Коленчатый вал

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 8301 16 СЗ/ ГОСУДАРСТВЕННО ВЕДОМСТВО ССС (ГОСПАТЕНТ ССС АТЕНТНОЕ И Е ПИСАПАТЕНТУ иссион.фы ча з,п ленчатом е отверавленной втулки 10.11, 12, независящие в выходные отверпряжены с помо Цилиндрически от втулки 10, вс стия 13, 14, скво так же, как и вту ническим путем равлическим п шейке 3, основн щью вст е втулки тдвлены зных от лка 10 и или, пр утем. П ые цапф верстий 15, которые азвальцована мехаедпочтительно, гидодобно шатунной аы 4, 5 построены из .(71) Эмитек Геэельшафт Фюрстехнологи мбХ (ОЕ)(57) Сущность изобретения: в квалу с полыми цапфами в выход Изобретение относится к области машиностроения и автомобилестроения, в частности может быть использовано при изготовлении коленчатых валов,. Цель изобретения - повышение долговечности,На фиг. 1 показан. отрезок коленчатого вала со втулками в качестве средства натяжения и соединения; 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 натяжения (создания натяга); на фиг, 5 - отрезок коленчатого вала с коническими шайбами в качестве средства создания натяга.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. Шатунная шейка 3 составлена из вставленных друг в друга насадок цапф 8, 9, которые соединены и настия основных цапф и шейки шатуна в щеках коленчатого вала вставлены распределенные по поперечному сечению распорные средства, которые создают в материале шеек коленчатого вала напряжения натяжения, чтобы получить повышенную прочность на изгиб и кручение и препятствовать образованию трещин в опасном поперечном сечении коленчатого вала, С помощью других распорных средств, простирающихся в цаппо длине, можно повысить собственнуюстоту вала до некритической области, 21 . ф-лы,5 ил. вставленных друг в друга насадок цапф 16- 17, 18-19, в которые соответственно встав- д лено по одной расширенной втулке 20. 21 , (р для создания напряжения натяжения и дляр соединения насадок цапф. Независимо от них, в области щек коленчатых валов в сквозные отверстия 22, 23 вставлены цилиндрические втулки 24,25, которые также подвергнуты пластической деформации гидравлическим или механическим путем и создают напряжение в области щек коленчатого вала. дНа фиг. 2 показана основная цапфа 4 в разрезе вдоль линии А-А по фиг. 1, которая составлена из втулок цапфы 16, 17 и в которую вставлена втулка 20 в качестве средства соединЕния и создания напряжений натяжения, Щека коленчатого вала 1 также нахо 1830117дится в поле зрения, причем рядом с выходным отверстием 13 полой шатунной шейки предусмотрены другие круглые выходные отверстия 26, 27, которые, так же как и выходные отверстия 13 с помощью втулки 11, 5 расширены и напряжены с помощью других втулок 28, 29. Наряду с этим, видны структуры в щеках коленчатого вала в виде не сквозных выемок, образующих ребра или в виде сквозных отверстий 30, 31, 32; 33, в 10 которые в качестве распарного средства вставлены фасонные детали 34, 35, 36, 37,На фиг, 3 представлена шатунная шейка 3, составленная иэ втулок цапфы 8, 9, снабженная внутренней втулкой 10 в качестве элемента, создающего натяжение, у которой распознается выходное отверстие 14 фиг. 3, разрез по линии В-В фиг. 1). В щеке коленчатого вала 1, которая представлена на чертеже, наряду со сквозным отверстием 23, снабженным втулкой 25, видны два вы ходных отверстия 38, 39, которые также снабжены расширенными втулками 40, 41. Другие выемки, выполненные не как сквозные; образующие ребра отверстия или как сквозные отверстия 42, 43, 44, 45 подверг куты напряжению натяжением с помощью фасонных деталей 46, 47, 48, 49 в качестве средства распирания.