RU2432505C1

RU2432505C1 - Eccentric shaft

Info

Publication number: RU2432505C1
Application number: RU2010108649/11A
Authority: RU
Inventors: Иван Иванович Пеньков (RU); Иван Иванович Пеньков
Original assignee: Иван Иванович Пеньков
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2011-10-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: eccentric shaft consists of cylinder shaft, of disks-eccentrics, of disks-arresters and of rolling facility connected with actuating link by means of connecting rod. The disks-eccentrics are made on one side, or on both sides of the disks-arresters. Splines matching response splines on surface of internal race of rolling bearing are made on external radial surface of the disks-eccentrics. The external race of rolling bearings is connected with levers or connecting rods for transfer of linear reciprocal motion to an actuating unit.

EFFECT: raised reliability and expanded range of application of eccentric shafts.

7 cl, 15 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных механизмах для преобразования вращательного движения в линейное возвратно-поступательное или поступательное движение, в частности в оппозитных, крестообразных и V-образных двигателях внутреннего сгорания (ДВС).The invention relates to mechanical engineering and can be used in various mechanisms for converting rotational motion into linear reciprocating or translational motion, in particular in opposed, cruciform and V-shaped internal combustion engines (ICE).

Широко известны эксцентриковые валы, взаимодействующие с исполнительным узлом по принципу скольжения, например распредвал в системе газораспределения ДВС. Основные недостатки - это ограниченная область применения, повышенный шум и износ кулачков вала и рычагов, следствием чего является периодический ремонт, регулирование зазоров клапанов или замена деталей.Eccentric shafts are widely known that interact with the actuator according to the sliding principle, for example, a camshaft in the engine gas distribution system. The main disadvantages are the limited scope, increased noise and wear on the shaft cams and levers, resulting in periodic repairs, adjustment of valve clearances or replacement of parts.

В изобретении «Эксцентриковое шатунное устройство» (патент РФ №95120917, F16C 1/00, 1995) эксцентрик имеет форму неправильного круга, а шатун взаимодействует с эксцентриком с помощью 4-х подшипников качения, расположенных в корпусе шатуна по окружности через 90 градусов. Среди основных недостатков следует отметить сложность конструкции и низкую надежность при работе устройства на повышенных частотах вращения цилиндрического вала и, как следствие, ограниченный срок эксплуатации.In the invention "Eccentric connecting rod device" (RF patent No. 95120917, F16C 1/00, 1995), the eccentric has the shape of an irregular circle, and the connecting rod interacts with the eccentric using 4 rolling bearings located around the circumference through the degrees in the connecting rod housing 90 degrees. Among the main disadvantages, it should be noted the complexity of the design and low reliability when the device is operating at higher rotational speeds of the cylindrical shaft and, as a result, the limited life of the device.

Известно также изобретение (патент РФ №2178106, F16H 21/18, 1999) «Эксцентриковый шатун» принятое за прототип, в котором диск-эксцентрик с круглым отверстием насажен на цилиндрический вал и жестко закреплен на нем. Диск-эксцентрик, выполненный с возможностью вращения вместе с цилиндрическим валом вокруг одной общей оси, проходящей через центр эксцентриситетного отверстия диска-эксцентрика и вдоль оси цилиндрического вала, связан средствами качения со звеньями шатуна, который имеет возможность возвратно-поступательного перемещения. Изобретение имеет значительные преимущества перед другими видами преобразования вращательного движения в линейные возвратно-поступательные, или качательные перемещения и значительно расширяет область использования такого вида преобразования в различных отраслях машиностроения.The invention is also known (RF patent No. 2178106, F16H 21/18, 1999) "Eccentric connecting rod" adopted as a prototype in which the eccentric disc with a round hole is mounted on a cylindrical shaft and is rigidly fixed to it. The eccentric disk, made with the possibility of rotation together with the cylindrical shaft around one common axis passing through the center of the eccentric hole of the eccentric disk and along the axis of the cylindrical shaft, is connected by means of rolling with the links of the connecting rod, which has the possibility of reciprocating movement. The invention has significant advantages over other types of conversion of rotational motion to linear reciprocating, or rocking movements and significantly expands the scope of use of this type of conversion in various engineering industries.

