RU1830117C - Коленчатый вал - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : в коленчатом валу с полыми цапфами в выходные отверсти  основных цапф и шейки шатуна в щеках коленчатого вала вставлены распределенные по поперечному сечению распорные средства, которые создают в материале шеек коленчатого вала напр жени  нат жени , чтобы получить повышенную прочность на изгиб и кручение и преп тствовать образованию трещин в опасном поперечном сечении коленчатого вала. С помощью других распорных средств, простирающихс  в цапфы подлине, можно повысить собственную чайтоту вала до некритической области. 21 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к области машиностроени  и автомобилестроени , в частности может быть использовано при изготовлении коленчатых валов.

. Цель изобретени  - повышение долговечности .

На фиг. 1 показан, отрезок коленчатого вала со .втулками в качестве средства нат жени  и соединени ; на фиг. 2 -поперечное сечение А-А по фиг. 4; на фиг. 3-поперечное сечение В-В по фиг. 4; на фиг. 4 - отрезок коленчатого вала со втулками и коническими шайбами в качестве средства нат жени  (создани  нат га); на фиг. 5 - отрезок коленчатого вала с коническими шайбами в качестве средства создани  нат га.

На фиг. 1 показан отрезок коленчатого вала, который включает две щеки коленчатого вала 1, 2, которые с помощью шатунной шейки 3 соединены друг с другом и к которым присоединены полые основные цапфы 4,5.

На щеках коленчатого вала расположены противовесы 6. 7. Шатунна  шейка 3 составлена из вставленных друг в друга насадок цапф 8, 9. которые соединены и напр жены с помощью вставленной втулки 10. Цилиндрические втулки 11,12, независ щие от втулки 10, вставлены в выходные отверсти  13.14, сквозных отверстий 15, которые так же, как и втулка 10 пазвальцована механическим путем или, предпочтительно, гидравлическим путем. Подобно шатунной шейке 3, основные цапфы 4,5 построены из вставленных друг в друга насадок цапф 1&- 17, 18-19, в которые соответственно вставлено по одной расширенной втулке 20, 21 дл  создани  напр жени  нат жени  и дл  соединени  насадок цапф. Независимо от них, в области щек коленчатых валов в сквозные отверсти  22.23 вставлены цилиндрические втулки 24.25, которые также подвергнуты пластической деформации гидравлическим или механическим путем и создают напр жение в области щек коленчатого вала.

На фиг. 2 показана основна  цапфа 4 в разрезе вдоль линии А-А по фиг. 1, котора  составлена из втулок цапфы 16, 17 и в которую вставлена втулка 20 в качестве средства соединени  и создани  напр жений нат жени . Щека коленчатого вала 1 также нахосл С

00 GO О

vj

Ы

дитс  в поле зрени , причем р дом с выходным отверстием 13 полой шатунной шейки предусмотрены другие круглые выходные отверсти  26, 27, которые, так же как и выходные отверсти  13 с помощью втулки 11, расширены и напр жены с помощью других втулок 28. 29. Нар ду с этим, видны структуры в щеках коленчатого вала в виде не сквозных выемок, образующих ребра или & виде сквозных отверстий 30, 31, 32, 33, в которые в качестве распорного средства вставлены фасонные детали 34, 35, 36, 37.

На фиг. 3 представлена шатунна  шейка 3, составленна  из втулок цапфы 8, 9, снабженна  внутренней втулкой 10 в качестве элемента, создающего нат жение, у которой распознаетс  выходное отверстие 14 (фиг. 3, разрез по линии В-В фиг. 1). В щеке коленчатого вала 1, котора  представлена на чертеже, нар ду со сквозным отверстием 23, снабженным втулкой 25, видны два выходных отверсти  38. 39, которые также снабжены расширенными втулками 40,. 41. Другие выемки, выполненные не как сквозные; образующие ребра отверсти  или как сквозные отверсти  42, 43, 44, 45 подвергнуты напр жению нат жением с помощью фасонных деталей 46, 47, 48. 49 в качестве средства распирани .