На фиг. 4 также показан коленчатый вал с двумя щеками коленчатого вала 1, 2, кото рые соединены друг с другом с помощью шатуннай шейки 3 и к которым подсоединяются основные цапфы 4, 5. На щеках коленчатого вала расположены противовесы 6,7. Шэтунная шейка 3 состоит иэ вставленных друг в друга насадок цапф 8, 9, которые далее окружены втулкой 50. Она из высоко- прочного материала, обладающего качеством подшипников, который одновременно воспринимает высокие усилия напряжения натяжением. В сквозное отверстие 15 шей ки маховика вставлена ступенчатая втулка 10 средней частью, вводимой с пригонкой в насадок цапфы и примыкающими к ней цилиндрическими отрезками 11, 12 меньшего диаметра, которые проходят в выходные от верстия 13, 14 в щеках коленчатого вала, Пластическое рэспирание втулки 10 и насадка цапфы 8, а также подсоединений к цапфе 11, 12, в частности, гидравлическим путем, вызывает напряжения растяжения в 50 материале насадка цапфы 9 и втулки в области щек коленчатого вала 1, 2. В выходном отверстии 14 в отрезок втулки 12 дополни- тельна вставлена коническая шайба 51, которая может оказывать воздействие посредством дополнительной пластической деФормации, например с помощью механического плоского сжатия, на усилие напряжения натяжения, а также на увеличение жесткости цилиндрического отверстия. С помощью ступенчатой втулки внутри шатунной шейки образуются кольцеобразные полые пространства 51, 52, которые можно заполнить материалом, подавляющим колебания. Основные цапфы 4, 5 составлены подобно тому, как и шатунная шейка 3, соответственно из единых са щекой коленчатого вала насадок цапф 16-17, 18-19, которые совместно снова каждая окружена опорной втулкой 53, 54, В сквозные отверстия 55,56 вставлены втулки 20, 21, имеющие форму, подобную ступенчатым втулкам 10, иэ которых в каждом случае можно увидеть насадку втулки 24, 25 меньшего диаметра, входящую в выходное отверстие 22, 23 в области щек коленчатого вала, Пластическое распирание втулок 20, 21, а также насадок цапф 1,7, 18 служит для создания напряжения натяжением в насадках цапф 16, 19, а также во втулках 53, 54, при одновременном соединении насадок цапф друг с другом, а также для создания напряжения натяжения в щеках коленчатого вала, В щеке коленчатого вала 2 в насадке втулки 25 одновременно вставлены пара конических шайб 57, 58, которая соединена друг с другом с помощью соединительной втулки 59 в целое. Механическое или гидравлическое распирание втулки 59 вызывает плоское растяжение шайб 57, 58 и, таким образом, дальнейший натяг насадки втулки 25; а такке увеличение жесткости цилиндрического отверстия, С помощью втулок 20, 21 здесь также при этом возникают кольцеобразные полости 60, 61: которые можно заполнить материалом, подавляющим колебания, например гранулятом из керамики или пластмассы.На фиг. 5 показан отрезок простого, изготовленного в монолите коленчатого вала в области двух щек коленчатого вала 1, 2, которые соединены друг с другом с помощью шатункой шейки 3 и к которым подсоединены насадки основных цапф 4, 5. Щеки коленчатото вала 1, 2 имеют каждая по противовесу 6, 7; расположенному против шатунной шейки 3. Основные цапфы в области щек коленчатого вала имеют сквозные отверстия. меньшего размера 55, 56. Шейка шатуна 3 имеет сквсэное ступенчатое праходкое отверстие 15, В выходные отверстия 22, 23 основных цапф 4, 5 в области щек коленчатого вала 1, 2 вставлены в каждом случае попарно расположенные противоположными сторонами друг к другу конические шайбы 62-63; 64-65, В пары шайб в сквозное отверстие 15 шатунной шейки 3 вставлены соответственна стержни с резь 1830117бой 66, 67 и имеющими резьбу отрезкамипротивоположного направления резьбы длястягивания шайб друг относительно друга, апэры шайб в проходных отверстиях 55, 45шэтунных шеек 4, 5. шайбы стянуты друг сдругом с помощью полых заклепок 68, 69.Подобные средства всегда имеются в распоряжении. Показанная формула проходныхотверстий с понижающимся в наружнуюсторону диаметром в кованых коленчатыхвалах обуславливает составление коленчатого вала в области цапф, например; с помощью сварки встык в плоскости центрацапфы,Также в вариантах по фиг, 4 и 5 внеплоскости сечения вставлены другие распорные средства в другие отверстия в щекахколенчатого вала и подвергнуты расширению или запрессовке по оси,Конструкция коленчатого вала значительно повышает прочность на изгиб и кручение валов, при этом становитсявозможным дальнейшее снижение веса, Спомощью распорочных средств, подвергнутых натягу до напряжений сжатия, достигают увеличение жесткости полойконструкции вала изнутри, кэк, что, благодаря эффекту вдавливания предотвращаютсяместные пики напряжений с опасностью образования трещин на выходе.