Однако в конструкции прототипа также имеются недостатки, среди которых следует отметить низкую надежность эксцентрикового шатуна при его работе на повышенных частотах вращения цилиндрического вала, относительную сложность конструкции, отсутствие возможности регулировки диска-эксцентрика в радиальном и угловом смещении, недостаточно широкую область применения, относительно высокий уровень затрат и времени на его изготовление и сборку.However, the design of the prototype also has drawbacks, among which it should be noted the low reliability of the eccentric connecting rod when it is operating at elevated speeds of rotation of the cylindrical shaft, the relative complexity of the design, the inability to adjust the eccentric disc in radial and angular displacement, an insufficiently wide scope, a relatively high level costs and time for its manufacture and assembly.

Расчеты показывают, что уже при вращении цилиндрического вала с диском-эксцентриком с частотой более 100 оборотов в минуту необходимо компенсировать вибрации с помощью противовесов, при этом наиболее надежной конструкцией в системе цилиндрический вал - диск-эксцентрик - шатун является конструкция, когда радиус цилиндрического вала равен радиусу кривошипа или больше радиуса кривошипа. Другими словами, когда сумма длин радиусов кривошипа и цилиндрического вала не превышает длины радиуса диска-эксцентрика. Низкая надежность устройства эксцентрикового вала, в котором радиус диска-эксцентрика больше суммы радиусов кривошипа и цилиндрического вала, проявляется в том, что при повышенных частотах вращения цилиндрического вала с диском-эксцентриком в конструкции прототипа будут возникать вибрации в радиальном направлении, которые могут приводить к быстрому износу средств качения и звеньев шатуна и к их возможному разрушению. Такие вибрации наиболее сильно будут проявляться в конструкциях с нечетным числом шатунов, устранить которые с помощью различных противовесов достаточно сложно, а порой и невозможно. Наличие вибраций в системе цилиндрический вал - диск-эксцентрик - шатун будет создавать также дополнительные нагрузки на элементы крепления цилиндрического вала, особенно когда конструкция выполнена в консольном варианте. Кроме того, при выполнении отверстия в диске-эксцентрике могут возникать напряжения, снижающие прочностные характеристики материала, что при повышенных частотах вращения также может приводить к быстрой усталости материала диска-эксцентрика и к его преждевременному разрушению.Calculations show that even when the cylindrical shaft is rotated with an eccentric disk with a frequency of more than 100 revolutions per minute, it is necessary to compensate for vibrations using counterweights, while the most reliable design in a cylindrical shaft-disc-eccentric-connecting rod system is when the radius of the cylindrical shaft is crank radius or more than the radius of the crank. In other words, when the sum of the lengths of the radii of the crank and the cylindrical shaft does not exceed the length of the radius of the eccentric disk. The low reliability of the device of the eccentric shaft, in which the radius of the eccentric disk is greater than the sum of the radii of the crank and the cylindrical shaft, is manifested in the fact that at increased speeds of rotation of the cylindrical shaft with the disk eccentric in the design of the prototype, vibrations in the radial direction will occur, which can lead to fast deterioration of rolling elements and connecting rod links and their possible destruction. Such vibrations will most strongly manifest themselves in constructions with an odd number of connecting rods, which can be eliminated with the help of various counterweights is quite difficult, and sometimes impossible. The presence of vibrations in the cylindrical shaft-disc-eccentric-connecting rod system will also create additional loads on the fastening elements of the cylindrical shaft, especially when the design is made in the console version. In addition, when a hole is made in the eccentric disk, stresses can occur that reduce the strength characteristics of the material, which at high speeds can also lead to rapid fatigue of the material of the eccentric disk and its premature destruction.

