Über Kurbelwellenbruch und Kugelstrahlen
2020-10-28
Die Kurbelwelle, ganz gleich, ob es sich um die Kurbelwelle eines Automobilmotors, die Kurbelwelle eines Schiffsmotors oder die Kurbelwelle einer Industriepumpe handelt, erfährt während des Rotationsprozesses die kombinierte Wirkung abwechselnder Biege- und Torsionsbelastungen. Die gefährlichen Abschnitte der Kurbelwelle, insbesondere die Übergangskehle zwischen dem Lagerzapfen und der Kurbelwelle. Manchmal bricht die Kurbelwelle aufgrund der hohen Spannungskonzentration.
Daher erfordern die Betriebsbedingungen eine ausreichende Festigkeit der Kurbelwelle, um sicherzustellen, dass die Kurbelwelle während des Betriebs nicht bricht. Gegenwärtig wird der Einsatz von Kugelstrahlen zur Änderung der Ermüdungsbeständigkeit von Kurbelwellen in einem breiten Anwendungsspektrum weit verbreitet und die Wirkung ist recht zufriedenstellend.
Verglichen mit dem Nachteil des herkömmlichen Walzprozesses ist es aufgrund der Einschränkungen der Kurbelwellenverarbeitungstechnologie schwierig, die abgerundeten Ecken jedes Zapfens mit der Walze in Einklang zu bringen, was häufig zum Nagen der abgerundeten Ecken und der Kurbelwelle nach dem Walzen führt ist stark verformt, nicht effektiv. Der Mechanismus des Kugelstrahlens besteht darin, Pellets mit einem streng kontrollierten Durchmesser und einer bestimmten Festigkeit zu verwenden, um unter der Wirkung eines Hochgeschwindigkeitsluftstroms einen Pelletstrom zu bilden und ihn kontinuierlich auf die Metalloberfläche der Kurbelwelle zu sprühen, genau wie beim Hämmern mit unzähligen kleinen Hämmer erzeugen auf der Oberfläche der Kurbelwelle eine extrem starke plastische Verformung und bilden eine kaltverfestigte Schicht. Einfach ausgedrückt: Da die Kurbelwelle während der Bearbeitung verschiedenen mechanischen Schnittkräften ausgesetzt ist, ist die Spannungsverteilung auf ihrer Oberfläche, insbesondere die Querschnittsänderung der Kurbelwelle, äußerst ungleichmäßig und sie ist während der Arbeit einer Wechselbeanspruchung ausgesetzt Es kommt leicht zu Spannungskorrosion und die Ermüdungslebensdauer der Kurbelwelle wird verringert. Beim Kugelstrahlenverfahren wird eine Vorkompressionsspannung erzeugt, um die Zugspannung auszugleichen, die das Teil im zukünftigen Arbeitszyklus erfahren wird, wodurch die Ermüdungsbeständigkeit und die sichere Lebensdauer des Werkstücks verbessert werden.
Darüber hinaus werden die Kurbelwellen-Schmiederohlinge direkt aus Stahlbarren hergestellt oder aus warmgewalztem Stahl geschmiedet. Wenn die Schmiede- und Walzprozesse nicht ordnungsgemäß kontrolliert werden, kommt es häufig zu einer Entmischung der Komponenten, groben Körnern der ursprünglichen Struktur und einer unangemessenen internen Strukturverteilung in den Rohlingen. Durch andere metallurgische und organisatorische Mängel wird die Ermüdungslebensdauer der Kurbelwelle verringert. Durch den Verstärkungsprozess kann die Struktur verfeinert und ihre Ermüdungsleistung erheblich verbessert werden.