Самоустанавливающийся шатун



Самоустанавливающийся шатун
Самоустанавливающийся шатун
Самоустанавливающийся шатун

 


Владельцы патента RU 2595099:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" (RU)

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к кривошипно-ползунным механизмам. Самоустанавливающийся шатун содержит верхнюю и нижнюю головки, соединяющий стержень. В головках шатуна установлены шарнирные подшипники, наружные кольца которых помещены в цилиндрические расточки головок, а во внутренних кольцах шарнирных подшипников размещены до трех подшипников качения. Подшипники зафиксированы в осевом направлении концентричными кольцами, при этом возможность поворота наружных колец шарнирных подшипников в головках шатуна устранена ввернутыми в головки стопорными болтами. Между наружным и внутренним кольцами шарнирного подшипника нижней головки шатуна по оси, перпендикулярной оси стержня, установлены по диаметру колец шарнирного подшипника осевые болты с возможностью поворота внутреннего кольца шарнирного подшипника относительно оси болтов. Достигается повышение КПД при высоких нагрузках. 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в строительной, металлургической, горно-рудной промышленностях для повышения надежности и долговечности машин, имеющих в своем составе кривошипно-ползунные механизмы, работающие с большими нагрузками.

Известен шатун, содержащий верхнюю головку, стержень и нижнюю головку [1, с. 31], [2, с. 532], [3, с. 70, фиг. 28, фиг. 30].

Отмеченный тип шатуна не имеет возможности самоустанавливаться, требует монтажа эксцентрикового вала в корпусах с расточками под подшипники с одной установки. В случае расположения эксцентрикового вала в подшипниках, помещенных в отдельных корпусах, шатун нуждается в высокой точности монтажа эксцентрикового вала и оси, расположенной в верхней головке шатуна. Механизм собирается с натягом и подвержен износу даже без нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является шатун [4, с. 70, рис. 2.27], включающий в свой состав нижнюю головку с цилиндрическим подшипником скольжения, стержень и верхнюю головку с шаровой опорой.

Данный шатун самоустанавливается за счет поворота шаровой опоры верхней головки и осевого скольжения подшипника нижней головки по валу эксцентрика. Самоустановка за счет скольжения может устраниться в случае недостаточной смазки, недостаточной длины подшипника или чрезмерной длины шатуна, когда создается самоторможение и защемление вала в подшипнике.

Подшипник при самоустановке работает с неравномерной нагрузкой по его длине, подвержен ускоренному износу в перегруженных частях и требует постоянного надзора.

Задачей изобретения является создание самоустанавливающегося шатуна с надежным процессом самоустановки, с высоким коэффициентом полезного действия, могущего работать с большими нагрузками (до 200 т.с.) при использовании в его конструкции серийных подшипников качения.

Поставленная задача достигается тем, что в известном самоустанавливающемся шатуне [4, с. 70, рис. 2.27], включающем верхнюю и нижнюю головки, стержень, в обеих головках предлагаемого шатуна внутри установлены шарнирные подшипники [5, с. 155], [6, с. 102], наружные кольца которых помещены в цилиндрические расточки головок, во внутренних кольцах шарнирных подшипников размещены до трех подшипников качения, зафиксированных в осевом направлении внутренними концентричными кольцами [5, с. 229], возможность поворота наружных колец шарнирных подшипников в головках шатуна устранена ввернутыми в головки стопорными болтами, а между наружным и внутренним кольцами шарнирного подшипника нижней головки шатуна по оси, перпендикулярной оси стержня, установлены по диаметру колец шарнирного подшипника осевые болты с возможностью поворота внутреннего кольца шарнирного подшипника относительно оси болтов.

На фиг. 1 - предлагаемый самоустанавливающийся шатун; на фиг. 2 - разрез шатуна по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 1.

Самоустанавливающийся шатун содержит верхнюю головку 1 (фиг. 1 и 2), крышку 2 верхней головки 1; наружное кольцо 3 шарнирного подшипника верхней головки 1; внутреннее кольцо 4 шарнирного подшипника верхней головки 1; концентрические кольца 5 верхней головки 1; подшипники качения 6 верхней головки 1; стопорный болт 7 верхней головки 1; стержень 8; нижнюю головку 9; наружное кольцо 10 шарнирного подшипника нижней головки 9; внутреннее кольцо 11 шарнирного подшипника нижней головки 9; концентрические кольца 12 нижней головки 9; подшипники качения 13 нижней головки 9; шатунные болты 14 (фиг. 1 и фиг. 3) нижней головки 9; стопорный болт 15 нижней головки 9; осевые болты 16 (фиг. 3) нижней головки 9.

