КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ Российский патент 1998 года по МПК F16C3/06 F16C3/08 

Изобретение относится к машиностроению, более конкретно к конструкции коленчатых валов и может быть использовано в тяжелонагруженых машинах прокатного производства.

Известен коленчатый вал, содержащий коренные и шатунные шейки, размещенные с эксцентриситетом относительно друг друга и соединенные между собой щеками [1].

Эта конструкция обладает недостаточной прочностью для тяжелонагруженных машин.

Известен коленчатый вал, конструкция которого принята за прототип, содержащий коренные и шатунные шейки, размещенные с эксцентриситетом и радиальным перекрытием относительно друг друга, связанные между собой щеками [2].

Недостатком этой конструкции является то, что на шатунных шейках необходимо монтировать подшипники скольжения под элементы исполнительных механизмов, которые не имеют достаточной нагрузочной способности. Возможна только установка подшипника качения большого диаметра при значительном увеличении диаметра шатунной шейки, что не всегда оправдано.

Задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении возможности установки на шатунную шейку подшипника качения оптимального диаметра.

Эта задача решается следующим образом.

В известном коленчатом валу, содержащем коренные и шатунную шейки, расположенные с эксцентриситетом и радиальным перекрытием относительно друг друга, соединенные щеками, согласно изобретению щека выполнена двояковыпуклой формы, при этом одна ее поверхность концентрична поверхности коренной шейки, другая - поверхности шатунной шейки, а толщина не превышает величины радиального перекрытия упомянутых шеек.

На фиг. 1 изображен общий вид коленчатого вала; на фиг. 2 - поперечный разрез щеки.

Коленчатый вал состоит из коренных шеек 1, шатунной шейки 2, соединяющих их щек 3 и приводного конца 4.

Коренные шейки 1 расположены относительно шатунной шейки 2 с эксцентриситетом "e" и радиальным перекрытием "a".

Коренная шейка выполнена с диаметром D₁, шатунная шейка выполнена с диаметром D₂, где D₁ ≤ D₂.

Щека 3 выполнена двояковыпуклой формы. Одна ее цилиндрическая поверхность имеет радиус R₁ = D₁/2, а другая R₂ = D₂/2. Толщина T щеки 3 равна величине "a" перекрытия шеек.

Длина щеки выбирается в соответствии с размерами подшипника качения, устанавливаемого на шатунную шейку и составляет L = B+Δ , где B - ширина подшипника, Δ - необходимый монтажный зазор.

Подобное исполнение коленвала при заданных основных параметрах позволяет выполнить его максимально возможной прочности.

Установка подшипника качения на шатунную шейку 2 производится следующим образом.

Подшипник качения надевается на коренную шейку 1, сдвигается в осевом направлении на щеку 3, затем сдвигается в радиальном направлении до контакта с верхней поверхностью щеки 3, после чего вновь перемещается в осевом направлении на шатунную шейку 2.

Источники информации
1. Серенсен С. В., Кагаев В.П., Шнейдерович Р.М. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. -М.: Машиностроение, 1975, с.317, фиг. 4а.

2. То же, стр. 317, фиг. 4д (прототип).

Коленчатый вал может быть использован в области машиностроения, в частности в тяжелонагруженных машинах прокатного производства. Коленчатый вал содержит коренные и шатунные шейки, расположенные с эксцентриситетом и перекрытием и соединенные щеками. Щеки выполнены двояковыпуклой формы, при этом одна ее поверхность концентрична поверхности коренной шейки, другая - поверхности шатунной шейки, а толщина не превышает величины радиального перекрытия упомянутых шеек. Коленчатый вал обеспечивает возможность установки на шатунную шейку подшипника оптимального диаметра. 2 ил.

Коленчатый вал, содержащий коренные и шатунные шейки, расположенные с эксцентриситетом и перекрытием одна относительно другой и соединенные щеками, отличающийся тем, что щеки выполнены двояковыпуклой формы, при этом одна ее поверхность концентрична поверхности коренной шейки, другая - поверхности шатунной шейки, а толщина не превышает величины радиального перекрытия упомянутых шеек.