CN2866942Y - 柴油机曲轴的轴端结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柴油机曲轴的轴端结构,其正时齿轮安装轴颈的外圆直径为54~56mm,法兰安装轴颈的外圆直径为53.4~55.4mm,正时齿轮安装轴颈与主轴颈相邻处的过渡圆角为R5~6mm,设置于齿轮安装轴颈的键槽的根部具有R0.2~0.4mm的过渡圆角。采取以上措施后,与原结构的曲轴相比,改进部位的安全系数由1.729提高到2.01,曲轴的综合强度大大提高。本实用新型解决了WD618柴油机应用于船机、客车后,其曲轴在靠近主轴颈的部位容易断裂的问题,而且结构简单,只需对生产工艺进行小范围的调整,即可方便地完成对现有产品的改造。
Description
技术领域
本实用新型涉及柴油机曲轴的轴端结构,尤其涉及一种WD618系列柴油机的曲轴轴端结构。
背景技术
WD618柴油机是引进国外技术制造的大功率高速柴油机,产品的最初应用主要面向重型卡车。后经二次开发,产品的应用范围拓宽到船机、发电机组及大型客车。由于船机、客车的使用条件与卡车不同,柴油机曲轴前端除了承受发动机本身的水泵、发电机以及机油泵、正时齿轮等的驱外力矩外,还要承受船舶上的冷却水泵、起网、拖网设备,客车柴油机要承受大功率发电机、空调压缩机等辅助设施。此外,柴油机用于船机、客车后还要承受来自于拖网或底盘的冲击载荷,因此,WD618柴油机应用于船机、客车后,经常出现曲轴在某一部位断裂问题。
图1示出了一种WD618柴油机曲轴的轴端部件装配图,柴油机的曲轴1与正时齿轮3通过过盈配合及平键2结合在一起,正时齿轮3与曲轴1的周向定位由平键2决定,正时齿轮3的一个端面靠紧在曲轴主轴颈端面,其另一个端面与法兰4靠紧在一起;法兰4与曲轴1过盈配合结合在一起。减振器5、皮带轮7通过螺栓6紧固在法兰4上。曲轴1的主轴颈装在由气缸体及曲轴箱9和主轴瓦8形成的主轴孔内。由于曲轴1主轴颈装在由气缸体及曲轴箱9和主轴瓦8形成的主轴孔内,主轴孔外的曲轴无支撑点,曲轴前端形成悬臂梁结构。皮带轮7承受的力矩通过螺栓6、法兰4传递到曲轴1,正时齿轮3承受的力矩也传递给曲轴,使曲轴在靠近主轴颈的那部分受力最大。皮带轮7承受的冲击载荷,也在该部位形成较大弯矩。用户反馈的曲轴断裂部位,基本上都在这个位置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种柴油机曲轴的轴端结构,以解决WD618柴油机应用于船机、客车后,其曲轴在靠近主轴颈的部位容易断裂的问题。
为解决上述技术问题,本实用新型的技术方案是:柴油机曲轴的轴端结构,包括主轴颈,正时齿轮安装轴颈和法兰安装轴颈,所述正时齿轮安装轴颈设有可与正时齿轮键连接的键槽,所述正时齿轮安装轴颈的外圆直径为54~56mm,所述法兰安装轴颈的外圆直径为53.4~55.4mm。
正时齿轮安装轴颈的外圆直径优先确定为55mm,法兰安装轴颈的外圆直径优先确定为54.4mm。
作为一种改进,正时齿轮安装轴颈与主轴颈相邻处的过渡圆角为R5~6mm。
作为另一种改进,所述键槽的根部具有R0.2~0.4mm的过渡圆角。
将正时齿轮安装轴颈的外圆直径由原来的53mm加大到55mm,法兰安装轴颈的外圆直径由原来的52.4mm加大到54.4mm,提高了这两部分的机械强度;将正时齿轮安装轴颈与主轴颈相邻处的过渡圆角由原来的R3增大为R5~6mm,可大大提高该部位的疲劳强度;同时,将键槽的根部,由直角改进为R0.2~0.4mm的过渡园角,减小了该部分的应力集中。采取以上措施后,与原结构的曲轴相比,改进部位的安全系数由1.729提高到2.01,曲轴的综合强度大大提高。本实用新型结构简单,效果好,只需对生产工艺进行小范围的调整,即可方便地完成对现有产品的改造。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是一种公知的WD618柴油机曲轴轴端部件的装配图;
图2是本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示,柴油机曲轴的轴端呈阶梯状,包括主轴颈11,正时齿轮安装轴颈12和法兰安装轴颈13,所述正时齿轮安装轴颈12设有可与正时齿轮键连接的键槽121,所述正时齿轮安装轴颈12的外圆直径为55mm,所述法兰安装轴颈13的外圆直径为54.4mm。正时齿轮安装轴颈12与主轴颈11相邻处的过渡圆角为R5~6mm。所述键槽121的根部具有R0.2~0.4mm的过渡圆角,优选为R0.3mm。键槽121的长度为20mm,该键槽121的最大长度不应超过25mm;而小于10mm时,将影响到正时齿轮的定位。
当然,正时齿轮安装轴颈12的外圆直径也可以在一定范围内浮动。但是,当该直径超过56mm时,将影响正时齿轮3的强度;若小于54mm,则曲轴强度的改善效果不明显。
与正时齿轮安装轴颈12的外圆直径相适应,法兰安装轴颈13也可在一定范围内浮动。为了便于正时齿轮3的安装,法兰安装轴颈13的外圆直径应小于正时齿轮安装轴颈12的外圆直径,其变动范围最好应在53.4~55.4mm。
采取以上措施后,与原结构的曲轴相比,改进部位的安全系数由1.729提高到2.01,曲轴的综合强度大大提高。本实用新型结构简单,效果好,只需对生产工艺进行小范围的调整,即可方便地完成对现有产品的改造。
Claims (4)
1、柴油机曲轴的轴端结构,包括主轴颈(11),正时齿轮安装轴颈(12)和法兰安装轴颈(13),所述正时齿轮安装轴颈(12)设有可与正时齿轮键连接的键槽(121),其特征在于:所述正时齿轮安装轴颈(12)的外圆直径为54~56mm,所述法兰安装轴颈(13)的外圆直径为53.4~55.4mm。
2、如权利要求1所述的柴油机曲轴的轴端结构,其特征在于:所述正时齿轮安装轴颈(12)的外圆直径为55mm,所述法兰安装轴颈(13)的外圆直径为54.4mm。
3、如权利要求1或2所述的柴油机曲轴的轴端结构,其特征在于:所述正时齿轮安装轴颈(12)与主轴颈(11)相邻处的过渡圆角为R5~6mm。
4、如权利要求3所述的柴油机曲轴的轴端结构,其特征在于:所述键槽(121)的根部具有R0.2~0.4mm的过渡圆角。
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