专利名称：一种柴油机曲轴的制作方法
技术领域：
本发明属于柴油机零部件设计制造领域，尤其是一种柴油机曲轴。
背景技术：
柴油机高速运转过程中，曲柄销与曲柄臂连接处应力集中，曲轴容易断裂。为解决该问题，一般采用加厚曲柄臂或加粗曲轴轴径的方法，这种结构在生产时，比较耗材，使曲轴较为笨重，同时降低了曲轴的柔性，还增加了旋转惯性力，给曲轴平衡带来更大困难。为解决上述问题，中国专利CN1757941A公开了一种柴油机曲轴，其具有主轴，主轴分为主轴前端和主轴后端，主轴前端和主轴后端间设置有两相互平行的曲柄臂，主轴前端和主轴后端分别和曲柄臂相连，在两曲柄臂顶部内侧设置有曲柄销，曲柄销与曲柄臂相连，曲柄臂下部为平衡块，在两曲柄臂与曲柄销连接处下方分别设置有卸载槽，卸载槽为弧形球凹槽。这种设置卸载槽的方法可以分散一部分曲柄臂与曲柄销连接处的内应力，实现了柔性分散应力的作用。但是该卸载槽为弧形球凹槽的结构，其轴线处的槽深大于接近曲柄销和平衡块处的槽深，经过申请人的多次试验发现这种结构分散曲柄臂与曲柄销连接处应力的作用较小。中国专利CN 201074637Y公开一种柴油机曲轴卸载槽。其在与曲柄销接近一侧曲柄臂上的卸载槽采用长方形槽口的形式，其上沿到主轴颈中心线的距离A为10-20 mm, 与平衡块接近一侧的卸载槽同样采用长方形槽口的形式，下沿到主轴颈中心线的距离C为 2-10 mm。这种形式的卸载槽使左右曲轴销过渡圆角应力峰值下降，但是其在平衡块一侧的卸载槽容积较大，使得平衡块质量下降，曲轴的平衡性能下降。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种柔性分散应力、平衡性能好的柴油机曲轴。为解决上述技术问题，本发明的柴油机曲轴，其包括两平行设置的曲柄臂，两所述曲柄臂通过一曲柄销连接，所述曲柄销设置于所述曲柄臂的一端，两所述曲柄臂的外侧面上各设有一主轴，两所述主轴同轴设置，所述主轴与曲柄销偏心设置；所述曲柄臂在同所述曲柄销相对的另一端各成型一平衡块，两所述曲柄臂的相对内侧分别设有卸载槽，所述卸载槽包括从所述主轴轴线向所述曲柄销方向延伸的第一部分以及从所述主轴轴线向所述平衡块方向延伸的第二部分，所述第一部分为底面与端壁呈圆弧倒角的长方形槽，所述第二部分为端壁为平斜坡面的长方形槽，所述第一部分从主轴轴线到卸载槽端壁的距离C大于其槽深E。所述卸载槽的第一部分的容积大于所述第二部分的容积。所述第一部分与所述第二部分的槽深E为5_7mm，所述第一部分的槽长从主轴轴线到所述槽端壁的距离C为10-20mm，所述第二部分从主轴轴线到所述槽端壁顶端的距离的槽长D为2-10mm。
所述平衡块的外缘是以所述主轴轴心为圆心的圆弧，其半径R为80_85mm，两个所述平衡块的肩部延伸线所形成的夹角α为110°_130°，其肩部延伸线所形成的交点与所述主轴轴心的距离e为19謹-21謹。所述平衡块的径向横截面为一个左右对称的具有一缺角的扇形，其对称面为所述主轴的轴截面。所述平衡块厚度A为20-22mm，宽度B为139_141mm。本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点
本发明的两个所述曲柄臂的相对内侧设有卸载槽，从主轴轴线向曲柄销方向延伸的第一部分为底面与端壁呈圆弧倒角的长方形槽，所述第一部分从主轴轴线到卸载槽端部的距离C大于其槽深E ；从所述主轴轴线向所述平衡块方向延伸的第二部分为端壁为平斜坡面的长方形槽。其经过申请人的多次试验得出改进后的曲轴能很好的改善整机的平衡性能， 使左右曲轴销过渡圆角应力峰值下降11%，曲轴可靠性得到提高。进一步的，本发明的平衡块设计为外缘以主轴轴心为圆心的圆弧，其半径R为 80-85mm，肩部延伸线的交点与主轴轴心的距离e为19mm-21mm、夹角α为110°_130°。通过上述设计增大了曲轴平衡块，降低曲柄旋转当量质量，在保证各曲拐自身平衡的前提下，满足整机的平衡，通过经过有限元分析和静、动态模拟分析平衡的结果表明，改进后能很好的改善整机的平衡性能。进一步的，所述平衡块的径向横截面为一个左右对称的具有缺角的扇形，所述缺角切割面平行设置。这样的设计使得平衡块的质心距增大，虽然平衡块质量下降，但由于质心距的加大，曲轴的平衡性能既未下降，又降低了曲轴材料成本。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明的主视图； 图2是本发明的左视图。图中附图标记表示为