Верхняя головка 1 установлена на оси 17 (фиг. 2) ползуна, а нижняя головка 9 установлена на кривошипе 18 (фиг. 2 и 3), таким образом, шатун входит в состав кривошипно-ползунного механизма.

Предлагаемый шатун работает следующим образом. При движении шатун передает нагрузку, направленную вдоль оси ос (фиг. 1 и 2) стержня 8. Величина допускаемой нагрузки определяется установленными в головках 1 и 9 подшипниками 6 и 13. Использование трех подшипников качения, вместо обычно одного самоустанавливающегося, позволяет довести нагрузку до 200 т.с., применив серийные подшипники, например, серии 92000.

КПД подшипников качения 6 и 13 в каждой головке шатуна составляет 99% или на весь шатун η=0,98, что выше КПД шатуна-аналога.

Конструкция шатуна не только существенно увеличивает нагрузочную способность кривошипно-ползунного механизма в целом, но и создает механизм без избыточных связей. Плоский кривошипно-ползунный механизм (m=3) состоит из трех подвижных звеньев (n=3) и четырех кинематических пар пятого класса (р5). По формуле [7] Колчина Н.И. число избыточных связей в нем .

Нижняя головка шатуна, соединенная с кривошипом, в предлагаемой конструкции, имеет две подвижности, т.е. представляет кинематическую пару четвертого класса (р4), а верхняя головка шатуна, которая соединена с ползуном, имеет три возможных движения и относится к паре третьего класса (p3), это дает возможность без натягов собрать звенья между собой в данном механизме. По [7] , а учитывая, что подвижность механизма W=1, получаем . При отсутствии избыточных связей q механизм является самоустанавливающимся.

Таким образом достигается поставленная задача.

Источники информации

1. Легковые автомобили ВАЗ: конструкция и техническое обслуживание / Ершов Б.В., Юрченко М.А. - 7-е изд., перераб. и доп. - Киев: Вища школа. Головное издательство, 1982. - 177 с.

2. Крайнев А.ф. Словарь-справочник по механизмам. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: машиностроение, 1987. - 560 с., ил.

3. Машиностроение. Энциклопедический справочник. Раздел четвертый. Конструирование машин. Т. 10 - М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы. - 1948.

4. Решетов Л.Н. Самоустанавливающиеся механизмы: Справочник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение. 1985. - 272 с., ил.

5. Васильев В.З., Кохтев А.А., Цацкин B.C., Шапошников К.А. Справочные таблицы по деталям машин. В 2-х томах. Т. II. 5-е изд., испр. и доп. - М.: Изд. Машиностроение, 1966. - 600 с.

6. Детали машин. Сборник материалов по расчету и конструированию в двух книгах. Книга II. Под ред. д.т.н., профессора Н.С. Ачеркана. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Машгиз, 1953.

Гудимова Л.Н. Проблемы исключения избыточных связей в плоских шарнирных механизмах. Фундаментальные исследования, ИД «Академия естествознания», 2013, №6, часть 1, с. 24-32, ISSN 1812-7339.

Самоустанавливающийся шатун, включающий верхнюю и нижнюю головки, стержень, отличающийся тем, что в обеих головках шатуна внутри установлены шарнирные подшипники, наружные кольца которых размещены в цилиндрических расточках головок, во внутренних кольцах установлено до трех подшипников качения, зафиксированных в осевом направлении внутренними концентричными кольцами, в головках установлены стопорные болты, предотвращающие возможность поворота наружных колец шарнирных подшипников, а между наружным и внутренним кольцами шарнирного подшипника нижней головки шатуна по оси, перпендикулярной оси стержня, установлены по диаметру колец шарнирного подшипника осевые болты с возможностью поворота внутреннего кольца шарнирного подшипника относительно оси этих болтов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению, а именно к кривошипно-ползунным механизмам. Уравновешенный кривошипно-ползунный механизм содержит четыре кинематически подвижных звена, в том числе кривошип, шатун и ползун.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к механическим системам приводов. Дифференциальные механизмы представляют собой бесшестеренчатые дифференциальные механизмы, содержащие выполненный с возможностью вращения корпус (1), полуоси (2, 3, 10), и могут содержать коленчатые валы передачи вращения (4), шатуны (5), коромысла (6), крестовины (7), эксцентрики (8), ползуны (9), с высоким коэффициентом полезного действия.

