專利名稱：改進的柴油機曲軸的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及改進的柴油機曲軸，尤其涉及一種WD615系列柴油機曲軸。
背景技術(shù)：
WD615系列柴油機是從奧地利斯太爾戴姆勒-普赫公司引進的具有世界先進水平的發(fā)動機。該系列柴油機總排量9.726L，有自然吸氣、增壓、增壓中冷機型，基本型轉(zhuǎn)速2200-2600r/min，功率范圍226kW(310ps)-266kW(362ps)，最低燃油消耗率達194g/kW.h，具有體積小、重量輕、功率大、油耗低、排放指標先進、噪聲低、通用性強等優(yōu)點。產(chǎn)品的最初應用主要面向重型卡車。后經(jīng)二次開發(fā)，產(chǎn)品的應用范圍拓寬到船機、發(fā)電機組及大型客車。由于船機、客車的使用條件與卡車不同，柴油機曲軸前端除了承受發(fā)動機本身的水泵、發(fā)電機以及機油泵、正時齒輪等的驅(qū)外力矩外，還要承受船舶上的冷卻水泵、起網(wǎng)、拖網(wǎng)設備，客車柴油機要承受大功率發(fā)電機、空調(diào)壓縮機等輔助設施。此外，柴油機用于船機、客車后還要承受來自于拖網(wǎng)或底盤的沖擊載荷，因此，WD615柴油機應用于船機、客車后，經(jīng)常出現(xiàn)曲軸在某一部位斷裂問題。


圖1示出了一種WD615柴油機曲軸的軸端部件裝配圖，柴油機的曲軸1與正時齒輪3通過過盈配合及平鍵2結(jié)合在一起，正時齒輪3的一個端面靠緊在曲軸主軸頸端面，其另一個端面與法蘭4靠緊在一起；法蘭4與曲軸1過盈配合結(jié)合在一起。減振器5、皮帶輪7通過螺栓6緊固在法蘭4上。曲軸1的主軸頸裝在主軸孔內(nèi)。由于主軸孔外的曲軸無支撐點，曲軸前端形成懸臂梁結(jié)構(gòu)。皮帶輪7承受的力矩通過螺栓6、法蘭4傳遞到曲軸1，正時齒輪3承受的力矩也傳遞給曲軸，使曲軸在靠近主軸頸的那部分受力最大。皮帶輪7承受的沖擊載荷，也在該部位形成較大彎矩。用戶反饋的曲軸斷裂部位，基本上都在這個位置。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種改進的柴油機曲軸，以解決WD615柴油機應用于船機、客車后，其曲軸在靠近主軸頸的部位容易斷裂的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是其軸端呈階梯狀，所述軸端包括主軸頸11，正時齒輪安裝軸頸12和法蘭安裝軸頸13，所述正時齒輪安裝軸頸12設有可與正時齒輪鍵連接的鍵槽121，所述正時齒輪安裝軸頸12的外圓直徑為52～54mm，所述法蘭安裝軸頸13的外圓直徑為51.4～53.4mm。
正時齒輪安裝軸頸的外圓直徑優(yōu)先確定為53mm，法蘭安裝軸頸的外圓直徑優(yōu)先確定為52.4mm。
將正時齒輪安裝軸頸的外圓直徑由原來的50mm加大到53mm，法蘭安裝軸頸的外圓直徑由原來的48mm加大到52.4mm，大大提高了這兩部分的機械強度。
作為一種改進，正時齒輪安裝軸頸與主軸頸相鄰處的過渡圓角為R5～6mm。
作為另一種改進，設置于齒輪安裝軸頸的鍵槽的根部具有R0.2～0.4mm的過渡圓角。
與原結(jié)構(gòu)的曲軸相比，當曲軸采用45#鋼，改進部位的安全系數(shù)由1.45提高到1.729，當曲軸采用42CrMo(A)合金鋼時，改進部位的安全系數(shù)由1.63提高到1.937，曲軸的綜合強度大大提高。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，效果好，只需對生產(chǎn)工藝進行小范圍的調(diào)整，即可方便地完成對現(xiàn)有產(chǎn)品的改造。