剖分式连杆裂解的径向凸轮加载与低周疲劳裂解设备制造技术

剖分式连杆裂解的径向凸轮加载与低周疲劳裂解设备，包括底座，底座左、右两侧固连有四根立柱，四根立柱上侧固连有横梁，横梁上左右对称安装有伺服电机，伺服电机和花键轴上部安装的凸轮盘升降机构连接，花键轴下部连接有电机减速动力机构，花键轴中部连接有主工作台，通过主工作台的上端凸轮盘和对应的下端凸轮盘同时撞击芯棒的上下两端，进而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，本发明专利技术具有绿色节能、加工效率高、应用范围广、断面质量好的优点。

Radial cam loading and low cycle fatigue cracking apparatus for split connecting rod splitting

Split connecting rod cracking radial cam loading and low cycle fatigue cracking device, which comprises a base, the base is fixedly connected with the left and right sides of four columns, four columns are fixedly connected with the upper beam, the beam are arranged symmetrically connected with the servo motor, servo motor and the spline shaft is installed on the upper part of the cam lifting mechanism, spline shaft the lower part is connected with a decelerating motor driving mechanism, in the middle of the spline shaft is connected with the main table, through the lower cam cam of the main table top and the corresponding impact on the upper and lower ends of the mandrel, and the cyclic loading with pre splitting notch of connecting rod hole, complete the big end of the connecting rod and a connecting rod body low stress fatigue separation the invention, with green energy, high processing efficiency, wide application range, advantages of good quality section.

