汽車機(jī)械傳動桿斷裂檢測技術(shù)研究

張超

【摘 要】本文論述汽車機(jī)械傳動桿斷裂檢測技術(shù)，從脆性斷裂檢測、毛坯材料、溫度條件下的影響、溝槽深度等方面分析多種傳動桿斷裂情況下的檢測技術(shù)應(yīng)用，為汽車檢測人員提供傳動桿斷裂檢測技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】汽車 機(jī)械傳動桿 斷裂檢測技術(shù)

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2018）03C-0181-02

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車已經(jīng)逐漸成為我國重要的交通工具類型。汽車使用需求量在不斷擴(kuò)充的過程中，使用者對于汽車質(zhì)量也提出了更高的要求，各汽車生產(chǎn)公司在汽車生產(chǎn)過程中應(yīng)將機(jī)械傳動桿檢測技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械傳動桿制造中，盡可能地提升機(jī)械傳動桿的抗斷裂能力。實現(xiàn)這一點(diǎn)不僅有助于提升汽車的安全性能，同時也是推動國產(chǎn)汽車生產(chǎn)質(zhì)量的重要手段，有助于各汽車生產(chǎn)廠家提升各自的企業(yè)競爭能力。

一、汽車機(jī)械傳動桿斷裂檢測技術(shù)分析

汽車機(jī)械傳動桿是汽車發(fā)動機(jī)中的關(guān)鍵性部位，是企業(yè)正常穩(wěn)定運(yùn)行的重要組件，所以汽車制造廠在汽車出廠之前應(yīng)當(dāng)制定完成的檢測方案實現(xiàn)斷裂檢測操作，保證汽車使用質(zhì)量的提升。同樣也只有通過機(jī)械傳動桿斷裂檢測的汽車，才能被歸為質(zhì)量檢測合格的陣列投入市場。通常情況下，制造廠商在進(jìn)行傳動桿制造時主要是將桿體和蓋體進(jìn)行組裝來實現(xiàn)的，但是在這種制造模式下，生產(chǎn)人員并不能直觀地判斷傳動桿的結(jié)實度，只有通過嚴(yán)格的斷裂檢測才能判斷該傳動桿的安全性能，確保其在機(jī)械傳動的過程中不會出現(xiàn)斷裂。但是就當(dāng)前的傳動桿生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行分析可以知道，其依舊面臨著一定的生產(chǎn)缺陷，對傳動桿性能影響較大，找出不合格傳動桿并制定相應(yīng)的生產(chǎn)優(yōu)化措施也是當(dāng)前十分重要的工作內(nèi)容。另外，在汽車生產(chǎn)技術(shù)不斷提升的當(dāng)前，傳動桿生產(chǎn)技術(shù)也實現(xiàn)了較大程度的發(fā)展與突破，全新的生產(chǎn)技術(shù)被廣泛應(yīng)用，降低了生產(chǎn)成本與生產(chǎn)時間。但是，為保證傳動桿性能達(dá)到最優(yōu)，生產(chǎn)人員還應(yīng)當(dāng)將傳動桿斷裂檢測技術(shù)與當(dāng)前的新型生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合。圖1即為機(jī)械傳動桿結(jié)構(gòu)。

