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康明斯静音发电机集团曲轴动平衡工艺

发布时间:2022-09-21 21:34人气:

曲轴是柴油机的静音发电机柴油机的关键部件之一静音发电机曲轴是柴油发电机的主要动力输出轴,其质量直接影响柴油发电机的可靠性,而曲轴不服衡量的大小是影响柴油发电机平稳运行的重要指标。

在柴油发电机曲轴的高速运转中,由于材料分布的绝对不均匀、毛坯的材料和形状的不均匀、加工误差等原因,重心偏离旋转中心,使柴油发电机曲轴在绕轴旋转时产生不服衡的离心力。

这种不服衡的离心力会引起柴油发电机曲轴的弯曲变形,引起柴油发电机的振动,产生噪音,加速柴油发电机曲轴接触部位的磨损,不仅会严重影响柴油发电机曲轴的性能和使用寿命,但同时也会因瓦片的研磨而导致柴油发电机停止运行,造成严重后果,因此,曲轴动平衡技术对柴油发电机曲轴非常重要。

在我国许多柴油发电机的曲轴生产中,为了使柴油发电机曲轴的动平衡达到允许的不服衡值,主要采用对平衡块钻孔和去重的方法。

但在实际生产过程中,由于各种因素对动平衡的影响,往往需要经过多个动平衡和去重孔才能满足允许的动平衡精度要求,这将导致加工时间过长,无法满足生产节拍的要求,造成工具消耗过快,劳动效率浪费。

因此,如安在小范围内、平衡位置实现柴油发电机曲轴的初始动不服衡已成为空白供应商首先要解决的问题。

1、相关术语和过程分析1.与动平衡有关的术语(1)不服衡:转子平面上的不服衡和大小,不涉及不服衡的角度位置。

它等于不服衡质量与其质量中心到转子轴的距离的乘积。

不服衡的单位是g.mm或g.cm,通常称为“大直径产品”。

(2)不服衡度:转子平面上不服衡质量相对于给定极坐标的角度值。

(3)初始不服衡量:平衡前转子上的不服衡量。

(4)允许不服衡量:包管机器正常运行所允许的转子剩余不服衡量。

当该指标用不服衡度表示时,称为允许不服衡度。

(5)剩余不服衡量:平衡后转子的剩余不服衡量。

(6)校正半径:从校正平面上正质量质心到转子轴的距离,通常以mm表示。

(7)不服衡减少率(URR):一次校正后减少的不服衡与初始不服衡的比率。

它是衡量平衡机效率的一项性能指标。

2.动平衡原理及过程分析柴油发电机曲轴平衡器的测量原理如图1所示。

当转子旋转时,转子中的不服衡颗粒产生离心力,离心力通过支撑点传递给回转架。

传感器采集信号后,对其进行处理并发送至测量模块。

测量模块将测量信号转换为不服衡量,并将其显示在屏幕上。

同时,按照输入的钻井工艺参数进行求解,对要消除的不服衡进行优化分解到各个校正平面(柴油发电机曲轴配重),PLC控制校正站的动作。

我国普通柴油发电机曲轴加工工艺中的动平衡大多采用减重法进行平衡。

精磨后进行动平衡处理。

某柴油发电机曲轴生产线采用申克动平衡机床进行动平衡校正。

动态平衡过程如图2所示。

2、柴油发电机曲轴毛坯初始动平衡优化实例1.优化思路在实际生产中,由于国内康明斯柴油发电机曲轴生产线大多选择几何定心作为粗加工中心孔基准,然后以两端中心孔为基准加工柴油发电机曲轴,柴油发电机曲轴粗加工中心孔的位置直接影响初始动平衡的大小,中心孔采用几何定心,因此毛坯质量直接影响初始动平衡。

对于新的生产线和新开发的柴油发电机曲轴产品,工件毛坯也会按照柴油发电机曲轴毛坯的批次和模具号以及柴油发电机曲轴的加工工艺而变化,但作为几何定位的基准,一般不会改变。

因此,柴油发电机曲轴毛坯必需通过连续修模进行调整,使质量轴和几何轴相对接近,减少柴油发电机曲轴的初始动不服衡。

2.案例分析一家工厂的柴油发电机曲轴生产线生产四缸1.2升柴油发电机曲轴。

整个生产线的设计需要43秒的节拍。

然而,由于新产品坯料的初始动平衡较大,在每个柴油发电机曲轴上都有大量的孔。

据统计,经过两次动平衡后,200件中仍有38件不合格,动平衡合格工件的平均钻孔数也接近10个,导致生产线节拍52.5s,柴油发电机曲轴生产线JPH仅68个,这严重影响了柴油发电机曲轴的生产效率。

该柴油发电机曲轴毛坯初始动平衡的优化路线如下:(1)采集原始柴油发电机曲轴的初始不服衡数据,并通过Q-DAS软件进行分析。

在柴油发电机曲轴的第一次模拟试验中,共有8种类型的空腔。

我们连续测量动平衡后工件的50个初始动平衡值,然后按照1~8型腔对50个工件进行排序,得到图3中的数据。

可以看出,坯料的平均初始不服衡量较大,X标的目的的平均值为-223.6g。

理论上,初始不服衡量控制在200gMm以内,可以包管95%的柴油发电机曲轴一次合格。

(2)通过采集柴油发电机曲轴的初始动不服衡值,需要找到不服衡颗粒在柴油发电机曲轴上的位置,按照动平衡各颗粒的数据分布,采集柴油发电机曲轴的初始不服衡量,通过分析找出几何轴和质量轴之间的对应关系(见图8)。

(3)通过得到的初始动平衡值,按照不同端部不同空腔的动态不服衡,计算出在大端或小端增加或减去的坯料的重量,并计算待修正坯料的重量和位置,从而调整模具型腔。

在这种情况下,坯料供应商只是一个小的精加工工具,在相应的位置,采用了去除模具来增加零件毛坯重量的方法。

通过模具修复调整坯料,使柴油发电机曲轴毛坯的质量轴和几何轴线相对接近,减少柴油发电机曲轴的初始动态不服衡。

图9和图10别离显示了腔室4和腔室6中增加的重量,其他腔室的增加量没有逐一描述。

(4)按照调整后的连续模修复的验证,柴油发电机曲轴生产线坯料的初始动态不服衡被优化为一个相对合理的值,如图11所示,x标的目的为141.7gmm,y标的目的为55g,平衡块上的平均钻孔数约为6个,可满足全线43秒的节拍。

JPH增加到82。

同时,柴油发电机曲轴一次合格率提高到97%,动平衡不合格率降低到1.7%。

该方案首先利用柴油发电机曲轴动平衡函数和Q-DAS数据分析软件,找出不同腔体初始动平衡的差值,并按照腔体的差值制定不同的优化办法,从而优化柴油发电机曲轴的毛坯,减少柴油发电机曲轴的初始动态不服衡,提高生产节拍,提高动平衡处理效率,同时降低工具消耗。

同时,在生产现场影响柴油发电机曲轴初始动平衡值的因素很多,如粗加工中心孔的位置和生产工艺的去除量对柴油发电机曲轴初始不服衡值的影响。

需要结合其他影响因素进行调整,以确保生产线的不变生产。

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