【技术实现步骤摘要】
剖分式连杆裂解的径向凸轮加载与低周疲劳裂解设备
本专利技术属于内燃机用剖分式连杆裂解加工
，具体涉及一种剖分式连杆裂解的径向凸轮加载与低周疲劳裂解设备。
技术介绍
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)，加吉林大学专利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。上述国内外几种关于连杆裂解专利技术及设备有以下特点：裂解工艺均采用楔形块将液压油缸产生的作用力直接施加到胀块上完成体与盖的分离；均为轴向加载力，通过液压缸进行加载；胀断方式为一次加载胀断。但这些技术及设备存在以下不足：由于采用液压准静态加载，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；一次加载涨断，涨断力大，对主缸压力要求较高；只能进行单个连杆的加工，裂解效率较低；裂解材料均为粉末冶金脆性连杆，适用范围窄。西安交通大学董渊哲提出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(CN201510633267.9)针对内燃机剖分式连杆提出了利用端面凸轮轴向推动芯轴对连杆大端反复加载，利用低周疲劳应力和应力集中效应使连杆大端和连杆体分离的新工艺。并根据该工艺设计出端面凸轮推动多芯轴的低周疲劳裂解设备。该专利技术解决了一次加载胀断，胀断力大，主缸压力要求较高的问题，同时使用电机驱动，避免了由于采用液压准静态加载，液压回路管径、阀通径、泵流量、液压缸参数设置复杂和因加载速度引起的连杆胀断后的爆口的问题，同时该设备可以同时加工多组连杆，提高了连杆加工效率，并且扩大了连杆材料的裂解加工选取的范围。但是该技术依然存在以下不足：加载方式依然为径向加载，加载速度过快会使疲劳加载的方式变为准静态加载的裂解，使连杆裂解过快，断面质量差；对连杆加载的过程中，连杆受到的是非对称力。
技术实现思路
为了克服上述技术的缺点，本专利技术的目的在于提供了一种剖分式连杆裂解的径向凸轮加载与低周疲劳裂解设备，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，本专利技术采取的技术方案为：剖分式连杆裂解的径向凸轮加载与低周疲劳裂解设备，包括底座9，底座9左、右两侧固连有四根立柱8，四根立柱8上侧固连有横梁22，横梁22上左右对称安装有伺服电机1，伺服电机1的输出轴上装有第一提升轮2，第一提升轮2通过钢丝带3与上箱体21上的第二提升轮29连接，上箱体21左右两端通过导槽20与四根立柱8相配合；上箱体21中部和花键轴4上端连接，花键轴4下端和离合器17的输出端连接，离合器17的输入端和飞轮盘10上部输出端连接，飞轮盘10的下部输出端通过联轴器13、减速器11与变频电机12的输出端连接，变频电机12的控制端与控制柜15的信号输出端连接；花键轴4中部穿过连杆放置平台18，连杆放置平台18上侧布置多组夹具6，夹具6中放置连杆25，连杆25大头孔预制V形裂纹槽33，连杆25大头孔中嵌入芯棒19；花键轴4上端通过轴承28与上端凸轮盘5活动连接，连杆放置平台18下侧面对称布置下端凸轮盘7，下端凸轮盘7与花键轴4连接；上端凸轮盘5和对应的下端凸轮盘7同时撞击芯棒19的上下两端。所述的连杆放置平台18上侧固接有上端工作台24，上端工作台24上侧布置多组滑轨31，滑轨31上装有滑块32，滑块32上端固连有撞击件30；连杆放置平台18下侧面与上端工作台24对称布置多组滑轨31，滑轨31上装有滑块32，滑块32上端固连有撞击件30；上端凸轮盘5和对应的下端凸轮盘7同时通过撞击件30撞击芯棒19的上下两端。所述的连杆25大头孔中插入裂解动套23和裂解定套26，裂解动套23和裂解定套26中嵌入芯棒19，芯棒19通过裂解动套23将将循环载荷传递给连杆大端34。所述的变频电机12能够使用液压马达代替。所述的剖分式连杆裂解的径向凸轮加载与低周疲劳裂解设备的裂解工艺，包括以下步骤：变频电机12通过花键轴4带动上端凸轮盘5和对应的下端凸轮盘7同时撞击芯棒19的上下两端，对芯棒19反复加载，根据上端凸轮5、下端凸轮7设计曲线不同，每周对芯棒19加载数次，芯棒19将循环载荷传递给连杆大端34，连杆25大头孔预制V形裂纹槽33，传递过来的循环载荷在预制裂纹处产生应力集中，在多次旋转锻打后，完成连杆大端34和连杆体35的低应力分离。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术有效降了需要施加的裂解载荷。同时径向加载，避免了一次加载速度过快的问题。(2)裂解后断裂面没有明显的塑性变形，断面质量好。(3)多根连杆同时锻打，提高了裂解效率。(4)使用变频电机12驱动，避免了由于采用液压准静态加载，液压回路管径、阀通径、泵流量、液压缸参数设置复杂和因加载速度引起的连杆胀断后的爆口的问题。(5)通过控制上端凸轮盘5和下端凸轮盘7曲线和连杆25对称布置解决了连杆25在锻打过程中受力不对称的问题。(6)扩大了连杆裂解材料的选择范围，对于塑性铰高的材料如不锈钢也可以在裂解后获得较好的断面质量。本专利技术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为本专利技术实施例的结构主视图。图2为本专利技术实施例主工作台的结构主视图。图3为本专利技术实施例主工作台的结构俯视图。图4为本专利技术夹具及连杆的结构剖视图。图5为本专利技术含预制裂解槽33的连杆25的结构示意图。具体实施方式以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步的详细说明。参照图1，剖分式连杆裂解的径向凸轮加载与低周疲劳裂解设备，包括底座9，底座9左、右两侧固连有四根立柱8，四根立柱8上侧固连有横梁22，横梁22上左右对称安装有伺服电机1，伺服电机1的输出轴上装有第一提升轮2，第一提升轮2通过钢丝带3与上箱体21上的第二提升轮29连接，上箱体21左右两端通过导槽20与四根立柱8相配合，伺服电机1、第一提升轮2、钢丝带3及第二提升轮29构成凸轮盘升降机构；上箱体21中部和花键轴4上端连接，花键轴4下端和离合器17的输出端连接，离合器17的输入端和飞轮盘10上部输出端连接，飞轮盘10的下部输出端通过第一联结轴16与联轴器13上部输出端连接，联轴器13下部输入端通过第二联结轴14与减速器11上部输出端连接，减速器11的下部输入端与变频电机12的输出端连接，变频电机12的控制端与控制柜15的信号输出端连接，控制柜15安装在底座9侧面，离合器17、飞轮盘10、第一联结轴16、第二联结轴14、联轴器13、减速器11及变频电机12构成电机减速动力机构，变频电机12能够使用液压马达代替。参照图2、图3和图4，花键轴4中部穿过连杆放置平台18，连杆放置平台18上侧布置多组夹具6，夹具6中放置连杆25，连杆25大头孔预制V形裂纹槽33，连杆25大本文档来自技高网...

