RU2791344C1 - Composite crankshaft (options) - Google Patents
Composite crankshaft (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791344C1 RU2791344C1 RU2022132560A RU2022132560A RU2791344C1 RU 2791344 C1 RU2791344 C1 RU 2791344C1 RU 2022132560 A RU2022132560 A RU 2022132560A RU 2022132560 A RU2022132560 A RU 2022132560A RU 2791344 C1 RU2791344 C1 RU 2791344C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crankshaft
- knee
- crank
- composite
- link
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к составным коленчатым валам, преимущественно для буровых насосов и двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to mechanical engineering, namely to composite crankshafts, mainly for drilling pumps and internal combustion engines.
Заявляемое техническое решение может быть использовано в механизмах, преобразующих вращательное движение в обратно-поступательное. The proposed technical solution can be used in mechanisms that convert rotational motion into reciprocating.
Из уровня техники известен составной коленчатый вал (патент РФ
№ 2095647, МПК F16C 3/12), содержащий щеки, по меньшей мере, одну шатунную и коренную шейки, соединенные со щеками, и устройство фиксирования шеек от проворота относительно щек. Причем шейки соединяются со щеками при помощи запрессованных в торцовые отверстия щек пальцев, либо при помощи фланцевого соединения, а устройство фиксирования выполнено в виде по меньшей мере одного цилиндрического выступа, расположенного на торцевой поверхности шейки эксцентрично ее продольной оси и установленного свободно в посадочном отверстии щеки.From the prior art, a composite crankshaft is known (RF patent
No. 2095647, IPC
Недостатками указанного составного коленчатого вала являются его увеличенные осевые габариты и масса, а также недостаточные жесткость и долговечность вала. The disadvantages of the specified composite crankshaft are its increased axial dimensions and weight, as well as insufficient rigidity and durability of the shaft.
Известен составной коленчатый вал (патент РФ № 2588322,
МПК F16C 3/12), выбранный в качестве прототипа, содержащий щеки и по меньшей мере одну шатунную и две коренные шейки, каждая щека выполнена в виде шатунной и коренной крышек, скрепленных с двумя стойками, и имеет сквозное посадочное отверстие, в котором установлены соединенные между собой шатунная и коренная шейки, а также четыре полукольца, фиксирующие шейки от осевого перемещения, при этом шатунная и коренная шейки объединены с соответствующими шатунной и коренной крышками при помощи шпонок, выполняющих одновременно функцию передачи валу крутящего момента и функцию фиксации шеек от проворота относительно щек, причем шейки дополнительно снабжены выступами и пазами для соединения их между собой с образованием коленчатого вала.Known composite crankshaft (RF patent No. 2588322,
IPC F16C 3/12), selected as a prototype, containing cheeks and at least one connecting rod and two main journals, each cheek is made in the form of a connecting rod and main caps fastened to two racks, and has a through mounting hole in which the connected between themselves, the connecting rod and main journals, as well as four half rings, fixing the necks from axial movement, while the connecting rod and main journals are combined with the corresponding connecting rod and main journals by means of keys, which simultaneously perform the function of transmitting torque to the shaft and the function of fixing the necks from turning relative to the cheeks , and the necks are additionally provided with protrusions and grooves for connecting them to each other to form a crankshaft.
Недостатками указанного составного коленчатого вала являются сложная конструкция с большой номенклатурой оригинальных деталей, за счет этого – низкая ремонтопригодность, а также недостаточная жесткость и долговечность вала.The disadvantages of this composite crankshaft are a complex design with a large range of original parts, due to this - low maintainability, as well as insufficient rigidity and durability of the shaft.
Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение массы вала, повышение технологичности, ремонтопригодности и долговечности путем уменьшения количества входящих в его состав деталей и увеличения его жесткости.The technical result of the claimed invention is to reduce the weight of the shaft, improve manufacturability, maintainability and durability by reducing the number of parts included in its composition and increasing its rigidity.
Технический результат достигается особенностями конструкции составного коленчатого вала, приводное звено которого выполнено единой деталью в виде колена, состоящего из коренного пальца, кривошипа и шатунного пальца. Приводное звено соединено посредством хомутов с установленными между ними проставками, шпонки, установленной в сквозное посадочное отверстие, и удерживающих закрепляемые пальцы звеньев коленчатого вала крепежных элементов, установленных взаимно перпендикулярно как относительно друг друга, так и относительно оси вала, с коренным пальцем последнего звена коленчатого вала, который выполнен единой деталью в виде полуколена, состоящего из пальца с кривошипом. При этом колено и полуколено дополнительно снабжены выступами и пазами для соединения их между собой с образованием коленчатого вала. The technical result is achieved by the design features of the composite crankshaft, the drive link of which is made as a single part in the form of a knee, consisting of a root pin, a crank and a connecting rod. The drive link is connected by means of clamps with spacers installed between them, a key installed in a through bore, and fasteners holding the fasteners of the crankshaft links to be fixed, installed mutually perpendicular both relative to each other and relative to the axis of the shaft, with the root pin of the last link of the crankshaft , which is made as a single part in the form of a half-knee, consisting of a finger with a crank. In this case, the knee and half-knee are additionally provided with protrusions and grooves for connecting them to each other to form a crankshaft.