На фиг. 4 также показан коленчатый вал с двум  щеками коленчатого вала 1, 2, которые соединены друг с другом с помощью шатунной шейки 3 и к которым подсоедин ютс  основные цапфы 4, 5. На щеках коленчатого вала расположены противовесы 6. 7, Шатунна  шейка 3 состоит из вставленных друг в друга наездок цапф 8, 9, которые далее окружены втулкой 50. Она из высокопрочного материала, обладающего качеством подшипников, который одновременно воспринимает высокие усили  напр жени  нат жением. В сквозное отверстие 15 шейки маховика вставлена ступенчата  втулка 10 средней частью, вводимой с пригонкой в насадок цапфы и примыкающими к ней цилиндрическими отрезками 11, 12 меньшего диаметра, которые проход т в выходные отверсти  13, 14 в щеках коленчатого вала. Пластическое распирание втулки 10 и насадка цапфы 8, а также подсоединений к цапфе 11, 12, в частности, гидравлическим путем, вызывает напр жени  раст жени  в материале насадка цапфы 9 и втулки в области щек коленчатого вала 1, 2. В выходном отверстии 14 в отрезок втулки 12 дополнительно вставлена коническа  шайба 51. котора  может оказывать воздействие посредством дополнительной пластической деформации, например с помощью механического плоского сжати , на усилие напр жени  нат жени , а также на увеличение жесткости цилиндрического отверсти . С помощью ступенчатой втулки внутри шатунной шейки образуютс  кольцеобразные полые пространства 51, 52, которые можно заполнить материалом, подавл ющим колебани . Основные цапфы 4, 5 составлены подобно тому, как и шатунна  шейка 3, соответственно из единых со щекой колен0 чатого вала насадок цапф 16-17,18-19, которые совместно снова кажда  окружена опорной втулкой 53, 54. В сквозные отверсти  55, .56 вставлены втулки 20, 21, имеющие форму, подобную ступенчатым втулкам

, 10, из которых в каждом случае можно уви- . деть насадку втулки 24, 25 меньшего диаметра , вход щую в выходное отверстие 22, 23 в области щек коленчатого вала. Пластическое распирание втулок 20, 21, а также насадок цапф 1.7, 18 служит дл  создани 

0 напр жени  нат жением в насадках цапф 16, 19, а также во втулках 53, 54, при одновременном соединении насадок цапф друг с другом, а также дл  создани  напр жени  нат жени  в щеках коленчатого вала. В ще5 ке коленчатого вала 2 в насадке втулки 25 одновременно вставлены пара конических шайб 57, 58, котора  соединена друг с другом с помощью соединительной втулки 59 в целое. Механическое или гидравлическое

0 распирание втулки 59 вызывает плоское раст жение шайб 57, 58 и, таким образом, дальнейший нат г насадки втулки 25; а также увеличение жесткости цилиндрического отверсти . С помощью втулок 20, 21 здесь

с также при этом возникают кольцеобразные полости 60, 61: которые можно заполнить материалом, подавл ющим колебани , например гранул том из керамики или пластмассы .

На фиг. 5 показан отрезок простого, из0 готовленного в монолите коленчатого вала в области двух щек коленчатого вала 1, 2, которые соединены друг с другом с помощью шатунной шейки 3 и к которым подсоединены насадки основных цапф 4,5. Щеки колен5 чатого вала 1,. 2 имеют кажда  по противовесу 6, 7; расположенному против шатунной шейки 3. Основные цапфы в области щек коленчатого вала имеют сквозные отверсти .меньшего размера 55, 56. Шейка

0 шатуна 3 имеет сквозное ступенчатое проходное отверстие 15, В выходные отверсти  22, 23 основных цапф 4, 5 в области щек коленчатого вала 1, 2 вставлены в каждом случае попарно расположенные противолоf . ложными сторонами друг к другу кониче- ские шайбы 62-63; 64-65. В пары шайб в сквозное отверстие 15 шатунной шейки 3 вставлены соответственно стержни с резьбой 66, 67 и имеющими резьбу отрезками противоположного направлени  резьбы дл  ст гивани  шайб друг относительно друга, а пары шайб в проходных отверсти х 55, 45 шатунных шеек 4, 5, шайбы ст нуты друг с другом с помощью полых заклепок 68, 69. Подобные средства всегда имеютс  в распор жении . Показанна  формула проходных отверстий с понижающимс  в наружную сторону диаметром в кованых коленчатых валах обуславливает составление коленчатого вала в области цапф, например; с помощью сварки встык в плоскости центра цапфы.

Также в вариантах по фиг. 4 и 5 вне плоскости сечени  вставлены другие распорные средства в другие отверсти  в щеках коленчатого вала и подвергнуты расширению или запрессовке по оси.

