Коленчатый вал Советский патент 1983 года по МПК F16C3/10 

. Изобретение относится к мгочиностроению и может быть применено в двигателестроении при создании тихо ходных валов для передачи больших мощностей. Известен коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания, содержа щий щели с отверстиями, коренные и шатунные шейки, жестко установленные в отверстиях тек. Фиксация шеек от поворота относительно щек осуществляется шпонкой, введенной в пазы шеекв местах их Сближения fl . Однако относительно низкая нагрузочная способность этого вала связана с тем, что усилие передает ся через призматическую шпонку, раб тающую на снятие. Следствием этого является преждевременный износ шпо ки за счет локализации передаваемого усилия на незначительном по площади участке. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности вала Это достигается тем, что в колен чатом вале, содержащем щеки с отверстиями, коренные и шатунные шейки, отверстия в щеках выполнены несквозными с неполным взаимным перекрытием, а части шеек, размещенные в отверстиях щек, выполнены с сегментными выемками, плоскости которых сопряжены. На фиг. 1 дан коленчатый вал, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 шейка вала с сегментньми выемками общий вид; На ,фиг. б - разрез шейки вдоль оси вала. Коленчатый вал двигателя внутрен него сгорания содержит соединенные между собой коренные 1, шатунные .2 шейки и щеки 3. На концах коренны 1 и шатунных 2 шеек выполнены сегме ные выемки 4 1см. фиг. 5). Сегментные выемки на коренных шейках выпол няются под углом согласно заклинке кривошипов коленчатого вала и их плоскости соприкасаются с плоскостями шатунных шеек после сборки сое динения. Отверстия 5 в щеке под коренную шатунную шейки выполнены глухими и на части своей длины взаимно перекр ваются (см. фиг. 6 J, поэтому рассто яние R между осями шеек коленчатого вала меньше полусуммы диаметров участков шеек, запрессованных в щек R ., где Вщ - диаметр шатунной шейки вал Bjc - диаметр коренной шейки вал Коренные и шатунные шейки имеют продольные 6 и поперечные 7каналы для подвода смазки. При сборке составного коленчатого вала для двигателей внутреннего сгорания соединение коренных 1 и шатунных 2 шеек со щеками 3 в сечение А-А (см. фиг. 2) осуществляется, методом горячей посадки. При охлаждении металла щек и его скатии на плоскостях сегментных выемок шеек ( сечение Б-Б } возникают силы Р, Обеспечивающие плотный контакт их поверхностей, а в торце несквозного отверстия 5 щеки 3 проявятся направленные к центру снижающие силы Q (сечение В-В, способствующие более прочному соединению шейки со щекой. Рабочие участки шеек под коренные и шатунные подшипники могут выпспняться разных диаметров. Составной коленча ый вал для двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом. Усилие, действующее на шатунную шейку 2, передается через щеку 3 на коренную шейку 1 на плече, ограниченном радиусом кривошипа R (см. фиг. 1, образуя момент, который стремится провернуть щеку 3 относительно коренной шейки 1. Несквозные отверстия 5 в щеках (фиг. 6) обеспечивают надежную посадку соединения щека-шейка, а сегментные выемки 4 своими плоскостями фиксируют коренную и шатунную шейки и исключают их проворот относительно щеки. Смазка к подшипникам подводится через предварительно выполненные про дольные 6 и поперечные 7 каналы в шейках. Технико-экономические преимущества изобретения перед известными техническими решениями заключается в повышении надежности соединения коренных, шатунных шеек и щек составного коленчатого вала для шеек вала относительно щеки при передаче необходимого крутящего момента. Кроме того, такой коленчатый вал позволяет выполнять любые необходимые диаметры шеек без увеличения радиуса кривошипа, не регламентируя расстояние между шейками, что очень важно для работы подшипников, а предварительно выполненные в центре шеек продольные и на торцах поперечные каналы обеспечивают доступ масла по валу без сверления щек, что упрочняет конструкцию. Выпускаемые в настоящее время судовые и стационарные малооборотные дизели большой мощности в большинстве оснащены составньми коленчатыми валами, состоящими из цилиндрических шеек и щек со сквозными

отверстиями, соединенными между собой методом горячей посадки. Такая конструкция элементов вала и их соединения не обеспечивают необхо ДИМОЙ надежности, что приводит к случаям проворачивания шеек вала относительно щеки в местах посадок и, как следствие, выбраковке всего коленчатого вала, если он цельный, или секции вала (5-4 колена, если вал секционный.

Ремонтные работы с заменой коленчатого вала приравниваются к

капитальному ремонту двигателя, что вызывает длительные простои судна. Например, замена коленчатого вала на двигателе 6 ДКРН 74/160 мсяцностью 10600 л.с., производства Брянского машиностроительного завода., с учетом потерь от простоя судна обходятся примерно в 330 тыс. рублей.

Применение данного составного коленчатого вала исключает выход его из строя из-за поворота шеек и обеспечивает значительную экономию средств.

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания, содержащий щеки с отверстиями, коренные и шатунные шейки, жестко установленные в отверстиях щек, отличающийся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности путем предотвращения поворота щек относительно шеек, отверстия в щеках выполнены глухими с неполным взаимными перекрьп ием, а части шеек, размещенные 13 отверстиях щек, выполнены с сегментными выемками, плоскости которых соп ряже ны. (Л 00 СП 4

б-б

(риг.З

д-8

Фиг.