16V240ZJD型柴油机
球墨铸铁曲轴强度计算结果
16V240ZJD型柴油机球墨铸铁曲轴组由曲轴体、平衡块、螺钉、油堵、螺堵等组成。该曲轴体用特种球墨铸铁制造，有8位连杆颈，直径为195mm，9位主轴颈，直径为220mm。前端有两段锥度为1:50的轴颈，其上分别安装凸轮轴传动齿轮和扭转振动减振器。曲轴输出端设有输出法兰，通过弹性联轴节驱动主发电机。平衡块用两条M33×2螺钉紧固在曲柄臂上。主轴颈和连杆颈有中心铸孔，作为机油油道，在曲柄臂出口处用铝制油堵封死，外面安装有弹性卡环。两中心铸孔间有钻孔，以使油路相通。曲轴表面及其圆角部分经氮化处理，以提高其表面耐磨性和疲劳强度。
对16V240ZJD型柴油机球墨铸铁曲轴采用了四种方法进行了强度计算，计算中假定最大弯曲应力与最大扭转应力同时出现，这样计算结果就趋于保守。除中国海船建造规范外，其余均采用疲劳强度进行评价，16V240ZJD型柴油机球墨铸铁曲轴强度计算结果见表1所列。
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参 数 名 称 |
中国海船 建造规范 |
CIMAC 方法 |
德国 劳氏 |
里卡多 方法 |
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最高燃烧压力（MPa） |
13.5 |
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综合平均应力（MPa） |
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87.92 |
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综合应力幅 （MPa） |
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211.15 |
219.7 |
121.72 |
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计算疲劳强度（MPa） |
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280 |
280 |
280 |
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安全系数 （n） |
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1.326 |
1.274 |
2.043 |
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要求的安全系数 |
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>1.15 |
>1.03 |
>1.75 |
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设计连杆颈直径（mm） |
195 |
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允许最小连杆颈直径（mm） |
193.1 |
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表1 16V240ZJD型柴油机球墨铸铁曲轴强度计算结果
从此表1中不难看出，16V240ZJD型柴油机球墨铸铁曲轴强度足够安全，允许最小连杆颈直径为193.1mm。因为离要求的安全系数还有一定裕度，所以在其圆角保留氮化等情况下，在进行16V240ZJD型柴油机球墨铸铁曲轴时，允许的最小连杆颈直径还可以比193.1mm再小一些。
本报 –大连万锋机车配件精修厂高级工程师牟恕宽