При больших частотах вращения цилиндрического вала с диском-эксцентриком (свыше 100 оборотов в минуту) радиальные вибрации будут «способствовать» ослаблению жесткости двухсторонней фиксации и шпоночного соединения диска-эксцентрика на цилиндрическом валу. В результате этого будут также возникать и продольные колебания диска-эксцентрика относительно цилиндрического вала, что будет ограничивать срок службы устройства.At high speeds of rotation of the cylindrical shaft with the eccentric disk (over 100 revolutions per minute), radial vibrations will “contribute” to weakening the rigidity of the double-sided fixation and keyway of the eccentric disk to the cylindrical shaft. As a result of this, longitudinal vibrations of the eccentric disk relative to the cylindrical shaft will also occur, which will limit the life of the device.

Целью настоящего технического решения является улучшение характеристик прототипа, а именно: повышение его надежности; упрощение конструкции; уменьшение времени и затрат на его изготовление и сборку и расширение области применения.The purpose of this technical solution is to improve the characteristics of the prototype, namely: increasing its reliability; design simplification; reduction of time and costs for its manufacture and assembly and expansion of the scope.

Поставленная цель достигается тем, что эксцентриковый вал, включающий цилиндрический вал, диск-эксцентрик и диск-ограничитель, закреплен с помощью подшипников либо с одного торца, либо с двух торцов на жестком основании, цилиндрический вал выполнен заодно с диском-ограничителем и, по меньшей мере, с одним диском-эксцентриком, а диски-эксцентрики выполнены либо с одной стороны, либо с двух сторон диска-ограничителя, при этом радиусы кривошипов либо совпадают друг с другом в радиальном направлении, либо смещены относительно друг друга по окружности на угол, кратный 90 градусов, с возможностью применения эксцентрикового вала, например, в поршневом ДВС, а на наружной радиальной поверхности дисков-эксцентриков выполнены шлицы, совместимые с ответными шлицами на поверхности внутренней обоймы подшипников качения с возможностью их плотной посадки на диски-эксцентрики, наружная обойма подшипника качения связана с рычагом или шатуном, который передает линейное возвратно-поступательное движение исполнительному узлу, а вращение эксцентрикового вала происходит вокруг оси, проходящей через центр цилиндрического вала, при этом длина радиуса кривошипа либо не превышает длину радиуса цилиндрического вала при оборотах эксцентрикового вала более 100 оборотов в минуту, либо длина радиуса кривошипа больше длины радиуса цилиндрического вала при оборотах эксцентрикового вала менее чем 100 оборотов в минуту.This goal is achieved by the fact that the eccentric shaft, including the cylindrical shaft, the eccentric disk and the disk limiter, is mounted using bearings either from one end or from two ends on a rigid base, the cylindrical shaft is integral with the disk limiter and, at least at least one eccentric disc, and eccentric discs are made either on one side or on both sides of the limiting disc, while the radii of the cranks either radially coincide with each other, or are offset relative to each other cuts at an angle multiple of 90 degrees, with the possibility of using an eccentric shaft, for example, in a piston internal combustion engine, and on the outer radial surface of the eccentric discs, slots are made compatible with the reciprocal slots on the surface of the inner race of the rolling bearings with the possibility of their tight fit on the eccentric discs , the outer race of the rolling bearing is connected to a lever or connecting rod that transmits linear reciprocating motion to the actuating unit, and the eccentric shaft rotates around the axis, passing it through the center of the cylindrical shaft, the crank radius or length does not exceed the length of the radius of the cylindrical shaft when the eccentric shaft turns more than 100 rpm, a crank radius is longer than the length of the radius of the cylindrical shaft when the eccentric shaft speed less than 100 rpm.

Надежность работы эксцентрикового вала при повышенных частотах его вращения обеспечивается тем, что цилиндрический вал изготавливают заодно с диском-ограничителем и заодно либо с одним, либо с двумя и более дисками-эксцентриками по обе стороны диска-ограничителя.The reliability of the eccentric shaft at increased frequencies of rotation is ensured by the fact that the cylindrical shaft is made integral with the limiter disk and at the same time with one or two or more eccentric discs on both sides of the limiter disk.