Формула изобретения1. Коленчатый вал с полыми цапфами,содержащий щеки со сквозными отверстиями, шатунные шейки и коренные шейки. о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения долговечности, он снабжен распорными средствами, установленными с натягом в отверстия, выполненные в щеках вобласти коренных и шзтунных шеек сооснос ними или осепараллельно и симметричноотносительно поперечной оси вала.2, Вал поп,1, отличающийся тем,что он снабжен дополнительными распорными средствами, установленными с натягом в отверстия. выполненные в щеках внепоперечного сечения коренных и шатунныхшеек.3. Вал по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ ийс ятем, что он снабжен распорными втулками,установленными в осевые отверстия поменьшей мере коренных шеек с натягом4, Вал по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что часть распорных средств выполнена ввиде полых цилиндрических вставок, пластически сдеформированных в радиальномнаправлении выше предела упругости ихматериала.5, Вал по пп. 1 и 4, о т л и ч а ю щи й с ятем. что часть распорных средств выполненамонолитной с круглым поперечным сечением и цилиндрической или конической формы восевом направлении.6, Вал по пп. 1 и 4. о т л и ч а ю щ и й с ятем, что часть распорных средств выполнена5 монолитной с серповидным поперечным сечением и с поверхностью, параллельной иликонической относительно продольной осишейки,7. Вал по пп, 1 и 4, о т л и ч а ю щ и й с я0 тем, что часть распорных средств выполненамонолитной с треугольным поперечным сечением и с поверхностью, параллельной иликонической относительно продольной осишейки.8. Вал по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что распорные средства выполнены в видеконических шайб, радиально расширенныхпосредством упругой их деформации и установленных перпендикулярно к продольнойоси шейки.20 9. Вал поп.1, отличающийся тем,что распорные средства выполнены в видеконических шайб, радиально расширенныхпосредством пластической деформации иустановленных перпендикулярно к про 25 дольной оси шейки.10. Валпопп,8 и 9, отличающийсятем, что шайбы в каждом отверстии установлены попарно симметрично одна относительно другой и стянуты в осевом30 направлении навстречу один другой.11, Вал по п, 10, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что шайбы стянуты посредством болтов.12, Валпоп.10, отличающийсятем, что шайбы стянуты посредством полыхзаклепок.13, Вал поп,10, отличающийсятем, что шайбы стянуты, жестко соединенной сними посредством развальцовки полой соединительной втулкой, причем шайбы40 закреплены в отверстии посредством деформации.14, Вал по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что распорные втулки выполнены цилиндрическими и закреплены в отверстиях45 шеек посредством пластической деформации.15, Вал по пп. 1-14, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что он выполнен за одно целое посредством литья.16. Вал попп,1-14, отлича ющийсятем, что он выполнен за одно целое посредством процесса ковки.17. Вал по пп, 1-14, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что он выполнен из отдельных кованыхчастей, соединенных между собой посредством сварки встык в области шеек,18. Вэл по пп. 1-14, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что он выполнен из отдельных частей сэлементами шеек, последние вставлены друг в друга и соединены посредством процесса пайки.19. Вал по пп, 1-18, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что цилиндрические распорные втулки выполнены за одно целое с распорными средствами, соосными с отверстиями шеек и закрепленными в щеках.20. Вал по пп. 1-19, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что между распорными средствами, расположенными в щеках коленчатого вала и цилиндрическими втулками образованы полости, заполненные антивибрационным материалом,21. Вал по и. 20, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что антивибрационный материал выполнен в виде гранулята из керамики.22. Вал по и, 20. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что антивибрационный материал выполнен в виде гранулята из пластмассы.1830117 едак и ГКНТ СССР осударс оизеодстаенно издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 1 О 1 Заказ 2492 ВНИИПО 7 б б 4 оставитель В.Ситуакинехред М.Моргентал Корректор Н.Милюко Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям 113035. Москва, Ж-З 5, Раущская наб 4/5