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是一種公知的WD615柴油機曲軸軸端部件的裝配圖；圖2是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖2所示，柴油機曲軸的軸端呈階梯狀，包括主軸頸11，正時齒輪安裝軸頸12和法蘭安裝軸頸13，所述正時齒輪安裝軸頸12設有可與正時齒輪鍵連接的鍵槽121，所述正時齒輪安裝軸頸12的外圓直徑為53mm，所述法蘭安裝軸頸13的外圓直徑為52.4mm。當然，正時齒輪安裝軸頸12的外圓直徑也可以在一定范圍內(nèi)浮動，但是，當該直徑超過54mm時，將影響正時齒輪的強度；若小于52mm，則曲軸強度的改善效果不明顯。
與正時齒輪安裝軸頸12的外圓直徑相適應，法蘭安裝軸頸13也可在一定范圍內(nèi)浮動。為了便于正時齒輪3的安裝，法蘭安裝軸頸13的外圓直徑應小于正時齒輪安裝軸頸12的外圓直徑，其變動范圍最好應在51.4～53.4mm。
正時齒輪安裝軸頸12與主軸頸11相鄰處的過渡圓角為R5～6mm。所述鍵槽121的根部具有R0.2～0.4mm的過渡圓角，并優(yōu)先確定為R0.3mm，該鍵槽121的長度為20mm，最大長度不應超過25mm；而小于10mm時，將影響到正時齒輪的定位。
采取以上措施后，與原結(jié)構(gòu)的曲軸相比，當曲軸采用45#鋼，改進部位的安全系數(shù)由1.45提高到1.729，當曲軸采用42CrMo(A)合金鋼時，改進部位的安全系數(shù)由1.63提高到1.937，曲軸的綜合強度大大提高。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，效果好，只需對生產(chǎn)工藝進行小范圍的調(diào)整，即可方便地完成對現(xiàn)有產(chǎn)品的改造。
權(quán)利要求1.改進的柴油機曲軸，其軸端呈階梯狀，所述軸端包括主軸頸(11)，正時齒輪安裝軸頸(12)和法蘭安裝軸頸(13)，所述正時齒輪安裝軸頸(12)設有可與正時齒輪鍵連接的鍵槽(121)，其特征在于所述正時齒輪安裝軸頸(12)的外圓直徑為52～54mm，所述法蘭安裝軸頸(13)的外圓直徑為51.4～53.4mm。
2.如權(quán)利要求1所述的改進的柴油機曲軸，其特征在于所述正時齒輪安裝軸頸(12)的外圓直徑為53mm，所述法蘭安裝軸頸(13)的外圓直徑為52.4mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的改進的柴油機曲軸，其特征在于所述正時齒輪安裝軸頸(12)與主軸頸(11)相鄰處的過渡圓角為R5～6mm。
4.如權(quán)利要求3所述的改進的柴油機曲軸，其特征在于所述鍵槽(121)的根部具有R0.2～0.4mm的過渡圓角。
5.如權(quán)利要求4所述的改進的柴油機曲軸，其特征在于所述鍵槽(121)的長度為20mm。
專利摘要本實用新型公開了一種改進的柴油機曲軸，其軸端呈階梯狀，軸端包括主軸頸，正時齒輪安裝軸頸和法蘭安裝軸頸，正時齒輪安裝軸頸設有可與正時齒輪鍵連接的鍵槽，正時齒輪安裝軸頸的外圓直徑為52～54mm，法蘭安裝軸頸的外圓直徑為51.4～53.4mm。與原結(jié)構(gòu)的曲軸相比，當曲軸采用45#鋼，改進部位的安全系數(shù)由1.45提高到1.729，采用42CrMo(A)合金鋼時，改進部位的安全系數(shù)由1.63提高到1.937，曲軸的綜合強度大大提高。本實用新型解決了WD615柴油機應用于船機、客車后，其曲軸在靠近主軸頸的部位容易斷裂的問題，而且結(jié)構(gòu)簡單，只需對生產(chǎn)工藝進行小范圍的調(diào)整，即可方便地完成對現(xiàn)有產(chǎn)品的改造。
文檔編號F16C3/06GK2876414SQ20052012502
公開日2007年3月7日 申請日期2005年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月28日
發(fā)明者王磊, 劉際仁, 張紀元 申請人:濰柴動力股份有限公司