Упрощение конструкции, а также уменьшение времени и затрат на ее изготовление и сборку заключается в том, что цилиндрический вал, диск-ограничитель и диск-эксцентрик являются одной деталью, а конструкцию изготавливают в течение одной операции на токарном станке, не снимая заготовки. При этом повышается точность изготовления эксцентрикового вала, что существенно влияет на уменьшение вибраций в процессе его эксплуатации.Simplification of the design, as well as reducing the time and cost of its manufacture and assembly, consists in the fact that the cylindrical shaft, the disk limiter and the eccentric disk are one part, and the structure is made in one operation on a lathe without removing the workpiece. This increases the accuracy of the manufacture of the eccentric shaft, which significantly affects the reduction of vibrations during its operation.

Расширение области применения осуществляется за счет различных вариантов конструктивного исполнения эксцентрикового вала.The expansion of the scope is due to various options for the design of the eccentric shaft.

Упрощение сборки и разборки при замене деталей в случае их износа упрощается применением шлицевого соединения диска-эксцентрика с подшипником качения. Выполнение шлицов на поверхности диска-эксцентрика и ответных шлицов на внутренней обойме подшипника качения также обеспечивает надежность соединения конструкции при больших частотах вращения эксцентрикового вала. Указанные изменения в конструкции позволяют применять эксцентриковый вал при повышенных частотах вращения в устройствах с различным числом исполнительных узлов.Simplification of assembly and disassembly when replacing parts in the event of wear is simplified by the use of a spline joint of the eccentric disc with a rolling bearing. The execution of the slots on the surface of the eccentric disk and the mating slots on the inner race of the rolling bearing also ensures reliable connection of the structure at high rotational speeds of the eccentric shaft. These changes in design allow the use of an eccentric shaft at higher speeds in devices with a different number of actuating units.

Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что предложена новая более простая конструкция эксцентрикового вала с повышенной надежностью, с уменьшением затрат и времени на ее изготовление и сборку, с более широкой областью применения, что позволяет судить о соответствии заявляемого устройства критерию «новизна».The inventive device differs from the prototype in that it proposed a new simpler design of the eccentric shaft with increased reliability, with reduced costs and time for its manufacture and assembly, with a wider scope, which allows us to judge the compliance of the claimed device with the criterion of "novelty".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен продольный разрез эксцентрикового вала в консольном исполнении, у которого радиус кривошипа (Rкр) меньше радиуса цилиндрического вала (Rв), на фиг.2 приведен продольный разрез эксцентрикового вала в консольном исполнении, у которого радиус кривошипа равен радиусу цилиндрического вала, на фиг.3 приведен продольный разрез эксцентрикового вала в консольном исполнении, у которого диски-эксцентрики выполнены по обеим сторонам диска-ограничителя, на фиг.4 приведен продольный разрез эксцентрикового вала со съемными дисками-эксцентриками, выполненными отдельно от цилиндрического вала и закрепленными на диске-ограничителе, на фиг.5 приведен продольный разрез эксцентрикового вала с разнесенными по длине дисками-ограничителями и дисками-эксцентриками, выполненными заодно с цилиндрическим валом, на фиг.6 приведен поперечный разрез эксцентрикового вала в сборе с подшипником качения, на фиг.7 приведен продольный разрез эксцентрикового вала с четырьмя дисками-эксцентриками, смещенными относительно друг друга по окружности на 90 градусов, на фиг.8 приведен вариант использования эксцентрикового вала в поршневом устройстве классического ДВС, на фиг.9, 10, 11 приведен вид, соответственно крестообразного, оппозитного и V-образного ДВС с использованием эксцентрикового вала.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a longitudinal section of an eccentric shaft in a cantilever design, in which the radius of the crank (Rcr) is less than the radius of a cylindrical shaft (Rc), Fig. 2 shows a longitudinal section of an eccentric shaft in a cantilever design, in which the radius the crank is equal to the radius of the cylindrical shaft, figure 3 shows a longitudinal section of the eccentric shaft in the cantilever version, in which the eccentric discs are made on both sides of the disk limiter, figure 4 shows a longitudinal section h eccentric shaft with removable eccentric discs, made separately from the cylindrical shaft and mounted on the limiter disk, figure 5 shows a longitudinal section of the eccentric shaft with spaced apart along the length of the limiter discs and eccentric discs, made integral with the cylindrical shaft, in Fig .6 shows a cross section of the eccentric shaft assembly with a rolling bearing, Fig. 7 shows a longitudinal section of the eccentric shaft with four eccentric discs displaced relative to each other around the circumference axes at 90 degrees, Fig. 8 shows a variant of using an eccentric shaft in a piston device of a classic ICE; Figs. 9, 10, 11 show a cross-shaped, opposed and V-shaped ICE using an eccentric shaft, respectively.