當(dāng)前汽車制造過程中，應(yīng)用傳動桿斷裂檢測技術(shù)進(jìn)行傳動桿檢測已經(jīng)成為必不可少的生產(chǎn)內(nèi)容。通常情況下生產(chǎn)人員所應(yīng)用的生產(chǎn)程序主要包括以下內(nèi)容。首先，檢測人員應(yīng)當(dāng)在汽車傳動桿鍛造完成之后就斷裂檢測的主要部分展開解剖。在解剖操作后，檢測人員可直觀、清晰地明確傳動桿斷裂的真實情況，方便之后的進(jìn)一步檢測與分析工作的開展。在之后的研究傳動桿研究過程中，檢測人員應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)就傳動桿集中點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)的觀察，并把待檢測的傳動桿安裝到相應(yīng)的檢測裝置中。在安裝過程中，檢測人員應(yīng)當(dāng)把傳動桿部分放置于斷裂剖面的設(shè)備半芯之中，再利用該設(shè)備展開相應(yīng)的檢測工作。另外，檢測人員還應(yīng)當(dāng)把傳動桿夾緊，并將傳動桿放置于半軸當(dāng)中，保證完全地夾緊。除此之外，檢測人員還應(yīng)在外力作用下把相關(guān)傳動桿斷裂的楔放置在相應(yīng)的檢測設(shè)備當(dāng)中，并將斷裂剖面進(jìn)行切割，使其分離成單獨(dú)的傳動桿體和傳動桿蓋。之后要想進(jìn)行傳動桿重組，只需要利用外力配合機(jī)械設(shè)備便能將兩者重新結(jié)合在一起。此外，檢測人員還可不斷地擴(kuò)大接觸面面積，保證傳動桿承載能力獲得提升，保證傳動桿的承載需求完全滿足車輛制造標(biāo)準(zhǔn)，避免汽車使用過程中出現(xiàn)使用安全問題。

二、汽車機(jī)械傳動桿斷裂類型與檢測應(yīng)用

（一）脆性斷裂檢測

脆性斷裂是最為常見的斷裂機(jī)理，檢測人員在應(yīng)用脆性斷裂檢測技術(shù)之前應(yīng)當(dāng)注重對脆性斷裂理論的研究，結(jié)合斷裂力學(xué)進(jìn)行理解。明確傳動桿發(fā)生斷裂時，通常情況下會呈現(xiàn)出三種類型各異的位移裂紋表面，是傳動桿斷裂發(fā)生的重要過程。其一，張開型斷裂。該類型的斷裂是由于傳動桿受到來自垂直與斷裂平面方向的正應(yīng)力之后出現(xiàn)的斷裂紋類型，其在發(fā)展下將會進(jìn)一步進(jìn)化成為脆性斷裂。造成該斷裂情況出現(xiàn)的主要表現(xiàn)特征為傳動桿本身不能承受較大的工作應(yīng)力，且低于常規(guī)材料的屈服強(qiáng)度。其二，所形成的脆性斷裂將會在溫度變化過程中出現(xiàn)較大的影響。其三，最終形成的脆性斷裂斷基口方向和其正應(yīng)力方向存在此垂直關(guān)系。另外，通常情況下，汽車傳動桿制造的材料大都選用的是高碳鋼材、可鑄鐵器等，其在耐斷裂性能方面存在著一定的差異。不同材料在鉆孔、塑形等環(huán)節(jié)中需要經(jīng)受不同程度的外力作用，當(dāng)外力超出材料的耐斷裂性能時就將會出現(xiàn)材料斷裂的問題。

（二）毛坯材料

毛坯材料和脆性材料進(jìn)行比較之下，脆性材料更易出現(xiàn)脆性斷裂問題，所以，可盡可能地在傳動桿脆性斷裂中選擇毛坯材料。通常所運(yùn)用的毛坯材料大致可被分為粉末鍛造、可鍛鑄鐵體積70高碳鋼幾種不同的毛坯材料，而其都可在室溫條件下展開脆性斷裂。同時，以上毛坯材料下的傳動桿的大頭孔在實際應(yīng)用中即使出現(xiàn)塑性變形問題也并不明顯，其所具有的變形量將等于或者小于40um。通過加工處理之后，傳動桿大頭孔圓度誤差將可低至3um。針對毛坯材料為45-55鍛鋼材質(zhì)的情況時，其多形成的傳動桿脆性斷裂與預(yù)期效果更加貼合。但是，檢測人員應(yīng)當(dāng)注意確保該過程始終處于零下40攝氏度的環(huán)境中，才可保證脆性斷裂的實現(xiàn)。圖2即為大頭孔結(jié)構(gòu)。