Изобретение относится к преобразователям вращения ведущего звена в поступательное движение шатуна. Механизм содержит основание с кривошипом и направляющую с ползуном, первый шатун, равный двум длинам кривошипа и связанный с ним серединой, а одним концом - с ползуном.

Изобретение относится к кривошипно-ползунным прямолинейно-направляющим механизмам и используется, в частности, в рабочих органах строительных, сельскохозяйственных, мелиоративных и других машинах с цепным приводом и переменной шириной захвата.

Изобретение относится к деталям машин и механизмов и предназначено для поворота различных объектов на угол больше 180 градусов. В первом варианте механизма на оси поворота детали или на параллельной ей оси находится рычаг или тяга, которые соединены одним линейным приводом с основой, а вторым линейным приводом - с пластиной.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к преобразователям вращения ведущего звена в поступательное движение шатуна, и найдет применение в различных областях техники.

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к механизмам с подвижными гидроприводами. Механизм состоит из двух кривошипов (1 и 3), шатуна (2) и подвижного линейного гидропривода.

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в таких отраслях, как автомобилестроение, судостроение, сельскохозяйственное машиностроение.

Изобретение относится к устройствам для передачи и преобразования движения. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в текстильной промышленности, роботах-манипуляторах, в передачах роторных конвейерных линий, а также в поршневых машинах.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Шатун (1) двигателя внутреннего сгорания выполнен с устройством для охлаждения поршня в виде форсунки (2) орошения поршня, установленной в нижней головке шатуна.

Изобретение относится к способу изготовления трубчатого механического соединительного штока и соединительному штоку, изготавливаемому данным способом. Способ изготовления трубчатого соединительного штока, содержащего полый корпус (1), на каждом конце которого имеется концевой соединительный элемент (5, 9), заключается в том, что изготавливают цельный элемент (Р), содержащий указанный полый корпус и первый концевой участок (М), образующий или предназначенный для образования одного из указанных концевых соединительных элементов, затем другой конец указанного полого корпуса (19) соединяют со вторым участком (5), образующим или предназначенным для образования второго из указанных соединительных элементов, причем указанный второй участок имеет отверстие (21) для осуществления доступа снаружи к внутренней стороне указанного полого корпуса (19), при этом окончательно выполняют проверку и/или механическую обработку зоны (23) указанного соединения с внутренней стороны указанного полого корпуса через указанное отверстие (21).

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Двигатель (1) содержит цилиндр (2) и поршень (3), который перемещается внутри цилиндра (2).

Шатун // 2532459
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Шатун (200) для соединения поршня с шатунной шейкой содержит удлиненный стержень (225) шатуна с противоположными первым и вторым аксиальными концами, малую головку (230), расположенную на первом аксиальном конце стержня (235) шатуна и выполненную с возможностью соединения с поршнем, и большую головку (210), содержащую корпусную часть (215) на втором аксиальном конце стержня шатуна и крышечную часть (205), выполненную с возможностью соединения с возможностью съема с корпусной частью (215).

Изобретение может быть использовано при изготовлении соединительной штанги, усиленной на всех ее участках за счет использования волокон разной длины. Изготавливают корпус (1) из металлического материала, усиленного длинными волокнами (5), ориентированными, главным образом, вдоль его продольной оси (X).

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к шатунам. .

Изобретение относится к области двигателестроения и направлено на снижение вибрации двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к конструкциям шатунов. .

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к пространственным механизмам с четырехподвижным приводом. Пространственный механизм с четырехподвижным приводом состоит из ведущего звена, соединенного со стойкой через сферический поршень, помещенный в гидро- или в пневмоцилиндр. Между сферическим поршнем и корпусом цилиндра установлен упругий элемент. Сферический поршень, выполненный за одно целое с уголковым рычагом, взаимодействует с кривошипом через цилиндрическую кинематическую пару, а кривошип образует со стойкой вращательную кинематическую пару. Достигается упрощение конструкции. 1 ил.
Наверх