Эксцентриковый вал (фиг.1) представляет собой конструкцию, у которой цилиндрический вал 1 выполнен заодно с диском-эксцентриком 2 и диском-ограничителем 3, при этом радиус цилиндрического вала 1 (Rв) больше радиуса кривошипа (Rкр.). Конструкция эксцентрикового вала (фиг.2) выполнена так же, как и конструкция на фиг.1, но радиус цилиндрического вала 1 равен радиусу кривошипа. Оба варианта конструкции (фиг.1, 2) могут быть использованы в узлах механизмов с повышенной частотой вращения эксцентрикового вала как с одним, так и с двумя исполнительными узлами, например с одним или с двумя оппозитными шатунами, соединенными с поршнями. Консольный вариант эксцентрикового вала (фиг.3) может быть использован в схемах с двумя или с четырьмя оппозитными шатунами. Цилиндрический вал 1 (фиг.1, 2, 3) закрепляют на жестком основании с помощью одного или двух подшипников 4. Приведенные консольные варианты конструкций (фиг.1, 2, 3) могут быть использованы в различных механизмах с повышенной частотой вращения эксцентрикового вала.The eccentric shaft (Fig. 1) is a structure in which the cylindrical shaft 1 is made integral with the eccentric disk 2 and the limiter disk 3, while the radius of the cylindrical shaft 1 (Rc) is greater than the radius of the crank (Rcr.). The design of the eccentric shaft (figure 2) is made in the same way as the structure in figure 1, but the radius of the cylindrical shaft 1 is equal to the radius of the crank. Both design options (1, 2) can be used in the nodes of mechanisms with an increased frequency of rotation of the eccentric shaft with either one or two actuating units, for example, with one or two opposing connecting rods connected to pistons. The cantilever version of the eccentric shaft (figure 3) can be used in schemes with two or four opposing rods. The cylindrical shaft 1 (Figs. 1, 2, 3) is fixed on a rigid base using one or two bearings 4. The cantilever design variants shown (Figs. 1, 2, 3) can be used in various mechanisms with an increased frequency of rotation of the eccentric shaft.

