[實用新型]一種柴油機曲軸

有效

• 申請號: 201120215425.6
• 申請日: 2011-06-23
• 公開（公告）號: CN202118093U
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 謝志富;鐘平
• 申請（專利權）人: 常州常發動力機械有限公司
• 主分類號: F16C3/06
• 分類號: F16C3/06;F16C3/20
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本實用新型屬于柴油機零部件設計制造領域，尤其是一種柴油機曲軸。

背景技術

柴油機高速運轉過程中，曲柄銷與曲柄臂連接處應力集中，曲軸容易斷裂。為解決該問題，一般采用加厚曲柄臂或加粗曲軸軸徑的方法，這種結構在生產時，比較耗材，使曲軸較為笨重，同時降低了曲軸的柔性，還增加了旋轉慣性力，給曲軸平衡帶來更大困難。

為解決上述問題，中國專利CN1757941A公開了一種柴油機曲軸，其具有主軸，主軸分為主軸前端和主軸后端，主軸前端和主軸后端間設置有兩相互平行的曲柄臂，主軸前端和主軸后端分別和曲柄臂相連，在兩曲柄臂頂部內側設置有曲柄銷，曲柄銷與曲柄臂相連，曲柄臂下部為平衡塊，在兩曲柄臂與曲柄銷連接處下方分別設置有卸載槽，卸載槽為弧形球凹槽。這種設置卸載槽的方法可以分散一部分曲柄臂與曲柄銷連接處的內應力，實現了柔性分散應力的作用。但是該卸載槽為弧形球凹槽的結構，其軸線處的槽深大于接近曲柄銷和平衡塊處的槽深，經過申請人的多次試驗發現：這種結構分散曲柄臂與曲柄銷連接處應力的作用較小。

中國專利CN?201074637Y公開一種柴油機曲軸卸載槽。其在與曲柄銷接近一側曲柄臂上的卸載槽采用長方形槽口的形式，其上沿到主軸頸中心線的距離A為10-20?mm，與平衡塊接近一側的卸載槽同樣采用長方形槽口的形式，下沿到主軸頸中心線的距離C為2-10?mm。這種形式的卸載槽使左右曲軸銷過渡圓角應力峰值下降，但是其在平衡塊一側的卸載槽容積較大，使得平衡塊質量下降，曲軸的平衡性能下降。

實用新型內容

為此，本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種柔性分散應力、平衡性能好的柴油機曲軸。

為解決上述技術問題，本實用新型的柴油機曲軸，其包括兩平行設置的曲柄臂，兩所述曲柄臂通過一曲柄銷連接，所述曲柄銷設置于所述曲柄臂的一端，兩所述曲柄臂的外側面上各設有一主軸，兩所述主軸同軸設置，所述主軸與曲柄銷偏心設置；所述曲柄臂在同所述曲柄銷相對的另一端各成型一平衡塊，兩所述曲柄臂的相對內側分別設有卸載槽，所述卸載槽包括從所述主軸軸線向所述曲柄銷方向延伸的第一部分以及從所述主軸軸線向所述平衡塊方向延伸的第二部分，所述第一部分為底面與端壁呈圓弧倒角的長方形槽，所述第二部分為端壁為平斜坡面的長方形槽，所述第一部分從主軸軸線到卸載槽端壁的距離C大于其槽深E。

所述卸載槽的第一部分的容積大于所述第二部分的容積。

所述第一部分與所述第二部分的槽深E為5-7mm，所述第一部分的槽長從主軸軸線到所述槽端壁的距離C為10-20mm，所述第二部分從主軸軸線到所述槽端壁頂端的距離的槽長D為2-10mm。

所述平衡塊的外緣是以所述主軸軸心為圓心的圓弧，其半徑R為80-85mm，兩個所述平衡塊的肩部延伸線所形成的夾角α為110⁰-130⁰，其肩部延伸線所形成的交點與所述主軸軸心的距離e為19mm-21mm。

所述平衡塊的徑向橫截面為一個左右對稱的具有一缺角的扇形，其對稱面為所述主軸的軸截面。

所述平衡塊厚度A為20-22mm，寬度B為139-141mm。

本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：

本實用新型的兩個所述曲柄臂的相對內側設有卸載槽，從主軸軸線向曲柄銷方向延伸的第一部分為底面與端壁呈圓弧倒角的長方形槽，所述第一部分從主軸軸線到卸載槽端部的距離C大于其槽深E；從所述主軸軸線向所述平衡塊方向延伸的第二部分為端壁為平斜坡面的長方形槽。其經過申請人的多次試驗得出：改進后的曲軸能很好的改善整機的平衡性能，使左右曲軸銷過渡圓角應力峰值下降11％，曲軸可靠性得到提高。

進一步的，本實用新型的平衡塊設計為外緣以主軸軸心為圓心的圓弧，其半徑R為80-85mm，肩部延伸線的交點與主軸軸心的距離e為19mm-21mm、夾角α為110⁰-130⁰。通過上述設計增大了曲軸平衡塊，降低曲柄旋轉當量質量，在保證各曲拐自身平衡的前提下，滿足整機的平衡，通過經過有限元分析和靜、動態模擬分析平衡的結果表明，改進后能很好的改善整機的平衡性能。

進一步的，所述平衡塊的徑向橫截面為一個左右對稱的具有缺角的扇形，所述缺角切割面平行設置。這樣的設計使得平衡塊的質心距增大，雖然平衡塊質量下降，但由于質心距的加大，曲軸的平衡性能既未下降，又降低了曲軸材料成本。

附圖說明