曲軸的製作方法

2023-05-25 21:19:21 2

曲軸的製作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種曲軸，包括間隔設置的多個主軸頸及連杆軸頸，相鄰的連杆軸頸與主軸頸之間通過曲柄連接，曲柄遠離相鄰連杆軸頸一側安裝有平衡重，平衡重包括本體及至少兩個連接件，本體兩端部具有相對設置且突出本體外部的兩個突出部，兩個突出部與本體形成一個容置槽，容置槽容置曲柄的下端部，至少兩個連接件分別設於所述兩個突出部上用以連接平衡重與所述曲柄。本實用新型提出的曲軸的優點及功效在於：結構簡單且組成零部件較少，可有效保證平衡重的完整性，減小整個基礎件外形尺寸。本實用新型提出的曲軸，連接可靠，能夠有效平衡曲軸的曲柄、連杆軸頸等結構因旋轉產生的離心力及慣性力，使曲軸在轉動過程中更加平穩。
【專利說明】曲軸

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種曲軸。

【背景技術】
[0002]在現有曲柄機構的設計中，為了平衡曲軸的曲柄、曲柄銷、連杆大頭端、連杆軸頸等部分因旋轉產生的離心力、慣性力，從而使機構轉動更加平穩，同時減小軸承載荷，需對曲軸進行動平衡設計，通常的方法是在曲軸每一列的曲柄上(遠離曲柄銷側)設置平衡重。
[0003]如圖1a和圖1b所示，目前應用較為普遍的平衡重連接結構中，是將平衡重通過止口定位和曲軸相連接，然後將止動墊片和平衡重下表面貼合，將螺栓放入平衡重的安裝孔中並擰入曲軸。在此過程中，應對螺栓的擰緊力矩的大小進行嚴格控制，以防止曲軸旋轉過程中螺栓鬆動(擰緊力矩過小)或螺栓屈服失效(擰緊力矩過大)的現象發生。最後用止動墊片將螺栓鎖死，以防止螺栓發生周向轉動。
[0004]這種連接方式的缺點在於:曲軸需加工定位平面螺紋，還需要控制螺栓擰緊力矩及防松，螺栓需要鍛制加工；連接步驟多，需要經過定位、擰入、擰緊、鎖緊等多個步驟，操作較為繁瑣；在曲軸旋轉過程中，平衡重所產生的離心力完全是靠螺栓和平衡重連接螺紋的預警力來平衡的，而一旦加工精度、裝配水平不高、螺栓與曲軸結合面不垂直，即A面貼合不嚴，螺栓就可能受到除拉伸之外的應力作用，長期使用可能導致螺栓連接失效，從而影響螺栓的使用壽命，使得危險係數增加；由於要考慮到避免螺栓過長緊固效果變差及螺栓端面定位的問題，必須要在平衡重上去除一部分有效質量以滿足此要求，同時為連接所去除的質量需在其它部位補足，造成平衡重尺寸加大，即曲軸部件的最大旋轉半徑加大，相應的安裝曲軸的曲軸箱為其提供的旋轉空間也要加大，從而導致整個設備尺寸加大，既不經濟也不符合機械設備小型化的發展趨勢。
[0005]因此，設計一種曲軸，使其平衡重的連接結構更加簡單可靠，且保持平衡重完整性，無需去除平衡重的質量亦可使結構更加緊湊，已成為本行業內亟待解決的。
實用新型內容
[0006]本實用新型要解決現有技術中曲軸的平衡重結構複雜且可靠性低的技術問題。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案:
[0008]本實用新型提出一種曲軸，包括間隔設置的多個主軸頸及連杆軸頸，相鄰的所述連杆軸頸與所述主軸頸之間通過曲柄連接，其中，所述曲柄遠離相鄰所述連杆軸頸一側安裝有平衡重，所述平衡重包括本體及至少兩個連接件，所述本體兩端部具有相對設置且突出所述本體外部的兩個突出部，所述兩個突出部與所述本體形成一個容置槽，所述容置槽容置所述曲柄的下端部，所述至少兩個連接件分別設於所述兩個突出部上用以連接所述平衡重與所述曲柄。
[0009]根據本實用新型的一實施方式，所述曲柄貼合或有間隙地接觸所述容置槽的底面。
[0010]根據另一實施方式，所述連接件為定位銷，所述突出部上開設有銷孔，所述定位銷穿過所述銷孔並伸入所述曲柄。
[0011]根據另一實施方式，所述定位銷的數量為兩個，所述兩個定位銷分別設於所述兩個突出部上，所述兩個定位銷的軸線與所述主軸頸軸線之間的距離不相等。
[0012]根據另一實施方式，所述定位銷遠離所述曲柄的端面位於所述銷孔內部。
[0013]根據另一實施方式，所述銷孔內設有擋止部，用以防止所述定位銷移動。
[0014]根據另一實施方式，所述定位銷靠近所述擋止部一端部具有與所述擋止部配合的錐面。
[0015]根據另一實施方式，所述曲柄上對應所述銷孔位置配鑽鉸開設有定位孔。
[0016]由上述技術方案可知，本實用新型提出的曲軸的優點及功效在於:結構簡單且組成零部件較少，原有曲軸的平衡重需通過螺栓及特殊加工的鎖片等多種零部件進行連接，還需使用扭矩扳手等多種工具，操作較為複雜。而在本實用新型中，曲軸及其平衡重僅需連接件連接，結構及加工工藝簡單；可有效保證曲軸的平衡重的完整性，減小整個基礎件外形尺寸，原有平衡重連接結構中，由於連接方式的影響，平衡重必須去除一部分有效質量以保證連接的可靠性，這直接導致平衡重的外徑必須加大，以致安裝曲軸部件的曲軸箱外形尺寸也要相應加大，從而整使個設備的外形增大，而本實用新型通過新型平衡重的連接方式，有效避免了平衡重外形的完整性，避免有效質量的不必要去除，從而使平衡重外徑保持在較小的範圍內，整個基礎件的外形尺寸也可相應減小，這與當今機械設備小型化、集約化的發展趨勢十分吻合。本實用新型提出的曲軸結構簡單，其平衡重連接可靠，能夠有效平衡曲軸的曲柄、連杆軸頸等結構因旋轉產生的離心力及慣性力，使曲軸在轉動過程中更加平穩。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1a是現有曲軸的曲柄與平衡重的連接結構示意圖；
[0018]圖1b是圖1a的側視結構示意圖；
[0019]圖2是本實用新型提出的曲軸的曲柄及平衡重部分剖視結構示意圖，表示曲柄與平衡重的連接關係；
[0020]圖3是圖2所示的側視結構示意圖；
[0021]圖4是圖2中所示的沿B-B向的剖視結構示意圖；
[0022]圖5是圖2中C部分局部放大結構示意圖；
[0023]圖6是本實用新型提出的曲軸的一實施方式結構示意圖；
[0024]圖7是本實用新型提出的曲軸的另一實施方式結構示意圖。
[0025]其中，附圖標記說明如下:
[0026]1.平衡重；10.本體；100突出部；101.連接件；102.銷孔；1020.擋止部；2.曲軸；20.曲拐；200.主軸頸；201.連杆軸頸；202.曲柄；2020.定位孔。