1-主轴2-曲柄臂3-曲柄销4-平衡块5-第一部分6-第二部分。
具体实施例方式图1为本发明的柴油机曲轴，其包括两平行设置的曲柄臂2，两所述曲柄臂2通过一曲柄销3连接，所述曲柄销3设置于所述曲柄臂2的一端，两所述曲柄臂2的外侧面上各设有一主轴1，两所述主轴1同轴设置，所述主轴1的轴线与所述曲柄销3的轴线偏心设置， 同所述曲柄销3相对的两所述曲柄臂2的另一端各成型一平衡块4，两所述曲柄臂2的相对内侧分别设有卸载槽，所述卸载槽包括从所述主轴轴线向所述曲柄销3下边缘方向延伸的第一部分5以及从所述主轴轴线向所述平衡块4方向延伸的第二部分6，所述第一部分 5为底面与端壁呈圆弧倒角的长方形槽，所述第二部分6为端壁为平斜坡面的长方形槽，所述第一部分5从主轴轴线到卸载槽端壁的距离C大于其槽深Ε。所述第一部分5的容积大于所述第二部分6的容积。
所述第一部分5与所述第二部分6的槽深E为5_7mm，所述第一部分5从主轴轴线到所述卸载槽端壁的距离C为10-20mm，所述第二部分6从主轴轴线到所述卸载槽端壁的距离 D 为 2-10mm。所述平衡块4的外缘是以所述主轴1轴心为圆心的圆弧，其半径R为80_85mm， 所述平衡块4的肩部延伸线的交点与所述主轴1轴心的距离e为19mm-21mm、夹角α为 110°-130°ο所述平衡块4的径向横截面为一个左右对称的具有缺角的扇形，所述缺角切割面平行设置。所述平衡块4厚度A为20-22mm，宽度B为139_141mm。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求
1.一种柴油机曲轴，其包括两平行设置的曲柄臂(2)，两所述曲柄臂(2)通过一曲柄销 (3)连接，所述曲柄销(3)设置于所述曲柄臂(2)的一端，两所述曲柄臂(2)的外侧面上各设有一主轴(1 )，两所述主轴(1)同轴设置，所述主轴(1)与曲柄销(3)偏心设置；所述曲柄臂(2)在同所述曲柄销(3)相对的另一端各成型一平衡块(4)，两所述曲柄臂(2)的相对内侧分别设有卸载槽，所述卸载槽包括从所述主轴轴线向所述曲柄销(3)方向延伸的第一部分(5)以及从所述主轴轴线向所述平衡块(4)方向延伸的第二部分(6)，所述第一部分(5) 为底面与端壁呈圆弧倒角的长方形槽，其特征在于所述第二部分(6)为端壁为平斜坡面的长方形槽，所述第一部分(5)从主轴轴线到卸载槽端壁的距离C大于其槽深E。
2.根据权利要求1所述的柴油机曲轴，其特征在于所述卸载槽的第一部分(5)的容积大于所述第二部分(6)的容积。
3.根据权利要求2所述的柴油机曲轴，其特征在于所述第一部分(5)与所述第二部分(6)的槽深E为5-7mm，所述第一部分(5)从主轴轴线到所述卸载槽端壁的距离C为10-20mm，所述第二部分(6)从主轴轴线到所述卸载槽端壁顶端的距离D为2-10mm。
4.根据权利要求1-3所述的柴油机曲轴，其特征在于所述平衡块(4)的外缘是以所述主轴(1)轴心为圆心的圆弧，其半径R为80-85mm，两个所述平衡块(4)的肩部延伸线所形成的夹角α为110°_130°，其肩部延伸线所形成的交点与所述主轴(1)轴心的距离e为19mm-21mm。
5.根据权利要求1-3任一所述的柴油机曲轴，其特征在于所述平衡块(4)的径向横截面为一个左右对称的具有一缺角的扇形，其对称面为所述主轴的轴截面。
6.根据权利要求5所述的柴油机曲轴，其特征在于所述平衡块(4)厚度A为20-22mm，宽度B为139_141mm。
全文摘要
本发明公开了一种柴油机曲轴，其包括两平行设置的曲柄臂，两曲柄臂通过一曲柄销连接，所述曲柄销设置于所述曲柄臂的一端，两曲柄臂的外侧面上各设有一主轴，两主轴同轴设置，主轴与曲柄销偏心设置，两曲柄臂在相对曲柄销的另一端成型一平衡块，两曲柄臂的相对内侧分别设有卸载槽，所述卸载槽包括从主轴轴线向所述曲柄销方向延伸的第一部分以及从主轴轴线向所述平衡块方向延伸的第二部分，所述第一部分为底面与端壁呈圆弧倒角的长方形槽，所述第二部分为端壁为平斜坡面的长方形槽，所述第一部分从主轴轴线到卸载槽端壁的距离C大于其槽深E。该曲轴改善整机的平衡性能，使左右曲轴销过渡圆角应力峰值下降11％，曲轴可靠性得到提高。
文档编号F16C3/06GK102213259SQ20111017121
公开日2011年10月12日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者谢志富, 钟平 申请人:常州常发动力机械有限公司