CN2876414Y - 改进的柴油机曲轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种改进的柴油机曲轴，其轴端呈阶梯状，轴端包括主轴颈，正时齿轮安装轴颈和法兰安装轴颈，正时齿轮安装轴颈设有可与正时齿轮键连接的键槽，正时齿轮安装轴颈的外圆直径为52～54mm，法兰安装轴颈的外圆直径为51.4～53.4mm。与原结构的曲轴相比，当曲轴采用45#钢，改进部位的安全系数由1.45提高到1.729，采用42CrMo(A)合金钢时，改进部位的安全系数由1.63提高到1.937，曲轴的综合强度大大提高。本实用新型解决了WD615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

改进的柴油机曲轴

技术领域

本实用新型涉及改进的柴油机曲轴，尤其涉及一种WD615系列柴油机曲轴。

背景技术

WD615系列柴油机是从奥地利斯太尔戴姆勒-普赫公司引进的具有世界先进水平的发动机。该系列柴油机总排量9.726L，有自然吸气、增压、增压中冷机型，基本型转速2200-2600r/min，功率范围226kW(310ps)-266kW(362ps)，最低燃油消耗率达194g/kW.h，具有体积小、重量轻、功率大、油耗低、排放指标先进、噪声低、通用性强等优点。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，WD615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WD615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的主轴颈装在主轴孔内。由于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：提供一种改进的柴油机曲轴，以解决WD615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：其轴端呈阶梯状，所述轴端包括主轴颈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52～54mm，所述法兰安装轴颈13的外圆直径为51.4～53.4mm。

正时齿轮安装轴颈的外圆直径优先确定为53mm，法兰安装轴颈的外圆直径优先确定为52.4mm。

将正时齿轮安装轴颈的外圆直径由原来的50mm加大到53mm，法兰安装轴颈的外圆直径由原来的48mm加大到52.4mm，大大提高了这两部分的机械强度。

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，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。

与原结构的曲轴相比，当曲轴采用45#钢，改进部位的安全系数由1.45提高到1.729，当曲轴采用42CrMo(A)合金钢时，改进部位的安全系数由1.63提高到1.937，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WD615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53mm，所述法兰安装轴颈13的外圆直径为52.4mm。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54mm时，将影响正时齿轮的强度；若小于52mm，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51.4～53.4mm。

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，并优先确定为R0.3mm，该键槽121的长度为20mm，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。

采取以上措施后，与原结构的曲轴相比，当曲轴采用45#钢，改进部位的安全系数由1.45提高到1.729，当曲轴采用42CrMo(A)合金钢时，改进部位的安全系数由1.63提高到1.937，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 (5)

1、改进的柴油机曲轴，其轴端呈阶梯状，所述轴端包括主轴颈(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52～54mm，所述法兰安装轴颈(13)的外圆直径为51.4～53.4mm。

2、如权利要求1所述的改进的柴油机曲轴，其特征在于：所述正时齿轮安装轴颈(12)的外圆直径为53mm，所述法兰安装轴颈(13)的外圆直径为52.4mm。

3、如权利要求1或2所述的改进的柴油机曲轴，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所述的改进的柴油机曲轴，其特征在于：所述键槽(121)的根部具有R0.2～0.4mm的过渡圆角。

5、如权利要求4所述的改进的柴油机曲轴，其特征在于：所述键槽(121)的长度为20mm。

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