Составной коленчатый вал и способ его изготовления

 

Использование: в машиностроении, в частности в двигателестроении. Сущность изобретения: шейки 2 вала выполнены с эксцентричными цилиндрическими выступами 8, расположенными на торцевых поверхностях шеек 2 и свободно установленными при сборке вала в посадочные отверстия 7 щек 1. После корректировки их углового положения относительно щек 1 шейки 2 со щеками 1 соединяют при помощи запрессовки пальцев 4 в торцевые отверстия 5 шеек 2 через сквозные отверстия 6 щек 1. Щеки 1 могут выполняться сборными из пар пластин 9, при этом выступ 8 расположен в посадочном отверстии 7 одной пластины 9 щеки 1, а в установочном отверстии 11 другой ее пластины 9 - шейка 2. Щеки 1 в обоих вариантах их выполнения укладывают в пакет 13, который скрепляют через выполненные в них стяжные отверстия 14 и обрабатывают совместно в пакете. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям составных коленчатых валов и способам их изготовления и сборки, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания.

Известен составной коленчатый вал, содержащий шатунные и коренные шейки, соединенные со щеками при помощи пальцев, запрессованных в торцевые отверстия шеек через сквозные отверстия щек, и устройство фиксирования шеек от проворота относительно щек [1] (прототип).

Техническим результатом изобретения являются повышение степени унификации, надежности, точности изготовления и удобства сборки.

На фиг.1 представлен предлагаемый составной вал; на фиг.2 то же, вариант выполнения с составными щеками; на фиг.3 щеки, собранные в пакет для реализации способа изготовления вала; на фиг.4 разрез А-А фиг.1.

Вал содержит щеки 1, шатунные 2 и коренные 3 шейки, соединенные со щеками 1 при помощи пальцев 4, запрессованных в торцевые отверстия 5 шеек, например шеек 2, через сквозные отверстия 6 щек 1, эксцентричное посадочное отверстие 7, выполненное в щеках 1, при этом на торцевых поверхностях шеек 2 эксцентрично их продольной оси расположены цилиндрические выступы 8, установленные свободно в посадочных отверстиях 7 щек 1.

Каждая щека 1 может быть выполнена в виде пары пластин 9, скрепленных между собой, например, болтовым соединением 10, причем посадочное отверстие 7 выполнено в одной пластине 9 щеки 1, а в другой ее пластине 9 выполнено установочное отверстие 11, в котором размещена шейка, например шейка 2.

Коренные шейки 3 могут быть соединены со щеками 1 при помощи фланцевого соединения 12.

Способ изготовления и сборки вала может быть реализован следующим образом.

Комплект щек 1 укладывают в пакет 13 и скрепляют его через выполненные в щеках 1 стяжные отверстия 14. Обрабатывают щеки 1 в пакете 13 совместно, например шлифуют их боковые поверхности 15, затем выполняют в щеках 1 за один проход посадочное отверстие 7, после чего пакет 13 разбирают. Цилиндрические выступы 8 шеек 2 устанавливают в посадочные отверстия 7 и выставляют, например, по индикатору их угловое положение относительно щек 1, после чего в торцевые отверстия 5 шеек 2 через сквозные отверстия 6 щек 1 запрессовывают пальцы 4, соединяя таким образом щеки 1 с шейками 2. Дополнительно шейки 2 могут быть соединены со щеками 1 при помощи винтов 16.

При выполнении щек 1 в виде пластин 9 в пакете 13, собранном из пластин 9, дополнительно выполняют установочное отверстие 11 с диаметром, соответствующим диаметру шейки 2, на стороне пластин 9, противоположной посадочному отверстию 7 относительно оси симметрии пластин 9. При сборке вала в каждой щеке 1 пары пластин 9 располагают центрально симметрично относительно оси вращения 17 вала. Тогда цилиндрический выступ 8 размещают в посадочном отверстии 7 дальней от шейки 2 пластины 9, а саму шейку 2 в установочном отверстии 11 другой пластины 9 этой щеки 1 болтовым соединением 10. Болты соединения 10 могут быть расположены в стяжных отверстиях 14 пластин 9.

Таким образом все щеки 1 вала унифицированы, поэтому комплект щек вала может быть выполнен заодно в пакете, за счет чего повышается точность сборки вала даже при отклонениях, например, при выполнении посадочного отверстия 7. Из-за наличия цилиндрического выступа 8 на шейке, который свободно устанавливается в посадочном отверстии 7, возможно корректирование относительного углового положения шеек 2, например, с точки зрения их расположения в одной плоскости, после чего происходит окончательное соединение щек 1 с шейками 2 или 3.

Выполнение щек 1 составными позволяет лишь при одной дополнительной операции (выполнение в пакете 13 установочного отверстия) значительно повысить надежность соединения шеек со щеками с возможностью увеличения нагрузок в кривошипе. При этом точность изготовления вала и надежность соединения повышаются без увеличения трудоемкости сборки и затрат на изготовление.

Формула изобретения

1. Составной коленчатый вал, содержащий щеки, по меньшей мере одну шатунную и коренные шейки, соединенные со щеками по меньшей мере при помощи пальцев, запрессованных в торцевые отверстия шеек через сквозные отверстия щек, и устройство фиксирования шеек от проворота относительно щек, отличающийся тем, что в каждой щеке дополнительно выполнено эксцентричное посадочное отверстие, а устройство фиксирования выполнено в виде по меньшей мере одного цилиндрического выступа, расположенного на торцевой поверхности шейки эксцентрично продольной оси последней и установленного свободно в посадочном отверстии щеки.

2. Вал по п.1, отличающийся тем, что каждая щека выполнена в виде пары пластин, скрепленных между собой, причем посадочное отверстие выполнено в одной пластине щеки, а в другой ее пластине выполнено установочное отверстие, в котором размещена шейка 3. Вал по пп.1 и 2, отличающийся тем, что коренные шейки соединены со щеками при помощи фланцевого соединения.

4. Способ изготовления и сборки составного коленчатого вала путем обработки щек, соединения шеек с последними путем запрессовки пальцев в торцевые отверстия шеек через сквозные отверстия щек, и фиксирование шеек от проворота относительно щек, отличающийся тем, что комплект щек укладывают в пакет, скрепляют последний через выполненные в щеках стяжные отверстия, обрабатывают щеки совместно в пакете и выполняют в них, по меньшей мере одно посадочное отверстие, после чего пакет разбирают, при этом шейки выполняют с эксцентричными цилиндрическими выступами, расположенными на торцевых плоскостях шеек, а перед запрессовкой пальцев в торцевые отверстия шеек цилиндрические выступы последних устанавливают в посадочные отверстия щек и выставляют их угловое положение относительно щеки.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что каждую щеку выполняют составной из пары пластин, в пакете пластин дополнительно выполняют установочное отверстие с диаметром, соответствующим диаметру шейки, а пластины в каждой щеке располагают центрально симметрично относительно оси вращения вала и скрепляют между собой причем шейку размещают в установочном отверстии одной пластины щеки, а цилиндрический выступ в посадочном отверстии другой ее пластины.

6. Способ по пп.4 и 5, отличающийся тем, что пластины в щеке скрепляют при помощи резьбовых соединений, расположенных в стяжных отверстиях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4