В варианте конструкции эксцентрикового вала (фиг.5) диски-ограничители 3 и диски-эксцентрики 2 выполнены заодно с цилиндрическим валом 1 и расположены симметрично от его центра по торцам цилиндрического вала 1. На фиг.6 представлен поперечный разрез эксцентрикового вала в сборе с подшипником качения 6, установленного на диске-эксцентрике 2 с помощью шлицов 5. Шлицы 5 могут быть нанесены либо полностью на наружной радиальной поверхности диска-эксцентрика, либо на отдельных диаметрально противоположных сегментах наружной поверхности диска-эксцентрика. Подшипник качения 6 также выполнен с ответными шлицами на его внутренней обойме, что обеспечивает его плотную посадку на диск-эксцентрик. В некоторых случаях, при отсутствии шлицов, подшипник качения 6 может быть также запрессован на диске-эксцентрике 2. На диски-эксцентрики могут быть насажены средства качения в виде либо шарикового, либо роликового подшипника качения. В конструкциях эксцентрикового вала (фиг.1, 2, 4, 5) радиусы кривошипов (Rкр) совпадают друг с другом, а в конструкции эксцентрикового вала (фиг.3) радиусы кривошипов (Rкр) смещены относительно друг друга по окружности на 180 градусов (оппозитное исполнение). На фиг.7 представлен эксцентриковый вал с цилиндрическим валом, выполненным заодно с дисками-эксцентриками 2, расположенными по обе стороны диска-ограничителя 3 (по два с каждой стороны) и смещенными относительно друг друга по окружности на 90 градусов. Такая конструкция эксцентрикового вала может быть использована в поршневом устройстве классического ДВС. Схема 4-поршневого ДВС с использованием цилиндрического вала, изготовленного заодно с диском-ограничителем и дисками-эксцентриками, смещенными относительно друг друга по окружности на 90 градусов, приведена на фиг.8. На фиг.9, 10, 11 приведены схемы использования эксцентрикового вала в поршневых устройствах, соответственно крестообразного, оппозитного и V-образного ДВС и виды их поперечных разрезов с торца эксцентрикового вала.In the embodiment of the design of the eccentric shaft (Fig. 5), the restrictor disks 3 and the eccentric disks 2 are integral with the cylindrical shaft 1 and are located symmetrically from its center along the ends of the cylindrical shaft 1. Fig. 6 shows a cross section of the eccentric shaft assembly with the bearing rolling element 6 mounted on the eccentric disk 2 using the slots 5. The slots 5 can be applied either completely on the outer radial surface of the eccentric disk, or on separate diametrically opposite segments of the outer surface of the eccentric disk centric. The rolling bearing 6 is also made with reciprocal slots on its inner cage, which ensures its tight fit on the eccentric disk. In some cases, in the absence of splines, the rolling bearing 6 can also be pressed onto the eccentric disk 2. The rolling means can be mounted on the eccentric discs in the form of either a ball or roller bearing. In the designs of the eccentric shaft (Figs. 1, 2, 4, 5), the radii of the cranks (Rcr) coincide with each other, and in the design of the eccentric shaft (Fig. 3) the radii of the cranks (Rcr) are 180 degrees offset relative to each other ( opposed execution). Figure 7 shows the eccentric shaft with a cylindrical shaft made integral with the eccentric discs 2 located on both sides of the limiter disc 3 (two on each side) and 90 degrees offset relative to each other. This design of the eccentric shaft can be used in the piston device of a classic ICE. A diagram of a 4-piston internal combustion engine using a cylindrical shaft made at the same time as a limiter disk and eccentric disks 90 degrees offset relative to each other is shown in Fig. 8. Figures 9, 10, 11 show schemes for using an eccentric shaft in reciprocating devices, respectively, of a cruciform, opposed, and V-shaped ICE and types of their transverse cuts from the end face of the eccentric shaft.

Длину каждого диска-эксцентрика выполняют с учетом толщины промежуточной шайбы 9, отделяющей каждый последующий подшипник качения 6 от предыдущего на заданное расстояние, при этом промежуточную шайбу закрепляют с помощью винтов и радиальных резьбовых отверстий на дисках-эксцентриках.The length of each eccentric disc is performed taking into account the thickness of the intermediate washer 9, which separates each subsequent rolling bearing 6 from the previous one by a predetermined distance, while the intermediate washer is fixed with screws and radial threaded holes on the eccentric discs.

Использование эксцентриковых валов в напряженных условиях работы, например в поршневом устройстве ДВС или в качестве распредвала требует одновременного охлаждения и смазки вращающихся деталей и узлов, В этих случаях эксцентриковые валы в сборе с подшипниками качения 6 обеспечиваются смазкой, предусмотренной в самой системе двигателя и не требуют дополнительного устройства для удержания смазки в подшипниках качения 6, соединенных с дисками-эксцентриками. В других случаях для удержания в подшипниках качения 6 смазки могут быть установлены герметичные вводы вращения из керамики или металлокерамики, выполняющие роль торцовых уплотнений (на чертежах не показаны).The use of eccentric shafts under intense operating conditions, for example, in a piston engine or as a camshaft, requires simultaneous cooling and lubrication of rotating parts and assemblies. In these cases, the eccentric shafts assembled with rolling bearings 6 are provided with the lubricant provided in the engine system itself and do not require additional devices for holding grease in rolling bearings 6 connected to eccentric discs. In other cases, to hold the grease in the rolling bearings 6, hermetic rotational inlets of ceramic or cermet can be installed, acting as mechanical seals (not shown in the drawings).

