針對某船用柴油機(jī)相繼增壓排氣切換閥在試驗(yàn)平臺性能和可靠性試驗(yàn)出現(xiàn)閥軸斷裂的問題,從閥軸和閥板材料成分、閥門結(jié)構(gòu)、閥軸強(qiáng)度幾個方面進(jìn)行了分析和計(jì)算。結(jié)果表明:材料成分不達(dá)標(biāo)以及閥軸強(qiáng)度不足是導(dǎo)致閥軸斷裂的主要原因,閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理是導(dǎo)致閥軸斷裂的次要原因。根據(jù)分析結(jié)果,提出改進(jìn)設(shè)計(jì)方案,改進(jìn)后的排氣切換閥通過平臺試驗(yàn),滿足使用要求。 

【文章來源】：機(jī)電設(shè)備. 2020,37(06)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【圖文】：

排氣切換閥拆檢情況

由于排氣切換閥需在大溫度區(qū)間內(nèi)可靠運(yùn)行，為防止高溫時閥軸與軸套卡死，兩者之間需留有0.2 mm的設(shè)計(jì)間隙。在執(zhí)行氣缸的作用下，0.2mm的間隙設(shè)計(jì)會導(dǎo)致閥軸存在一定角度的偏擺，如圖2所示，這使閥板與閥體存在卡死的風(fēng)險。另外閥軸伸出閥體的長度為50 mm，受力情況類似懸臂梁，在執(zhí)行氣缸作用力下，閥軸上存在一定的彎矩，這將引起閥軸發(fā)生彎曲變形，導(dǎo)致閥板卡死的風(fēng)險增加。因此，為確保閥門可靠運(yùn)行，需對密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)。2.3 閥軸強(qiáng)度設(shè)計(jì)校核

排氣切換閥閥軸主要受到來自執(zhí)行氣缸扭矩和彎矩的作用力，根據(jù)其受力情況，對閥軸的應(yīng)力分布進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)閥軸卡死時，其應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如圖3所示。從計(jì)算結(jié)果可知，閥軸第一道環(huán)槽處及其與閥板連接處根部的最大應(yīng)力分別為965.23 MPa和976.21 MPa，超過了16Cr20Ni14Si2材料的抗拉強(qiáng)度（590 MPa），所以閥軸在這兩處存在極大的斷裂風(fēng)險，需增加閥軸的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。3 排氣切換閥改進(jìn)設(shè)計(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新型奧氏體耐熱不銹鋼305B的高溫力學(xué)性能和組織特征[J]. 王明濤,白晉鋼.  特殊鋼. 2012(04)
[2]16Cr20Ni14Si2耐熱鋼成分對高溫力學(xué)性能的影響[J]. 葉曉寧,黃俊霞.  寶鋼技術(shù). 2012(02)



本文編號：3248328