Для изготовления заявленного коленчатого вала и его монтажа не требуется высокоточное оборудование, а для его обслуживания и ремонта не требуется высокая квалификация персонала.For the manufacture of the claimed crankshaft and its installation does not require high-precision equipment, and for its maintenance and repair does not require highly qualified personnel.
Заявляемое техническое решение поясняется нижеследующим описанием и чертежами, на которых изображено:The claimed technical solution is illustrated by the following description and drawings, which show:
Фиг.1 – Трехзвенный составной коленчатый вал, построенный из колен; Fig.1 - Three-link composite crankshaft, built of knees;
Фиг.2 – Сечение А-А;Fig.2 - Section A-A;
Фиг.3 – Сечение Б-Б;Fig.3 - Section B-B;
Фиг.4 – Сечение В-В;Fig.4 - Section B-B;
Фиг.5 – Трехзвенный составной коленчатый вал, построенный из полуколен;Fig.5 - Three-link composite crankshaft, built from semi-knees;
Фиг.6 – Сечение Г-Г.Fig.6 - Section G-G.
Предлагается два варианта исполнения составного коленчатого вала.There are two versions of the composite crankshaft.
В первом варианте исполнения составной коленчатый вал
(см. Фиг. 1) может состоять, по меньшей мере, из трех колен 1 и одного полуколена 2, соединенных посредством двух кривошипов (Фиг. 3), состоящих каждый из двух хомутов 3 и двух проставок 4, стягивающего призонного болта 5, двух призматических шпонок 6, а также крепежных элементов 7. На пальцах звеньев коленчатого вала установлены подшипники 8.In the first embodiment, the composite crankshaft
(see Fig. 1) may consist of at least three elbows 1 and one half-
Во втором варианте исполнения составной коленчатый вал
(см. Фиг. 5) может состоять, по меньшей мере, из двух полуколен 2 и одного выходного вала 9.In the second embodiment, the composite crankshaft
(see Fig. 5) may consist of at least two
Приводное звено коленчатого вала представляет собой колено 1, содержащее коренной палец, шатунный палец и кривошип, изготовленные из одного материала и представляющие собой единую деталь. Такая конструкция позволяет уменьшить количество применяемых в коленчатом валу самостоятельных оригинальных деталей в сравнении с прототипом.The drive link of the crankshaft is a knee 1 containing a root pin, a connecting rod pin and a crank, made of the same material and representing a single piece. This design allows to reduce the number of independent original parts used in the crankshaft in comparison with the prototype.
Полуколено 2 или палец коренной последнего звена коленчатого вала представляет собой цилиндрический палец, изготовленный совместно с кривошипом, в который входит хомут 3. С помощью хомута 3 закрепляется шатунный палец звена коленчатого вала – колена 1. Преимущество данного предложения заключается в отсутствии лишнего соединения, что позволяет повысить жесткость коленчатого вала.The half-
Соединительный кривошип коленчатого вала (см. Фиг. 3) отличается от прототипа отсутствием четырех полукруглых шпонок, а для равномерного закрепления применен один фиксирующий болт – стягивающий призонный болт 5, являющийся одновременно и цилиндрической шпонкой, удерживающей в соосности закрепляемые пальцы звеньев коленчатых валов. Так, в предложенной конструкции кривошипа закрепление пальцев звеньев коленчатых валов (Фиг. 1) выполняется в двух противоположных направлениях с помощью крепежных элементов 7, что повышает степень закрепления пальцев и увеличивает жесткость коленчатого вала.The connecting crank of the crankshaft (see Fig. 3) differs from the prototype in the absence of four semicircular keys, and for uniform fixing, one fixing bolt is used - a tightening
Предлагаемое техническое решение отличается от прототипа отсутствием сил, которые перекашивают резьбовые отверстия в стойках
(см. Фиг. 2 к патенту № RU 2588322 C1), и меньшим количеством оригинальных деталей. The proposed solution differs from the prototype in the absence of forces that distort the threaded holes in the racks.
(see Fig. 2 to patent No. RU 2588322 C1), and fewer original parts.
Например, однозвенный коленчатый вал состоит из одного колена 1, одного полуколена 2, одного хомута 3, фиксирующего крепежного элемента - призонного болта 5 (стандартные изделия не указаны).For example, a single-link crankshaft consists of one elbow 1, one half-
Кривошип вышеуказанного коленчатого вала, в отличие от прототипа, не имеет четырех полуколец (см. Фиг.2 к патенту № RU 2588322C1), выполняющих роль кольцевых шпонок, а предлагаемый призонный болт 5 устраняет перекос осей крепежа хомутов 3 и одновременно является цилиндрической шпонкой, предотвращающей осевые перемещения соединяемых звеньев коленчатого вала.The crank of the above crankshaft, in contrast to the prototype, does not have four semi-rings (see Fig.2 to patent No. RU 2588322C1), which act as annular keys, and the proposed
Комплект деталей для построения составного коленчатого вала набирается в зависимости от количества шатунных пальцев. A set of parts for building a composite crankshaft is recruited depending on the number of connecting rod pins.
