专利名称：调速器飞锤支架的制作方法
专利说明
所述技术领域本实用新型涉及柴油机零部件，特指一种调速器飞锤支架，其为中功率柴油机燃油喷射系统中的核心部件，是全程式机械调速器中承受复杂拉伸为主、弯曲为辅交变载荷，并承受一定限度随机冲击力的“脊梁”零部件。
背景技术：
目前中功率柴油机(103～441kw)普遍采用全程式机械调速器，其飞锤支架部件是由两个支架轴和一个异型结构复杂的支架本体经螺纹预紧装配并实施真空钎焊或装配止退销达到“不可拆卸”联接的目的，但存在的核心问题在于“不可拆卸”性能有限，且已难以提高。究其原因，耐拆卸扭矩的大小主要来源于螺纹联接装配的预紧力矩，而预紧力矩受到螺纹强度的制约。该件的整体抗拆卸能力设计期望值大多为98N.m及以上，目前国内外用上述这两种方法尚未实现其联结强度达到设计期望值，两种方法的耐拆卸扭矩能力均低于支架轴工作部位的最危险截面的耐扭转力矩82～84N.m。致使安装于汽车、工程机械等装备上的柴油机的可靠性不能满足装备需求，其故障的发生概率尽管不高，但一旦发生都是些致命故障，出现飞锤支架与支架轴分离，飞锤失去约束平衡，调速器壳体损坏，致使柴油机产生飞车危险或导致燃油系统报废，有时甚至导致整台柴油机报废。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能克服上述缺点，提高耐拆卸扭矩能力的调速器飞锤支架，其可实现耐拆卸扭矩不小于100N.m。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是调速器飞锤支架部件由两个支架轴和一个支架本体经螺纹预紧装配而成，其特征在于支架与支架轴螺纹联接结合的肩面上设置均布的非连续的深宽比大的深熔自熔焊缝，可保证支架、支架轴固有的机械性能、耐磨性(表面硬度)、装配精度等不受到副面不良影响，焊缝机械性能不低于母材，实现真正意义上的整体式结构与性能，满足真正意义上的“不可拆卸”要求。
本实用新型选用灯泵浦NdYAG脉冲激光加工机实施上述技术方案，它在极短的时间内，以高能量密度的激光产生热，当功率密度达到105～107W/cm2时，可形成宽深比大的深熔自熔焊缝，实现精密的焊接。
本实用新型的有益效果是1)由于在结合肩面设置了深熔自熔焊缝，在设备外形尺寸不变的情况下增加了支架轴与支架结合根部截面面积，同时增加了抗弯模数，由此提高了飞锤支架部件支架轴在实际工作中的抗拉、抗弯能力；2)由于采用了灯泵浦NdYAG脉冲激光焊接，其穿透力强且热反应小，以致金属被高速加热后形成熔度又很快被周围基体包围得到极速冷却，从而获得高质量的冶金结合的深熔焊缝，焊缝熔融区、交界处组织比母材(40Cr调质，表面软氮化)更为均匀细小，为隐晶马氏体，硬度、结合强度均不低于母材。本实用新型降低螺纹螺联接的预紧力矩1/3，联接的抗拆卸扭矩达到100N.m及以上，部件在工作中的可靠性得到保障；同时，预紧力矩减小，拉应力减小，有利于疲劳寿命的显著提高；热影响区极小，对部件工作面耐磨性、装配精度等无不良影响，可为最终工序。
3)与钎焊比，由于焊缝与母材同质，不易腐蚀，质量保持性好；工料成本较钎焊低，有利于推广应用。
图1是本实用新型的结构示意图图2为激光焊逢结构示意图图3为图2的激光焊逢设置示意图图4为显微硬度计检测激光焊缝融合区、过渡区、母材基体显微硬度分布图图5为激光焊缝熔焊区金相显微组织形貌。
图6为激光焊缝过渡区金相显微组织形貌1.支架2.支架轴3.焊缝具体实施方式
如图1所示，调速器飞锤支架部件由两个支架轴(2)和一个支架本体(1)经螺纹预紧装配而成。
本部件由于其结构的特殊性，无法使联接结合端面焊缝沿周向满焊。为使焊接后的变形最小，通过调整激光焊接工艺参数以实现焊缝机械性能，均布如图3所示的不连续焊缝。
本实用新型的零件坯料先经调质处理，并按设计加工至最终尺寸，零件表面进行软氮化处理，实现硬度提高与表面黑化，装配用可扭矩扳手使螺纹预紧力矩达20～30N·m。
采用灯泵浦NdYAG脉冲激光加工机如图2示意进行焊接，选用熔深1.5～2mm，光斑直径∮1～1.5mm，离焦量-0.2mm等工艺参数并编程加工。
图4为用HV-1000显微硬度计检测激光焊缝融合区、过渡区、母材基体显微硬度的分布，横坐标表示为测量距离(间隔100um)，曲线两侧硬度低的平滑段分别为支架与支架轴基体焊前固有硬度，硬度提高的平滑段为焊缝融合区，达到了零部件表面软氮化硬度。
图5、图6分别为用JXA-840A扫描电子显微分析仪对激光焊缝熔焊区、激光焊缝过渡区(焊缝交界处)观测的金相显微组织形貌。
权利要求1.调速器飞锤支架，其由两个支架轴(2)和一个支架本体(1)经螺纹预紧装配而成，其特征在于支架(1)与支架轴(2)螺纹联接结合的肩面上设置均布的非连续的深宽比大的深熔自熔焊缝(3)。
专利摘要本实用新型特指一种调速器飞锤支架，其为中功率柴油机燃油喷射系统中的核心部件，是全程式机械调速器中承受复杂拉伸为主、弯曲为辅交变载荷，并承受一定限度随机冲击力的“脊梁”零部件。其由两个支架轴和一个支架本体经螺纹预紧装配而成，选用灯泵浦Nd:YAG脉冲激光加工机在于支架与支架轴螺纹联接结合的肩面上获得均布的非连续的深宽比大的深熔自熔焊缝，可保证支架、支架轴固有的机械性能、耐磨性(表面硬度)、装配精度等不受到副面不良影响，焊缝机械性能不低于母材，实现真正意义上的整体式结构与性能，满足真正意义上的“不可拆卸”要求。
文档编号F02D1/04GK2644686SQ0322266
公开日2004年9月29日 申请日期2003年6月12日 优先权日2003年6月12日
发明者许友谊, 张永康 申请人:江苏大学