壁为矩形内花键，端面凸轮(7)上端通过花键轴(6)与第一减速器(3)的输出轴(4)连接，端面凸轮(7)的下端面具有轮廓曲线，端面凸轮(7)的第一台阶(23)和第二台阶(9)处装配第一推力轴承(24)和第二推力轴承(10)，通过第一端盖(25)、第二端盖(11)压紧第一推力轴承(24)和第二推力轴承(10)后紧固在凸轮支撑座(22)上。
4.根据权利要求1所述的剖分式连杆的端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备，其特征在于：所述盘型工作台(18)铣有两个以上的定位槽(27)，带有预制裂解槽(42)的连杆(32)安装在定位槽(27)底部，连杆(32)的大头孔内安装第一胀套(36)和第二胀套(37)，并通过芯轴(34)进行定位，连杆(32)的小头孔通过销轴(38)定位，芯轴(34)上端通过销钉(33)连接滚子(30)，芯轴(34)中部为定位圆盘(31)和碟簧(35)，定位圆盘(31)的侧面焊装第二滑块(28)，第二滑块(28)通过第二导轨(29)和定位槽(27)配合，芯轴(34)下端为楔形头(41)，楔形头(41)具有和第一胀套(36)、第二胀套(37)配合的第一斜面(39)和第二斜面(40)。
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