CN216429775U - 一种柴油机传动用复合材料增摩片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柴油机传动用复合材料增摩片，涉及传动设备材料技术领域，包括基体、设置在基体两侧表面上的镀层以及填充在镀层表面的硬质材料，所述硬质材料为金刚石，本实用新型降低环状钢片基体的厚度，有效的提高接触表面摩擦系数，有效的解决传递力矩过大时摩擦力不足的问题。

Description

一种柴油机传动用复合材料增摩片

技术领域

本实用新型涉及传动设备材料技术领域，尤其是一种柴油机传动用复合材料增摩片。

背景技术

将柴油机曲轴功率输出端的齿轮与曲轴制成一体，会增加曲轴加工工艺难度，容易造成因齿形加工不合格而使曲轴报废，降低产品合格率，而且在发动机运转工作时，也会因齿轮失效而使整个曲轴报废，造成不必要的浪费。将曲轴与齿轮设计成分体结构就解决了这些问题。分体结构中曲轴和齿轮通过飞轮螺栓紧固在一起，但是飞轮螺栓受到空间尺寸和强度等级的制约，在柴油机功率输出端曲轴法兰和齿轮及飞轮的连接中，输出扭矩较大时，螺栓预紧力使结合面产生的摩擦力不足以传递设计要求的力矩，紧固螺栓预紧力产生的静摩擦力不足以传递矩过大扭矩，会造成接触表面相对滑动，进而对螺栓产生剪切使螺栓断裂。因此在螺栓尺寸和强度不能再优化的前提下，为了防止摩擦力不足使螺栓受剪切失效，需要增大接触表面的摩擦系数，需要采取措施增大连接件曲轴、齿轮和飞轮结合面的摩擦力以有效传递力矩，保证曲轴传动的可靠性。

例如，水冷132缸径1015系列柴油机将曲轴功率输出端的齿轮与曲轴制成一体，为了提高曲轴工艺性，同时防止因齿轮失效而使整个曲轴报废，在132缸径2015系列柴油机曲轴设计中，将率输出端的齿轮设计成分体结构，与飞轮一起通过飞轮螺栓紧固在曲轴输出端，由于曲轴将齿轮分离后空间有限，飞轮螺栓是M16×1.5的螺纹，曲轴上用于飞轮螺栓安装的螺栓孔深度只有17.8mm，不计算倒角部分螺栓拧紧时的有效螺纹最小只有14.9mm，如果没有其它辅助措施，飞轮螺栓的预紧力产生的摩擦力不足以保证齿轮力矩的传递，容易出现摩擦力失效螺栓受剪切断裂的情况，为了增加结构的安全系数，需要增加曲轴、齿轮、飞轮等零件之间的摩擦系数。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种柴油机传动用复合材料增摩片，降低环状钢片基体的厚度，有效的提高接触表面摩擦系数，有效的解决传递力矩过大时摩擦力不足的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种柴油机传动用复合材料增摩片，包括基体、设置在基体两侧表面上的镀层以及填充在镀层表面的硬质材料，所述硬质材料为金刚石。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述镀层的厚度为5～9μm，所述镀层为镍-磷矩阵镀层薄膜。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述硬质材料的均粒度为10μm，硬质材料的平均分布密度8％～16％，硬质材料在镀层的表面上不规则排布。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述镀层和硬质材料的总厚度为15μm。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述基体材料为65Mn。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述增摩片整体厚度为0.23±0.02mm。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

本实用新型降低了环状钢片基体的厚度，表面镀覆含金刚石硬质颗粒的镍-磷矩阵镀层的增大摩擦力的薄膜，有效的提高了接触表面摩擦系数，有效的解决传递力矩过大时摩擦力不足的问题。

本实用新型充分利用镀层结构的良好的耐油、耐腐蚀性能以及尺寸稳定性，增加曲轴、齿轮、飞轮等零件之间的摩擦系数，增大连接件曲轴、齿轮和飞轮结合面的摩擦力以有效传递力矩，保证曲轴传动的可靠性，降低了飞轮螺栓的预紧力，保证了齿轮力矩的传递，避免出现摩擦力失效螺栓受剪切断裂的情况，增加结构的安全系数。避免增加结构的长度，保证了柴油机整体结构的紧凑性。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型使用时的结构示意图；

