Коленчатый вал Советский патент 1978 года по МПК F16C3/04 

(54) КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ

Изо бретение относится к области машинощроеняя, (В частиости .к кузлечио-пресооВОму оборудованию.

Известен коленчатый свал, содержащий аксцентрижи, .соединелные ic коренными шейками, и размещенные в продольном отверстии вала стяжйой .болт с цен-дрирующими втулка-ми, установлен.ными под участками -перехода тела жорен«ой шейки IB эксЦвНТ1рИ1К 1.

1едостатком .известной колструкции является ее недостаточна1Я «агрузочная способность В следспвие появления прогибов вала 1при креосовалии.

Целью изобретения является оавышение нагрузочной .способн&сти вала путем предварительного сжатия его в продольном направлении.

Цель достигается там, что в жоленчатом вале, .содержащем эксцентрик с жаренными шейками и сквозным отверстием, а также размещенный внутри последнего стяж«ой болт, продольное юивозное отверстие для разм.ещения болта выполнено аксцбнтрично относительно OICH коренных ги-еек со омещекием в область действия появляющ.и.хся дри 1П1ресссва,нии растягивающих напряжений; кроме того, стяжной болт в сечениях, распол1оженных лод конструктивными концен Tip а тарам и напряжений - местах meipeхода коренной шей|ки в эксцентрик, выполнен стуленчатььм.

На фиг. 1 представлен коленчатый вал в сборе; на фнг. 2-вид по стрелке Л «а фиг. 1; на фиг. 3 -сечение Б-Б на фиг. 1.

Коленчатый вал включает эксцентрик I с коренными шейками 2 и продольным 1СКВОЗНЫМ отверстием 5, которое расположено эксцентрично от|носительН0 продольной оси 1коренных .щеек. В отее1рстие 3 вставлен стяЖНой болт 4 с выступами 5. Церед затяжкой .коленчатого .вала производят нагрев стяжного болта 4 электрическим на1Гревателе.м (-на чертеже не показан), который вводят внутрь отверстия б. После налрева стяжного .болта гайки 7 поворачивают на .расчет1ный угол и занфепляют ригелями 5. Угол поворота гаек 7 апре(деляют исходя из ра.змерО(В по.переч1НО,го сечения коленчатого )ва.л а (см. фиг. 3), а эксцентриситет отверстия стяжного болта - исходя из величины оредварительных напря жени и в растянутой и сжатой зонах на поверхиости коленчатого вала.

Для определения величины эксцентриситета отверстия стяжного болта 4 представим коленчатый вал .как сте|ржень, сжатый экоцентричло приложенной «агруакой.

Определяем величину смещения центра тяже(сти сечения: 1: „ 4-dj- ( ) где DQ - наружный диал1етр жоренных шсак вала; d - .внутренний диаметр отверстия ЛОД .стяжлой болт; с - расстояние (между осью «оренНой шейки и Осыо -стяжного болта (экоцентр-ИСИтет); Напряжение сжатия от усилия затяжки, 8Озн.И1кающее в ноперечном сечении коренных шеек, ОПределяется ino формуле: (Dl-d) где I - площадь поперечного сечения; Я - усилие затяжки. Напряжение растяж-ения, которое (возникает на поверхности вала со стороны эксцентрика, оираделяется по формуле: Р(е + ДХО,5До - А) /,.. где /д. - Момант инерции сечения относительно оси X, .проходящей через дент1р тяжести. При создании нулевых «алряжений на поверхности коренных опор со стороны эксцентрика должно соблюдаться равенство Р(е + Д) (0,5D, - Л) (Dl-d) После преобразования получим выражение 4 F{0,5D, Д + 0,50,. е - Д2 - е. Д). (V) Из фор.мул I и V иосле преобразований поDI d ( Как видно из формулы VI, маконмальный эксцентриситет е 0,125 DO имеет .место при сплоШ1Н01м вале и ращен рад-иусу ядра сечения. В усло-виях эксплуатации, учитывая нера1вномеряость напряжений, (Возникающих в зоне ко.рвнны.х щеак, величиной зксцентриситета .следует задаваться в пределах е (0,1-0,15) DO. Во время работы происходит су ммирование напряжений от |Пр.ад варительной затяжки с ра)бочими напряжениями. При этом суммарные напряжения, возник ающие в растянутой зоне, будут иметь значительно меньшую величину, чем -в обычном коленчатом вале, пооколь/ку предварительные напряжения имели .знак «минус. Т ехн и.ко -эко н о м и ч еск а я а ф фектив но сть от применения предлагаемой конструкции коленчатого вала достигается за счет повышения нагрузочной Способности вала и увелпчения долговечности его ра|боты. Форм у ,л а 1И 3 о б р е т е н и я 1.Коленчатый вал, содержащий ЭКсценТ|рИ1К с коренными шейками и (Сквозным от;вбрстием, а также размещ.енный внутри последнего стяжной болт, о т л и Ч а ю |Щ и и С я тем, что, с целью повышения нагрузочной способности предварительного сжатия коленчатого вала в продольном направлении, .сквозное отверстие для размещения стяжного болта выполнено эксцентрично относительно оси коренных щеек со .смещением в обла1сть действия растягивающих рабочих на.пряже1ний. 2.Вал по п. 1, о т л и ч а ю щ и и 1C я тем, что стяжной болт выполнен ступенчатым. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: 1. Автор.Ское свидетельство № 257922, .кл. F 16 С -3/04, 1966.