При сборке на шлицы дисков-эксцентриков устанавливают подшипники качения 6, отделенные друг от друга промежуточными шайбами 9. Подшипники качения 6 от продольного смещения с одной стороны ограничивает диск-ограничитель 3, а с другой стороны с помощью винтов и резьбовых отверстий в торце диска-эксцентрика устанавливают стопорные шайбы 10.When assembling, eccentric discs are mounted on the splines of the eccentric discs 6, separated from each other by intermediate washers 9. The antifriction bearings 6 from longitudinal displacement on the one hand limit the limiter 3, and on the other hand, with screws and threaded holes in the end face of the eccentric disc install lock washers 10.

В процессе эксплуатации часто возникает необходимость замены отдельных деталей. При этом шлицевые соединения 5 обеспечивают не только надежность соединения, но и дают возможность достаточно легко собрать и разобрать такое соединение.During operation, it is often necessary to replace individual parts. In this case, the spline joints 5 provide not only the reliability of the connection, but also make it possible to easily assemble and disassemble such a connection.

В случае, когда диски-эксцентрики выполняют отдельно от цилиндрического вала с возможностью их перемещения относительно цилиндрического вала в радиальном направлении с целью изменения длины хода шатуна или углового смещения, диски-эксцентрики выполняют с отверстиями. При этом на диске-ограничителе также выполняют отверстия в виде пазов, а на диске-эксцентрике внутреннее отверстие выполняют в виде эллипса, малый радиус которого с небольшим припуском равен радиусу цилиндрического вала. Для перемещения диска-эксцентрика ослабляют стягивающие диск-ограничитель и диск-эксцентрик винты перемещают диск-эксцентрик и снова закрепляют винты. Продольное смещение дисков-эксцентриков осуществляют установкой промежуточных шайб одинаковой или различной толщины между диском-ограничителем и подшипниками качения.In the case when the eccentric discs are performed separately from the cylindrical shaft with the possibility of their movement relative to the cylindrical shaft in the radial direction in order to change the stroke length of the connecting rod or angular displacement, the eccentric discs are made with holes. At the same time, holes in the form of grooves are also made on the limiter disk, and on the eccentric disk, the internal hole is made in the form of an ellipse, the small radius of which with a small allowance is equal to the radius of the cylindrical shaft. To move the eccentric disc, the tightening disc stop and the eccentric disc are loosened, the eccentric disc is moved and the screws are secured again. The longitudinal displacement of the eccentric discs is carried out by installing intermediate washers of the same or different thickness between the limiting disc and the rolling bearings.

При больших частотах вращения эксцентрикового вала важным моментом является соотношение длин радиусов диска-эксцентрика, кривошипа и цилиндрического вала. Если эксцентриковый вал с нечетным числом шатунов вращается с частотой более чем 100 оборотов в минуту, то сумма длин радиусов цилиндрического вала и кривошипа не должна превышать длину радиуса диска-эксцентрика, в противном случае возникающие при этом радиальные вибрации достаточно сложно погасить применением различного рода противовесов.At high speeds of rotation of the eccentric shaft, an important point is the ratio of the lengths of the radii of the eccentric disk, crank and cylindrical shaft. If an eccentric shaft with an odd number of connecting rods rotates with a frequency of more than 100 revolutions per minute, then the sum of the radii of the cylindrical shaft and crank must not exceed the radius of the eccentric disk, otherwise the radial vibrations resulting from this can be quite difficult to suppress by using various kinds of counterweights.

