1、是油泵的关键部件。油泵系统除了为柴油机提供燃油之外，它还为保证汽车能正常运行而进行喷油量调节。喷油量的调节由调速器控制口安装调速器则是由柴油机工作的稳定性要求所决定的。柴油机为了能稳定地运转，它的扭矩必须具有图所示的扭矩特性，随着转速上升扭矩减小，柴油机在外界负荷阻力扭矩特性和自身输出扭矩特性相交的转速点平衡，即两者相等，柴油机处于稳定平衡状态。在平衡状态下，如果受到种干扰，则若负荷减小，转速上升，则柴油机的输出扭矩减小，结果外界负荷的阻力扭矩大于柴油机的扭矩，柴油机就会降速，向稳定转速恢复，回复到平衡位置。若负荷增加，转速下降，则柴油机的输出扭矩增大，柴油机的转速就会上升，重新回复到平衡位置。综上所述，无论受到什么样的干扰，总有种回复到平衡位置的作用力存在，这种力就是通过油泵改变每个循环的喷油量来实现的。其过程是柴油机通过提前器等部件把扭矩传递给油泵凸轮轴，带动凸轮轴转动，凸轮轴转动。

2、的要求，使两锥面产生相对运动，致使键槽受力，从而加剧了己在键槽尖角处萌生的微裂纹扩展。应力计算表明，轴锥体键槽上方处所受的应力较大，再加上冷热加工缺陷在键槽处引起的应力集中，所以锥体键槽上方处最容易萌生疲劳裂纹并快速扩展。这也就是疲劳断裂主要发生于该部位的原因。热处理淬火工艺不当，心部组织中出现大量的未溶铁素体，羽毛状上贝氏体和魏氏组织等异常组织，也会使凸轮轴的疲劳强度及心部韧性急剧下降，促使疲劳裂纹快速扩展，最终导致凸轮轴两种类型的断裂。针对上述失效原因，提出了以下改进措施在结构允许的条件下，尽可能加大键槽底部的圆角过渡提高冷加工质量，增加锥面贴合面积及表面光洁度改进热处理工艺，提高热处理质量。通过理论分析及反复试验采用锥体表面涂防渗碳剂新工艺代替原有工艺即锥体高频退火，取得了令人满意的效果，轴采用新工艺热处理半年多来，至今未发现轴断裂现象的发生。关键词轴，表面涂防,断裂分析，网状碳。

3、况，将适量的燃油在适当的时间内以适当的形式喷入燃烧室，形成适合于燃烧的混合气，满足柴油机的性能要求。油泵的作用可以概括为调节喷油量根据发动机的输出功率将适量的燃油稳定地喷入各气缸调节喷油始点根据转速负荷控制喷油始点，保证得到完善的燃烧形成喷雾使燃油雾化，且均匀分布到燃烧室空间。它们决定着柴油机的性能，对柴油机的动力性经济性排放噪声及可靠性耐久性等都有重要影响。.油泵的组成及工作原理油泵的基本工作原理及过程为首先输油泵从油箱中吸取燃油，经燃油滤清器送入喷油泵的进油腔，进入油腔后的油通过进油孔被吸入杜塞腔，由齿轮轴推动柱塞上升，压缩柱塞腔中的燃油使出油阀开启，将燃油压入高压油管，柱塞的上升速度很快，所以油的压力很快上升，压力以音速从油泵端传向喷油嘴。喷油嘴是个自动阀针阀被调压弹簧的预紧力压紧在座面上，当压力上升到大于调压弹簧的预紧力时针阀开启，开始喷油。油泵是油泵系统的重要组成部分，而凸轮。

4、产带来严重的危害。而齿轮油泵轴的断裂又是油泵最容易失效的方式之。近几年来，随着油泵凸端喷射压力不断提高，轴断裂现象更为频繁发生，占不仅给油泵生产厂商带来巨大的经济损失，还严重地损害了油泵生产厂商的社会信誉。因此尽快找出轴断裂的原因并提出相应的改进措施迫在眉睫，具有重要的经济效益及社会效应。本课题就是分析研究齿轮油泵轴断裂失效的原因并提出了对策。本文运用失效分析程序图及失效分析鱼骨图的方法，从原材料加工工艺过程和设计强度等角度出发，对齿轮油泵轴的疲劳断裂失效原因首次进行了详细地剖析并提出了些相应的改进措施。通过宏观和微观断口分析，确定凸轮轴的断裂性质为旋转弯曲扭转复合疲劳断裂。冷加工过程中键槽部位的加工尖角和热处理过程中在键槽表面渗层中产生的网状碳化物直接导致了疲劳裂纹的萌生由于锥体部位的加工精度太差致使凸轮轴与提前器两锥面贴合面积小于技术要求，导致由锥面贴合产生的摩擦力不能满足传递扭矩。