При сборке однозвенного коленчатого вала приводной коренной палец звена (колена 1) необходимо разместить на одной оси с коренным пальцем полуколена 2. При этом необходимо совместить шпоночные пазы со шпонкой 6 в хомуте 3 и шатунном пальце звена (колена 1) и зафиксировать призонным болтом 5 и крепежными элементами 7. Сборку можно выполнять с уже установленными подшипниками 8 на пальцы как в технологическом приспособлении, так и на месте монтажа механизма.When assembling a single-link crankshaft, the drive root of the link (knee 1) must be placed on the same axis as the root pin of the half-
При сборке многозвенного коленчатого вала (см. Фиг. 1), например, трехзвенного, необходимо коренные пальцы приводных звеньев (коленей 1) в количестве трех штук выставить соосно с пальцем коренным последнего звена (полуколена 2), совмещая при этом шлицы на коренных пальцах. Шатунные пальцы приводных звеньев и коренные пальцы следующего приводного звена соединить с помощью соединительного кривошипа (см. Фиг. 3), выставив шатунные и коренные пальцы в соответствующие отверстия в кривошипах, и, затянув крепеж на хомутах 3, зафиксировать призонным болтом 5.When assembling a multi-link crankshaft (see Fig. 1), for example, a three-link one, it is necessary to set the main pins of the drive links (elbows 1) in the amount of three pieces coaxially with the main pin of the last link (half-elbow 2), while aligning the splines on the main pins. Connect the connecting rod pins of the drive links and the root pins of the next drive link using a connecting crank (see Fig. 3), putting the connecting rod and main pins into the corresponding holes in the cranks, and, tightening the fasteners on the
В качестве второго варианта (см. Фиг. 5) предлагается исполнение составного коленчатого вала, состоящего из полуколен 2, соединенных между собой последовательно без использования проставок 4 между хомутами 3. Соединение каждого последующего полуколена 2 с предыдущим полуколеном 2 производится при помощи шпонки 6 и хомута 3. Таким образом, существенно уменьшается количество деталей (исключаются как проставки 4 и два хомута 3, так и половина крепежных элементов для крепления хомутов 3), что обеспечивает большую жесткость конструкции и точность сборки.As a second option (see Fig. 5), it is proposed to perform a composite crankshaft, consisting of
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2791344C1 true RU2791344C1 (en) | 2023-03-07 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2718203A1 (en) * | 1994-04-01 | 1995-10-06 | Chatelain Michel | Crankshaft in several assembled elements. |
RU2095647C1 (en) * | 1992-03-19 | 1997-11-10 | Геня Те | Combined crankshaft and method of manufacturing same |
RU2128791C1 (en) * | 1996-04-01 | 1999-04-10 | Гроздов Борис Николаевич | Split crankshaft |
RU2588322C1 (en) * | 2015-05-19 | 2016-06-27 | Попов Владимир Алексеевич | Composite crankshaft |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2095647C1 (en) * | 1992-03-19 | 1997-11-10 | Геня Те | Combined crankshaft and method of manufacturing same |
FR2718203A1 (en) * | 1994-04-01 | 1995-10-06 | Chatelain Michel | Crankshaft in several assembled elements. |
RU2128791C1 (en) * | 1996-04-01 | 1999-04-10 | Гроздов Борис Николаевич | Split crankshaft |
RU2588322C1 (en) * | 2015-05-19 | 2016-06-27 | Попов Владимир Алексеевич | Composite crankshaft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5067456A (en) | Hypocycloid engine | |
US5207120A (en) | Assembled crankshaft | |
US5782213A (en) | Internal combustion engine | |
EP0453249B1 (en) | Barrel-type internal combustion engine | |
US8267055B2 (en) | Variable compression ratio engine | |
US6779494B1 (en) | Balanced barrel-cam internal-combustion engine | |
US5894763A (en) | Flywheel and crank apparatus | |
AU2007209223A1 (en) | Crankshaft for a variable compression ratio engine | |
RU2791344C1 (en) | Composite crankshaft (options) | |
EP2021584A2 (en) | Internal combustion engine | |
EP0530890B1 (en) | Shaft assembly and method of assembly | |
US5133314A (en) | Linkage arms for minimizing piston wobble | |
US10851877B2 (en) | Power delivery devices for reciprocating engines, pumps, and compressors, and related systems and methods | |
US6196181B1 (en) | Compact internal combustion engine | |
WO2002059503A1 (en) | A device for converting a rectilinear reciprocating motion into a rotational motion | |
US20020017264A1 (en) | Compact internal combustion engine | |
RU2588322C1 (en) | Composite crankshaft | |
JP3390171B2 (en) | Crankshaft for two-stroke engine and use thereof | |
US9803685B2 (en) | Crankshaft | |
RU2025583C1 (en) | Composed crank shaft | |
US2308492A (en) | Motion conversion mechanism | |
RU2006627C1 (en) | Crankless internal combustion engine | |
RU2378514C1 (en) | Crank-and-rocker piston machine | |
RU2719738C1 (en) | Composite crankshaft | |
JPH0252099B2 (en) |