При использовании конструкций с несколькими исполнительными узлами как с односторонним линейным перемещением, так и с оппозитным, диски-эксцентрики по обе стороны диска-ограничителя выполняют удлиненными с таким расчетом, чтобы можно было закрепить на шлицах дисков-эксцентриков нужное число подшипников качения 6 с учетом толщины промежуточных шайб 9, отделяющих один подшипник качения 6 от другого на необходимое расстояние. Для повышения надежности соединений эксцентрикового вала промежуточные шайбы 9 одинаковой или различной толщины также изготавливают со шлицами на их внутренней поверхности. При этом вся конструкция закрепляется с торцов дисков-эксцентриков 2 с помощью стопорных шайб 10 и винтов.When using designs with several actuating units, both with one-sided linear movement, and with opposed, eccentric discs on both sides of the limiter disc are elongated so that the required number of rolling bearings 6 can be fixed on the splines of the eccentric discs taking into account the thickness intermediate washers 9, separating one rolling bearing 6 from another at the required distance. To increase the reliability of the joints of the eccentric shaft, intermediate washers 9 of the same or different thickness are also made with slots on their inner surface. In this case, the entire structure is fixed from the ends of the eccentric discs 2 using lock washers 10 and screws.

В некоторых конструкциях могут быть изготовлены эксцентриковые валы, когда на цилиндрическом валу либо с одной стороны диска-ограничителя, либо с двух его сторон выполнены ступенчатые диски-эксцентрики (несколько ступеней), которые обеспечивают разный ход шатунов.In some designs, eccentric shafts can be made when stepwise eccentric discs (several steps) are made on the cylindrical shaft either on one side of the limiting disc or on its two sides, which provide different travel of the connecting rods.

Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом и другими известными автору техническими решениями обладает (техническими) преимуществами, которые заключаются в повышении надежности, упрощении конструкции, уменьшении времени и затрат на его изготовление и сборку и расширении области применения эксцентрикового вала.Thus, the proposed technical solution in comparison with the prototype and other technical solutions known to the author has (technical) advantages, which are to increase reliability, simplify the design, reduce the time and cost of its manufacture and assembly and expand the scope of the eccentric shaft.

Claims

1. An eccentric shaft containing an eccentric disk, a cylindrical shaft and a rolling means connected by a connecting rod with an actuator with the possibility of linear reciprocating movement, characterized in that the eccentric shaft including a cylindrical shaft, eccentric discs and limiter discs is fixed using bearings either from one end or from two ends on a rigid base, the cylindrical shaft is made integral with at least one limiting disk and at least one eccentric disk, and eccentric discs are made either on one side or on two sides of limiter discs, while the radii of the cranks either coincide with each other or are offset relative to each other by a circumference multiple of 90 ° with the possibility of using an eccentric shaft, for example, in piston ICEs , on the outer radial surface of the eccentric discs, slots are made compatible with the mating slots on the surface of the inner race of the rolling bearings with the possibility of their tight fit on the eccentric discs, the outer race of bearings of quality it is connected with levers or connecting rods that transmit linear reciprocating motion to the actuating unit, and the eccentric shaft rotates around an axis passing through the center of the cylindrical shaft, while the length of the radii of the cranks does not exceed the length of the radius of the cylindrical shaft when the speed of the eccentric shaft is more than 100 revolutions per minute, or the length of the radii of the cranks is greater than the length of the radius of the cylindrical shaft when the speed of the eccentric shaft is less than 100 revolutions per minute.

2. The eccentric shaft according to claim 1, characterized in that on a cylindrical shaft with one limiter disk, either eccentric discs having different crank radii are made on either side of the limiter disk or with different cranks, with the possibility of providing different connecting rods .

3. The eccentric shaft according to claim 1, characterized in that the eccentric discs are made elongated in the longitudinal direction with the possibility of installing on them the desired number of rolling bearings, which are separated from each other by intermediate washers of the same or different thickness.

4. The eccentric shaft according to claim 1, characterized in that the slots can be applied on separate diametrically opposite segments of the outer surface of the cam discs.

5. The eccentric shaft according to claim 1, characterized in that the rolling means in the form of bearings of either ball or roller design are fixed to the eccentric discs.

6. The eccentric shaft according to claim 1, characterized in that the rolling bearings are pressed onto the eccentric discs.

7. The eccentric shaft according to claim 1, characterized in that it is used in mechanisms with a piston system, for example, in designs of either cruciform, or opposed, or V-shaped ICEs.