【技术保护点】
剖分式连杆裂解的径向凸轮加载与低周疲劳裂解设备，包括底座(9)，其特征在于：底座(9)左、右两侧固连有四根立柱(8)，四根立柱(8)上侧固连有横梁(22)，横梁(22)上左右对称安装有伺服电机(1)，伺服电机(1)的输出轴上装有第一提升轮(2)，第一提升轮(2)通过钢丝带(3)与上箱体(21)上的第二提升轮(29)连接，上箱体(21)左右两端通过导槽(20)与四根立柱(8)相配合；上箱体(21)中部和花键轴(4)上端连接，花键轴(4)下端和离合器(17)的输出端连接，离合器(17)的输入端和飞轮盘(10)上部输出端连接，飞轮盘(10)的下部输出端通过联轴器(13)、减速器(11)与变频电机(12)的输出端连接，变频电机(12)的控制端与控制柜(15)的信号输出端连接；花键轴(4)中部穿过连杆放置平台(18)，连杆放置平台(18)上侧布置多组夹具(6)，夹具(6)中放置连杆(25)，连杆(25)大头孔预制V形裂纹槽(33)，连杆(25)大头孔中嵌入芯棒(19)；花键轴(4)上端通过轴承(28)与上端凸轮盘(5)活动连接，连杆放置平台(18)下侧面对称布置下端凸轮盘(7)，下端凸轮盘(7)与花键轴(4)连接；上端凸轮盘(5)和对应的下端凸轮盘(7)同时撞击芯棒(19)的上下两端。...

【技术特征摘要】
1.剖分式连杆裂解的径向凸轮加载与低周疲劳裂解设备，包括底座(9)，其特征在于：底座(9)左、右两侧固连有四根立柱(8)，四根立柱(8)上侧固连有横梁(22)，横梁(22)上左右对称安装有伺服电机(1)，伺服电机(1)的输出轴上装有第一提升轮(2)，第一提升轮(2)通过钢丝带(3)与上箱体(21)上的第二提升轮(29)连接，上箱体(21)左右两端通过导槽(20)与四根立柱(8)相配合；上箱体(21)中部和花键轴(4)上端连接，花键轴(4)下端和离合器(17)的输出端连接，离合器(17)的输入端和飞轮盘(10)上部输出端连接，飞轮盘(10)的下部输出端通过联轴器(13)、减速器(11)与变频电机(12)的输出端连接，变频电机(12)的控制端与控制柜(15)的信号输出端连接；花键轴(4)中部穿过连杆放置平台(18)，连杆放置平台(18)上侧布置多组夹具(6)，夹具(6)中放置连杆(25)，连杆(25)大头孔预制V形裂纹槽(33)，连杆(25)大头孔中嵌入芯棒(19)；花键轴(4)上端通过轴承(28)与上端凸轮盘(5)活动连接，连杆放置平台(18)下侧面对称布置下端凸轮盘(7)，下端凸轮盘(7)与花键轴(4)连接；上端凸轮盘(5)和对应的下端凸轮盘(7)同时撞击芯棒(19)的上下两端。2.根据权利要求1所述的剖分式连杆裂解的径向凸轮加载与低周疲劳裂解设备，其特征在于：所述的连杆放置平台(18)上侧固接有上端工作台(24)，上端工作台(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵升吨，任芋见，董渊哲，李帅鹏，刘大洲，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61