其中，1、基体，2、镀层，3、硬质材料，4、增摩片，5、齿轮。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：

如图1、图2所示，一种柴油机传动用复合材料增摩片，包括基体1、镀层2、硬质材料3，镀层2设置在基体1两侧表面上，硬质材料3填充在镀层2表面。所述硬质材料3为金刚石，基体1为一种以非常薄的环状钢片，表面镀覆含金刚石硬质颗粒的镍-磷矩阵镀层的增大摩擦力的薄膜，可使接触表面摩擦系数较基体提高300%，有效的解决传递力矩过大时摩擦力不足的问题。

1.安装位置说明：

两个增摩片4安装在曲轴功率输出端法兰面与后端齿轮一侧接合面和齿轮5另一侧接合面与飞轮接合面之间，三者通过飞轮螺栓紧固在一起。柴油机工作时通过后端齿轮驱动配气结构正时齿轮和单体泵齿轮，进而驱动液压泵和空压机，并通过飞轮完成后端功率输出。

2.材料及结构说明：

增摩片4是一种非常薄的环状钢片，钢片材料采用65Mn，钢片两侧表面镀镍-磷矩阵镀层薄膜，镀层2的厚度5～9μm，镀层硬度600HV，镍-磷镀层表面填充硬质材料3，硬质材料3为金刚石颗粒，金刚石平均粒度10μm，所述镀层2和硬质材料3的总厚度为15μm，金刚石表面平均分布密度8％～16％，金刚石不规则排布，增摩片最小单位面积压力大于50MPa，最大工作温度可达400℃，为了保证零件的性能，必须保证镀层充分均匀的镀在连接件上。增摩片整体厚度为0.23±0.02mm，在满足使用要求的前提下，不增加结构的长度，保证了柴油机整体结构的紧凑性。镀层结构具有良好的耐油、耐腐蚀性能以及尺寸稳定性。安装时增摩片必须保证清洁，表面污染会降低镀膜的功效。

2.工艺说明：

由于增摩片4厚度非常薄，基体钢片的成型通过冲压加工，必须保证增摩片4表面的平面度，表面弯曲会导致零件损坏。通过冲压模拟应力场、应变场以及速度分布的仿真计算，基体钢片的冲压工艺采用落料-冲孔复合冲压工艺制成。

镍-磷矩阵镀层薄膜的化学镀过程为吸热过程，温度是影响化学镀镍反应的重要参数，通过试验对比不同温度、不同时间下的镀覆速度，确定化学镀温度参数。

3.实际应用情况：

本产品完成已试制生产，并随柴油机通过可靠性试验考核，满足设计使用要求。

Claims (6)

1.一种柴油机传动用复合材料增摩片，其特征在于：包括基体（1）、设置在基体（1）两侧表面上的镀层（2）以及填充在镀层（2）表面的硬质材料（3），所述硬质材料（3）为金刚石。

2.根据权利要求1所述的一种柴油机传动用复合材料增摩片，其特征在于：所述镀层（2）的厚度为5～9μm，所述镀层（2）为镍-磷矩阵镀层薄膜。

3.根据权利要求1所述的一种柴油机传动用复合材料增摩片，其特征在于：所述硬质材料（3）的均粒度为10μm，硬质材料（3）的平均分布密度8％～16％，硬质材料（3）在镀层（2）的表面上不规则排布。

4.根据权利要求2或3所述的一种柴油机传动用复合材料增摩片，其特征在于：所述镀层（2）和硬质材料（3）的总厚度为15μm。

5.根据权利要求1所述的一种柴油机传动用复合材料增摩片，其特征在于：所述基体（1）材料为65Mn。

6.根据权利要求1所述的一种柴油机传动用复合材料增摩片，其特征在于：所述增摩片整体厚度为0.23±0.02mm。

Images