Krumtapaksel - en del (eller samling af dele i tilfælde af en sammensat aksel ) af kompleks form, med halse til fastgørelse af plejlstænger , hvorfra den opfatter kræfter og omdanner dem til drejningsmoment . En integreret del af krankmekanismen (KShM).
De bestemmes som et resultat af beregninger, og nogle af dimensionerne er sat ud fra det valgte layout. For eksempel bestemmes antallet af plejlstænger afhængigt af antallet af cylindre . I motorer med flere rækker ( V , W , X -formet, stjerneformet) opfatter en plejlstangshals belastningerne fra flere plejlstænger på én gang (eller en central forbundet med bugserede). Krumtapakslen opfatter et drejningsmoment med en variabel værdi, og virker derfor på vridning og skal have en tilstrækkelig sikkerhedsmargin for forskydningsudmattelsesbelastning. Styrken af krumtapakslen afhænger af justeringen af dens lejer, forskydningen forårsager en betydelig stigning med mulighed for ødelæggelse langs kinderne [1] .
Stålaksler har (oftest) lav indvendig dæmpning af torsionsvibrationer, hvilket i nogle tilfælde truer akslen med ødelæggelse på grund af resonans ved passage gennem farezonen hastighedsmæssigt. Derfor er sådanne aksler forsynet med torsionsvibrationsdæmpere placeret på akslens fortå [1] .
Ud over udmattelsesstyrke skal krumtapaksler have et bestemt akselområde , der indstiller kontakttrykket for glidelejer eller rullelejer. Det maksimale kontakttryk og glidehastighed for antifriktionsmaterialer kan øges lidt med høj akselhårdhed og smøring af høj kvalitet. Overskridelse af dem over de tilladte fører til smeltning/revnedannelse af antifriktionslaget eller grubetæring af rullerne (rullelejer) [1] .
Diameteren af plejlstangstapperne (baseret på ovenstående betragtninger) kan øges med en skrå plejlstangsforbindelse (hvilket øger dens kompleksitet og omkostninger), mens længden kan øges enten på grund af hovedtapperne (hvilket øger kontakttrykket ), eller ved at øge afstanden mellem cylindrene (hvilket fører til en stigning i dimensioner og vægt af motoren). I de seneste årtier, på grund af fremkomsten af nye højstyrke antifriktionslegeringer og olier af høj kvalitet, er længden af akseltapperne (og dermed afstanden mellem cylindrene) blevet reduceret af designere [1] .
Materiale og fremstillingsteknologi er ofte tæt forbundet. I dette tilfælde opnås stålaksler (for at opnå den højeste styrke og sejhed) ved smedning , støbejern (materialet kan ikke smedes) - ved støbning .
Krumtapaksler er lavet af kulstof, krom-mangan, krom-nikkel-molybdæn og andre stål, samt specielle højstyrke støbejern. Stålkvaliteterne 45, 45X , 45G2, 50G er mest udbredt, og til tungt belastede krumtapaksler til dieselmotorer - 40HNMA, 18HNVA osv. [2] . Fordelen ved stålskafter er den højeste styrke, muligheden for at opnå høj hårdhed halse ved nitrering , støbejerns aksler er billigere [1] .
Valget af stål bestemmes af overfladehårdheden af de halse, der skal opnås. En hårdhed på omkring 60 HRC (kræves for brug af rullelejer) kan normalt kun opnås ved kemisk-termisk behandling ( opkulning , nitrering, cyanidering ). Til disse formål er chrom-nikkel- eller chrom-nikkel-molybdænstål med lavt kulstofindhold som regel (12XH3A, 18XHNVA, 20XHNMA) egnede, og til aksler af mellemstore og store størrelser kræves mere legering med dyrt molybdæn . for nylig er der brugt billige stål med reguleret hærdbarhed til dette, som gør det muligt at opnå høj hårdhed, samtidig med at kernens viskositet bevares. Mindre hårdhed, tilstrækkelig til pålidelig drift af glidelejer, kan opnås ved at hærde HFC som mellemkulstofstål , og gråt eller højstyrke støbejern (45..55 HRC) [1] .
Emner af stålkrumtapaksler af mellemstørrelse i storskala- og masseproduktion fremstilles ved at smede i lukkede matricer på hamre eller presser , mens processen med at opnå et emne gennemgår flere operationer. Efter foreløbig og endelig smedning af krumtapakslen i matricer, trimmes flashen på en trimmepresse og varmrettes i en matrice under en hammer. .
På grund af de høje krav til akslens mekaniske styrke er placeringen af materialets fibre ved modtagelse af emnet af stor betydning for at undgå deres skæring under efterfølgende bearbejdning. Til dette anvendes frimærker med specielle bøjningsstrømme. Efter stempling inden bearbejdning udsættes akselemnerne for varmebehandling - normalisering - og derefter afkalkning ved bejdsning eller skubblæsning. .