5、质量，喷油压力也有进步提高的趋势。现在许多国外厂家正在致力于开发能承受更高喷油压力的喷油泵和高压共轨燃油喷射装置。为了获得更好的燃油经济性操纵性和乘坐舒适性，柴油机对燃油喷射装置提出了更高的要求。为此，人们正在研究引入电控喷油泵。年代出现了电子控制喷油装置的柴油机。我国的内燃机工业起步较世界上其他先进国家晚得多。年广州均和安机器厂制造出的单卧式煤气机为我国第台内燃机，年广州协同和机器厂制造出我国第台柴油机。在年以前我国的内燃机发展缓慢，没有形成个完整的生产体系。经过多年的建设，内燃机行业迅速发展，柴油机制造厂遍布全国，产品应用到汽车拖拉机工程机械船舶等各行各业。油泵油嘴相应地得到了迅速的发展，主要的专业生产企业有多家以上，组成了个行业。其中威孚集团公司就是国内生产规模最大，生产品种最齐全的专业生产厂。油泵系统油泵系统通常由油泵喷油器和高压油管组成。.油泵的作用油泵的作用是根据柴油机的工。

6、时通过挺柱体推动柱塞上升，通过改变柱塞斜槽的位置调节喷油量。图发动机的稳定平衡状态整个油泵的结构如图所示。轴在油泵中位于泵体的下部，由两个圆锥滚子轴承支承，其前端装有提前器，后端与调速器相连。轴上有若干个凸轮与发动机汽缸数相同，本课题研究的对象为个凸轮，中部还有个驱动输油泵的偏心轮。凸轮外形采用缓降切线，故轴不能反转使用。柴油机工作时通过提前器等部件把动力传递给凸轮轴的驱动端，由驱动端带动整个油泵工作，因此轴工作时驱动端受力最大，轴断裂基本上也都发生在驱动端。轴的断裂是机械失效模式的种，因此有必要对失效分析的些机理及方法作介绍。机械失效模式及失效分析，机械失效模式机械失效就是机械零件在服役过程中丧失其规定的功能不能继续可靠地服役。般有三种形式完全丧失功能，如零件的断裂。功能退化，如达不到原设计指标严重的损伤不能保证可靠性和安全性。根据失效的表现形式，通常可将实际中发生的各种失效现象分为。

7、化物，疲劳强度，目录第章绪论.油泵的发展历史及国内外现状.油泵系统油泵的作用油泵的组成及工作原理.机械失效模式及分析机械失效模式机械断裂失效的危害性失效分析的步骤及方法.小结第章轴.轴的结构及工况凸轮轴的结构凸轮轴的工况.轴的技术条件冷加工主要技术要求热处理技术要求.轴的加工过程.小结第章应力分析.强度校核原始条件.轴扭矩计算计算工况凸轮轴受力分析外载荷与惯性力计算.弯矩的计算侧向力的计算弯矩的计算.危险截面应力的计算最大切相力计算最大正应力的计算主应力计算.安全系数校核锥柱面交接截面校核键槽截面校核.小结第章综合分析.断裂性质分析.断裂原因综合分析疲劳源产生的因素疲劳裂纹扩展原因分析.小结第章改进措施.设计改进提高强度储备优化结构设计.提高冷加工质量提高表面光洁度提高锥面的加工精度.材料选用改进.改进热处理工艺工艺改进设想试验方法试验结果小结设计心得结束语参考文献第章绪论油泵的发展历。

8、死亡人川。年美国西弗吉尼亚桥梁由于拉杆孔边缘由于应力腐蚀疲劳或腐蚀疲劳形成裂纹造成的脆性断裂失事，死亡人年美国标准局估计，断裂失效在美国每年能造成亿美元的损失。其中很大部分断裂可以通过现代防断裂技术的应用加以防止，从而可挽回超过亿美元的损失,我国每年因断裂造成的损失也十分巨大，仅就大型电站锅炉的过热器省煤器水冷壁和再热器管的爆漏项统计，四管的爆漏导致大型火电机组的停用约占非计划停用时间的，占锅炉设备非计划停用时间的。因此，对机械零件进行失效分析，研究断裂的规律和机理，减少和避免断裂的发生，直是工程技术人员努力的目标。正因为如此，本课题对凸轮轴进行断裂失效分析，具有十分重要的经济效益和社会效益。.失效分析的步骤及方法由于机器零件的失效严重危及人们的生命财产安全，迫使人们不得不开展对各种失效过程进行分析研究，以求弄清失效的本质产生的原因以及预防的措施。本课题对轴失效分析的核心是找出引起其失。