【具體實施方式】
[0027]體現本實用新型特徵與優點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本實用新型能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本實用新型的範圍，且其中的說明及圖示在本質上是作說明之用，而非用以限制本實用新型。
[0028]本實用新型提出一種曲軸2，包括間隔設置的多個主軸頸200及連杆軸頸201，相鄰的連杆軸頸201與主軸頸200之間通過曲柄202連接，其中曲柄202遠離相鄰連杆軸頸201 一側安裝有平衡重I。平衡重I主要包括本體10及至少兩個連接件101。本體10設置於曲柄202的下端部，且本體10兩端部具有兩個突出本體10外部的突出部100，兩個突出部100與本體10形成一個容置槽，且該容置槽容置曲柄202的下端部。至少兩個連接件101分別設於一對突出部100上，至少兩個連接件101固定本體10於曲柄202。在現有的平衡重結構中，對曲軸2和平衡重結合面(即圖1中A面)的精度要求較高，要求其必須緊密貼合，一旦出現貼合不緊或閃縫的現象，螺栓將承受剪切力的作用，而螺栓最好的受力方式是僅承受預警力作用，這會使螺栓的使用壽命減少，運轉過程中的危險係數也會大大增加。然而，在本實用新型提出的平衡重I中，曲軸2在轉動過程中完全靠連接件101的剪切力來平衡曲軸2旋轉時產生的離心力，因此曲軸2和平衡重I的結合面(即圖2中A』面)即使未完全貼合也不影響其使用，不會產生危險性。
[0029]實施方式
[0030]如圖6所示，本實施方式提出的曲軸2，主要包括共軸的前端主軸頸與後端主軸頸。其中前端主軸頸與後端主軸頸之間設有多個軸向連接的曲拐22，每個曲拐20包括兩個與前端主軸頸共軸的主軸頸200及偏軸設於兩個主軸頸200之間的連杆軸頸201。該連杆軸頸201與主軸頸200之間通過曲柄202連接，曲柄202上固定有平衡重I。連杆軸頸201與主軸頸200的連接方式可以靈活變換，例如，如圖6所示，可在兩個主軸頸之間設置一個連杆軸頸，該連杆軸頸通過兩個曲柄與兩個主軸頸連接；或，如圖7所示，在前端主軸頸與後端主軸頸之間設置三個曲拐20，且相鄰曲拐20的連杆軸頸201相對於主軸頸200的偏軸方向相反。以上兩種曲軸僅為舉例性說明，均不以此為限。
[0031]此外，如圖6所示，平衡重I的設置方向與連杆軸頸201偏離主軸頸200的軸線偏離方向相反。
[0032]如圖2所示，在本實施方式中，平衡重I包括本體10及兩個連接件101，本體10上表面貼合於曲柄202下表面，且本體10兩端部具有兩個突出本體10外部的突出部100，兩個突出部100與本體10形成一個容置槽，且該容置槽容置曲柄202的下端部。。
[0033]如圖2至圖4所示，在本實施方式中，連接件101選用定位銷，且數量為一對，分別設於一對突出部100上。突出部100上開設有與一對定位銷——對應的銷孔102，曲柄202兩側面開設有與銷孔102——對應的定位孔2020，定位銷穿過銷孔102進入定位孔2020。進一步地，設於相同位置的所述銷孔102與所述定位孔2020為配鑽鉸開設，即平衡重I與曲軸2通過共同加工鉸制孔的方式配入定位銷，之後再將兩者相互定位。此外，連接件101亦可選用其他定位結構，例如螺栓等，但並不以此為限。
[0034]如圖4所示，在本實施方式中，一對定位銷徑向相錯，此種結構設置可有效避免配銷連接後平衡重出現周向轉動的可能性，兩個銷孔102及兩個定位孔2020在加工時，使其相對徑向位置呈一定的空間錯位，使得平衡重的轉動自由度均被約束，在曲軸2轉動過程中不會有任何方向的鬆動發生，使曲軸2和平衡重的連接更加可靠。
[0035]此外，銷孔102內設有擋止部，用以防止定位銷移動。定位銷靠近擋止部一端部具有與擋止部配合的錐面。如圖5所示，在本實施方式中，銷孔102內部形成擋止部1020，擋止部1020的孔徑小於定位銷的直徑。在本實施方式中，配銷完成後，將平衡重的銷孔102埠處鉚縮形成擋止部1020，可有效防止定位銷出現軸向竄動的可能性，從而使整個曲軸2的安全性大幅度提升。此外，為配合擋止部1020，定位銷尾部的端面可低於擋止部1020所在平面。
[0036] 雖已參照幾個典型實施例描述了本實用新型的曲軸及平衡重，但應理解，所用的術語是說明和示例性的，而非限制性的。由於本實用新型能夠以多種形式具體實施而不脫離其構思或實質，因此，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附權利要求所限定的構思和範圍內廣泛地解釋，故落入權利要求或其等效範圍內的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種曲軸(2)，包括間隔設置的多個主軸頸(200)及連杆軸頸(201)，相鄰的所述連杆軸頸(201)與所述主軸頸(200)之間通過曲柄(202)連接，其特徵在於，所述曲柄(202)遠離相鄰所述連杆軸頸(201) —側安裝有平衡重(I)，所述平衡重(I)包括: 本體(10)，其兩端部具有相對設置且突出所述本體(10)外部的兩個突出部(100)，所述兩個突出部(100)與所述本體(10)形成一個容置槽，所述容置槽容置所述曲柄(202)的下端部 '及 至少兩個連接件(101)，分別設於所述兩個突出部(100)上用以連接所述平衡重(I)與所述曲柄(202)。
2.根據權利要求1所述的曲軸(2)，其特徵在於，所述曲柄(202)貼合或有間隙地接觸所述容置槽的底面。
3.根據權利要求1所述的曲軸(2)，其特徵在於，所述連接件(101)為定位銷，所述突出部(100)上開設有銷孔(102)，所述定位銷穿過所述銷孔(102)並伸入所述曲柄(202)。
4.根據權利要求3所述的曲軸(2)，其特徵在於，所述定位銷的數量為兩個，所述兩個定位銷分別設於所述兩個突出部(100)上，所述兩個定位銷的軸線與所述主軸頸(200)軸線之間的距離不相等。
5.根據權利要求3所述的曲軸(2)，其特徵在於，所述定位銷遠離所述曲柄(202)的端面位於所述銷孔(102)內部。
6.根據權利要求5所述的曲軸(2)，其特徵在於，所述銷孔(102)內設有擋止部(1020)，用以防止所述定位銷移動。
7.根據權利要求6所述的曲軸(2)，其特徵在於，所述定位銷靠近所述擋止部(1020)一端部具有與所述擋止部(1020)配合的錐面。
8.根據權利要求3所述的曲軸(2)，其特徵在於，所述曲柄(202)上對應所述銷孔(102)位置配鑽鉸開設有定位孔(2020)。
【文檔編號】F16F15/28GK203926592SQ201420198571
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】周玉東, 朱峰 申請人:安瑞科(蚌埠)壓縮機有限公司, 中集安瑞科投資控股（深圳）有限公司, 中國國際海運貨櫃(集團)股份有限公司