曲轴结构
空压机曲轴有两种基本形式,即曲柄轴和曲拐轴。曲柄轴多用于I旧式单列或双列卧式空压机。这种结构已被淘汰。 曲拐轴如图所示,曲拐轴由曲轴颈、曲柄销、曲柄及轴身等组成。现在大多数空压机采用这种结构,它广泛应用在对称平衡式、角度式、活塞式空压机中。空压机曲轴通常都设计成整体式,在个别情况下,例如在制造和安装方面有要求时,也可以把曲轴分成若干部分分别制造,然后用热压配合、法兰、键销等永久或可拆的连接方式组装成一体,构成组合式曲轴。
机器运转时曲轴上所需润滑油通常是从主轴承处加入的,通过曲轴钻出的油路通往连杆轴承。轴颈上的油孔一般有斜油孔和直油孔两种形式,可根据曲轴形状和供油方式而定。
曲轴的材料
曲轴材料一般有锻造和铸造两种。锻造曲轴常用材料是 40#、45#优质碳素钢。铸造曲轴常用稀土-镁球墨铸铁材料。 由于铸造曲轴具有良好的铸造性和加工性能,可铸出较复杂、合理的结构形状,吸振性好,耐磨性高,制造成本低,对应力集中敏感性小,因而得到广泛的应用。提高曲轴疲劳强度的措施
曲轴的截面形状尺寸沿轴向有着很大的变化,大直径与小直径的连接处是应力集中最为严重的地方。在交变载荷的作用下,应力集中处可能会发生进展性裂缝,造成曲轴的断裂。为减小过渡区的应力集中,一般制成圆角圆滑过渡。过渡圆角的结构形式如图 2-34 所示,下图(a)是最常用的过渡圆角形状,如下图(a)是由几个不同半径的光滑连续圆弧组成的,称为变曲率多圆弧圆角,适用于大型曲轴。当空压机轴向长度需严格限制时,可采用内圆角结构,如下图(a)。为了提高曲轴疲劳强度,可以用滚珠或滚轮对曲柄圆角进行滚压或以0.5mm 粒度的钢丸喷射在曲轴表面进行强化,使其在圆角和表面产生较大的残余压应力,还可通过表面高频淬火的方法、表面氮化处理的方法提高轴颈与圆角的抗疲劳强度。大型空压机的曲轴做成空心结构,既可减轻重量、降低惯性力,又能提高其抗疲劳强度。