（三）溫度條件下的影響

針對汽車機(jī)械傳動桿斷裂的刨面來說，其同沖壓面之間存在試分析相似的特性。通常檢測人員可將斷裂刨面劃分成纖維區(qū)域、放射區(qū)域以及剪切區(qū)域三個不同的區(qū)域范圍。若所檢測的傳動桿的斷面呈現(xiàn)出放射區(qū)域較寬的情況，則可判斷用作傳動桿制造的材料在塑形方面的性能較差，相對應(yīng)的其具有十分可觀的脆性性能。而如果所檢測的傳動桿的斷面呈現(xiàn)出纖維區(qū)域較寬的情況時，就可以判斷用作傳動桿制造的材料不僅具有十分優(yōu)良的塑形性能，同時也具備較優(yōu)的韌性性能。所以，要想實現(xiàn)脆性斷裂最優(yōu)，就應(yīng)當(dāng)在傳動桿制造時盡可能地擴(kuò)大傳動桿的斷裂切面的放射區(qū)域，同時盡可能地減少纖維區(qū)域的實際大小，以此來保證脆性斷裂符合標(biāo)準(zhǔn)。此外，不同原材料處于溫差較大的環(huán)境中可能會在材料內(nèi)部膨脹或者收縮的過程中，受到內(nèi)力的作用而出現(xiàn)斷裂的問題，最終造成傳動桿斷裂。因此，傳動桿制造過程中，生產(chǎn)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)材料的性能來規(guī)定具體的室溫情況，實現(xiàn)溫度差的有效控制，最大限度地降低熱脹冷縮所造成的受力影響。

（四）溝槽深度

汽車機(jī)械傳動桿所產(chǎn)生的裂紋的實際深度和傳動桿的實際斷裂強(qiáng)度有著密切關(guān)系，并主要可將其表示為相互之間的反比關(guān)系。一般來說，應(yīng)力值大小和臨界裂紋深度之間都存在著相互之間的一一對應(yīng)的關(guān)系。若傳動桿的裂紋深度低于某一固定的臨界值時，則表現(xiàn)為裂紋的實際穩(wěn)定性較低。與之相反，若裂紋的實際深度高于臨界值時，則該傳動桿的裂紋的穩(wěn)定性較低，難以實現(xiàn)很好的控制，相應(yīng)的裂紋穩(wěn)定性作用也難以保證。

綜上，汽車傳動桿斷裂檢測是汽車傳動裝置生產(chǎn)中的重要檢測工作，對于汽車質(zhì)量與應(yīng)用安全性能意義重大。各汽車生產(chǎn)廠應(yīng)當(dāng)將機(jī)械傳動桿檢測技術(shù)積極應(yīng)用于實際生產(chǎn)過程中，有針對性地預(yù)防構(gòu)造性斷裂、力學(xué)性斷裂問題。同時，檢測人員在應(yīng)用傳動桿斷裂檢測技術(shù)時還應(yīng)當(dāng)不斷地進(jìn)行檢測經(jīng)驗總結(jié)，優(yōu)化并創(chuàng)新相應(yīng)的檢測技術(shù)，切實保證機(jī)械傳動桿檢測工作水平的不斷提升。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳義軍.機(jī)械傳動系統(tǒng)方案設(shè)計CAD專家系統(tǒng)的研究[J].東南大學(xué)，2014（12）

[2]吳斌.旋轉(zhuǎn)機(jī)械易損關(guān)鍵零部件故障診斷方法研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2012

[3]陳榮興.汽車智能駐車剎車系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012（3）

[4]許忠信.機(jī)械傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與CAD集成技術(shù)研究[D].北京：清華大學(xué)，2015

[5]吳波.關(guān)于對汽車發(fā)動機(jī)故障與診斷的研究[J].黑龍江科技信息，2010（1）

（責(zé)編 盧 雯）