Конструкци  коленчатого вала значительно повышает прочность на изгиб и кручение валов, при этом становитс  возможным дальнейшее снижение веса. С помощью распорочных средств, подвергнутых нат гу до напр жений сжати , достигают увеличение жесткости полой конструкции вала изнутри, как, что, благодар  эффекту вдавливани  предотвращаютс  местные пики напр жений с опасностью образовани  трещин на выходе.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   1.Коленчатый вал с полыми цапфами, содержащий щеки со сквозными отверсти ми , шатунные шейки и коренные шейки, о т- личающийс  т.ем, что, с целью повышени  долговечности, он снабжен распорными средствами, установленными с нат гом в отверсти , выполненные в щеках в области коренных и шатунных шеек соосно с ними или осепараллельно и симметрично относительно поперечной оси вала.

   2.Вал по п. 1, отличающийс  тем, что он снабжен дополнительными распорными средствами, установленными с нат гом в отверсти , выполненные в щеках вне поперечного сечени  коренных и шатунных шеек.
2. 3.Вал по пп. 1 и 2. отличающийс  тем, что он снабжен распорными втулками, установленными в осевые отверсти  по меньшей мере коренных шеек с нат гом. 4 .Вал поп. 1. отличающийс  тем, что часть распорных средств выполнена в виде полых цилиндрических вставок, пластически сдеформировзнных в радиальном направлении выше предела упругости их материала.
3. 5.Вал по пп. 1и4, отличающийс  тем. что часть распорных средств выполнена монолитной с круглым поперечным сечением и

   5

   цилиндрической или конической формы в осевом направлении.

   6.Вал по пп. 1 и 4. отличающийс  тем, что часть распорных средств выполнена

   5 монолитной с серповидным поперечным сечением и с поверхностью, параллельной или конической относительно продольной оси шейки.

   7.Вал по пп. 1 и 4, отличающийс  Q тем, что часть распорных средств выполнена

   монолитной с треугольным поперечным сечением и с поверхностью, параллельной или конической относительно продольной оси шейки.

   8.Вал по п. 1, отличающийс  тем, что распорные средства выполнены в виде конических шайб, радиально расширенных посредством упругой их деформации и установленных перпендикул рно к продольной оси шейки.

   0 9. Вал по п. 1, отличающийс  тем, что распорные средства выполнены в виде конических шайб, радиально расширенных посредством пластической деформации и установленных перпендикул рно к про5 дольной оси шейки.

   10.Вал попп.8и9, отличающийс  тем, что шайбы в каждом отверстии установлены попарно симметрично одна относительно другой и ст нуты в осевом

   Q направлении навстречу один другой.

   11.Вал по п. 10, отличающийс  тем, что шайбы ст нуты посредством болтов .

   12.Вал по п. 10, отличающийс  тем, что шайбы ст нуты посредством полых заклепок.

   13.Вал по п. 10, отличающийс  тем, что шайбы ст нуты .жестко соединенной с ними посредством развальцовки полой соединительной втулкой, причем шайбы

   0 закреплены в отверстии посредством деформации .

   14.Вал по пп. 1-3, отличающийс  тем, что распорные втулки выполнены цилиндрическими и закреплены в отверсти х

   5 шеек посредством пластической деформации .

   15.Вал по пп. 1-14, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что он выполнен за одно целое посредством лить .

   п 16. Вал попп.1-14, отл и ч а ю щи йс  тем, что он выполнен за одно целое посредством процесса ковки.

   17.Вал по пп. 1-14, отличающийс  тем, что он выполнен из отдельных кованых

   частей, соединенных между собой посред- ством сварки встык в. области шеек.

   18.Вал по пп. 1-14, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что он выполнен из отдельных частей с

   5

   элементами шеек, последние вставлены друг в друга и соединены посредством процесса пайки.

   19.Вал по пп. 1-18, отличающийс  тем, что цилиндрические распорные втулки выполнены за одно целое с распорными средствами, соосными с отверсти ми шеек и закрепленными в щеках.

   20.Вал по пп. 1-19, о т л и ч а ю щ и и с   тем. что между распорными средствами, рас

   положенными в щеках коленчатого вала и цилиндрическими втулками образованы полости , заполненные антивибрационным материалом .

   21.Вал по п. 20, отличающийс  тем, что антивибрационный материал выполнен в виде гранул та из керамики.

   22.Вал по п, 20. отличающийс  тем, что антивибрационный материал выполнен в виде гранул та из пластмассы.

   п

   п

   1819

   фигЛ

   J4

   ;;

   30

   1830117

   n

   55

   Ю-64

   57 65

   П