Store krumtapaksler, såsom marine krumtapaksler, samt motorkrumtapaksler med tunnelkrumtaphus, er aftagelige og boltet sammen. Krumtapaksler kan installeres ikke kun på glidelejer, men også på rulle (plejlstang og hoved), kugle (oprindelig i laveffektmotorer). I disse tilfælde er både fremstillingsnøjagtigheden og hårdheden underlagt højere krav. Sådanne aksler er derfor altid lavet af stål .
Støbte krumtapaksler er normalt lavet af duktilt jern modificeret med magnesium . Præcisionsstøbte ( i skalforme) aksler har en række fordele i forhold til "smedede" aksler, herunder en høj metaludnyttelsesgrad og god torsionsvibrationsdæmpning, som ofte gør det muligt at opgive en ekstern dæmper på den forreste akseltå. I støbte emner kan der også opnås en række indvendige hulrum under støbningen [3] .
Tillægget til behandling af halsen på støbejernsskafter er ikke mere end 2,5 mm pr. side med afvigelser i 5-7 nøjagtighedsklasser . Mindre kvoteudsving og lavere initial ubalance påvirker funktionen af værktøjet og "udstyret", især i automatiseret produktion .
Akslerne rettes efter normalisering i varm tilstand i en matrice på en presse, efter at emnet er fjernet fra ovnen uden yderligere opvarmning.
Oliehuller i krumtapaksler forbinder normalt tilstødende hoved- og plejlstangstapper og bores. Samtidig præges eller lukkes hullerne i kinderne med propper på tråden .
Kompleksiteten af krumtapakslens strukturelle form, dens mangel på stivhed, høje krav til nøjagtigheden af de bearbejdede overflader forårsager særlige krav til valget af metoder til lokalisering, fastgørelse og bearbejdning af akslen, såvel som rækkefølgen, kombinationen af operationer og valg af udstyr. Krumtapakslens hovedbaser er hovedtappernes lejeflader. Det er dog ikke alle behandlingsoperationer, der kan bruge dem som teknologiske. Derfor er overfladerne af centerhuller i nogle tilfælde valgt som teknologiske baser. På grund af den relativt lave stivhed af akslen i en række operationer, når den behandles i centre, bruges de ydre overflader af forbehandlede halse som yderligere teknologiske baser.
Ved bearbejdning af plejlstænger, som i overensstemmelse med kravene i tekniske specifikationer skal have den nødvendige vinkelkoordination, er den understøttende teknologiske basis specialfræsede platforme på kinderne [4] . Efter fremstilling udsættes krumtapaksler normalt for dynamisk balancering med et svinghjul (bilmotorer).
I de fleste tilfælde giver krumtapaksler mulighed for at genslibe dem til en reparationsstørrelse (normalt 4-6 størrelser, tidligere op til 8). I dette tilfælde er krumtapakslerne slebet med et roterende smergelhjul, og akslen roterer rundt om basisakserne. Disse aksler til hoved- og plejlstængerne passer naturligvis ikke sammen, hvilket kræver en omlægning. Ved slibning er det nødvendigt at observere center-til-center-tilstanden, og i henhold til instruktionerne er akslerne efter slibning genstand for gentagen dynamisk balancering. Oftest gøres dette ikke, fordi renoverede motorer ofte giver mange vibrationer . Ved slibning er det vigtigt at observere fileternes form og under ingen omstændigheder brænde dem. Forkert behandling af fileter fører ofte til ødelæggelse af krumtapakslen .
For at øge tappernes styrke og slidstyrke udsættes krumtapaksler for termisk og nogle gange kemisk-termisk behandling : HDTV-hærdning, nitrering , hærdning af overfladelaget (stål med reguleret hærdeevne 55PP, 60PP). Den resulterende hårdhed afhænger af mængden af kulstof (HFC-hærdning, normalt ikke mere end 50..55 HRC), eller typen af kemisk behandling (nitrering giver en hårdhed på 60 HRC og højere) [2] . Dybden af det hærdede lag af halsene tillader normalt brugen af 4-6 mellemliggende reparationsstørrelser af skafthalsene, nitrerede skafter er ikke slebet. Sandsynligheden for halsskrammer falder betydeligt med stigende hårdhed.
Ved reparation af krumtapaksler anvendes også sprøjtemetoder , herunder plasmasprøjtning. Samtidig kan overfladelagets hårdhed stige selv over fabriksværdierne (for HDTV -hærdning ), og fabriksdiametrene på halsene gendannes til nul størrelse. .
Under drift kan der af forskellige årsager observeres følgende funktionsfejl:
Ødelæggelsen af skaftet sker ved udmattelsesrevner [5] , som nogle gange opstår på grund af afbrænding af fileterne under formaling. Revner udvikles i materiale af lav kvalitet (hårlinjer, ikke-metalliske indeslutninger, flokke, temperament skørhed ) eller når de beregnede værdier af torsionsvibrationer overskrides ( designfejl , selvforstærkende i henhold til dieselmotorens omdrejningstal). Skader er mulig på grund af overhastighed, spjældfejl, stempelstop [6] . En ødelagt aksel kan ikke repareres. Når siddeflader er slidte, kan der anvendes elektrokemisk behandling, plasma- eller lysbuebelægning af overflader samt andre løsninger.