9、及国内外现状年狄赛尔发明了柴油机，个世纪以来，经过几代人的努力，柴油机已经发展成为个庞大的家族。在今天的世界上，凡是有人类活动的地方都有柴油机在运转。柴油机的心脏就是燃油喷射装置，即通常所说的油泵油嘴。柴油机用燃油装置源于年鲁道夫.狄赛尔发明的煤粉喷射装置。开始时试用煤粉作燃料，其后改用石油燃料。年英国维克尔斯公司的佳姆斯.麦克辛发明无气喷射装置.年德国公司开始研制柴油喷射装置，年开始成批生产，并不断发展建立了完整的产品体系，成为世界上历史最悠久，规模最大的油泵油嘴生产集团。随后日本杰克赛尔公司和电装公司，多次从德国公司购买油泵油嘴制造技术，消化吸收并不断创新，逐步建立起自身的产品体系，成为世界上最大的油泵油嘴生产集团之。近几年来从柴油机的发展品种来说，大中型柴油机都转向以经济性良好的直喷式为主流。与非直喷式柴油机相比，直喷式柴油机的燃烧室大，所以，喷射压力要求高。另方面，为了改善喷雾。

10、效可由腐蚀和磨损而引起。腐蚀是指零件表面在周围介质作用下山于化学变化电化学变化或物理溶解而引起的破坏。磨损是指零件表面在互相接触的状态下运动因摩擦等因素引起的金属小颗粒逐渐从表面脱落的种破坏现象。轴凸轮表面的失效模式即为磨损失效，但不作为本课题研究的内容。过量变形失效过量变形失效是指零件在载荷作用下其尺寸和形状的变化超过了所允许的范围从而导致零件不能完成预定的功能或妨碍了其他零件的正常运行。过量变形失效分为由于零件的刚度不足或因温度升高而引起弹性模量降低而造成的弹性变形失效和由于外加应力超过零件的屈服极限而造成的塑性变形失效两种。.机械断裂失效的危害性断裂是工程构件最危险的失效方式。断裂不仅能造成重大经济损失而且往往导致机毁人亡的灾难性后果。特别是航空航天原子能汽车和拖拉机动力机械和化工机械等，由断裂造成的事故屡见不鲜。例如年英国德贝夏马坎山煤矿由于刹车杆疲劳断裂造成竖井罐笼坠毁失事，。

11、效的原因与对策。.失效分析的程序及步骤任何失效分析原则上都可以分为现场调查实验室分析研究和失效的事后处理三个阶段。失效分析的基本程序框图如图所示。.调查阶段该阶段的主要目的是了解失效的过程，收集断口，通过宏观分析或残骸拼凑分析等，初步确定或判断首先断裂的主断口断口的性质和失效的类型等。并收集与失效有关的背景资料如有关的说明书图纸零件的加工工艺服役历史以及操作记录等，以备综合分析时参考。.实验室分析研究实验室分析研究的目的是为确定断裂的性质失效的类型引起失效的原因提供充分的证据。根据凸轮轴的断裂情况，实验室研究主要包含以下内容.宏观断口分析用肉眼或借助放大倍数约倍的放大镜进行。通过宏观断口分析，进步确定主断口，判断断口的性质，寻找裂纹源等，为其它分析作准备。.金相检验用以进行裂纹分析和材料的组织分析，确定引起凸轮轴断裂失效的内部原因。化学分析确定断裂凸轮轴的实际化学成分是否合格。机械性能。

12、三大类断裂表面损伤和过量变形。断裂失效根据零件断裂前的变形不同，可将断裂分为塑性断裂和脆性断裂两类。脆性断裂包括疲劳断裂应力腐蚀断裂氢脆和静载延迟断裂等，但疲劳断裂和静载延迟断裂与般断裂又不尽相同，因此可将疲劳断裂和静载延迟断裂从脆性断裂中独立出来。这样，断裂失效可分为四种类型.塑性断裂失效。塑性断裂失效是指断裂前宏观上经过明显塑性变形的断裂。.脆性断裂失效。脆性断裂失效是指断裂前宏观上没有明显变形的断裂。.疲劳断裂失效。疲劳断裂失效是指零件在交变载荷作用下产生的断裂。在断裂失效中，疲劳断裂占有很大的比重。根据载荷变形的不同，劳断裂可分为高周疲劳断裂低周疲劳断裂冲击疲劳断裂等类型。凸轮轴的断裂从宏观断口初步分析即属于此类断裂。.静载延迟断裂失效静载延迟断裂失效是零件在静载荷和环境如腐蚀温度幅照等的联合作用下而引起与时间有关的断裂失效如应力腐蚀氢脆蠕变断裂等。.表面损伤失效零件的表面损伤。

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