改进的柴油机曲轴制造技术

本实用新型专利技术公开了一种改进的柴油机曲轴，其轴端呈阶梯状，轴端包括主轴颈，正时齿轮安装轴颈和法兰安装轴颈，正时齿轮安装轴颈设有可与正时齿轮键连接的键槽，正时齿轮安装轴颈的外圆直径为５２～５４ｍｍ，法兰安装轴颈的外圆直径为５１．４～５３．４ｍｍ。与原结构的曲轴相比，当曲轴采用４５＃钢，改进部位的安全系数由１．４５提高到１．７２９，采用４２ＣｒＭｏ（Ａ）合金钢时，改进部位的安全系数由１．６３提高到１．９３７，曲轴的综合强度大大提高。本实用新型专利技术解决了ＷＤ６１５柴油机应用于船机、客车后，其曲轴在靠近主轴颈的部位容易断裂的问题，而且结构简单，只需对生产工艺进行小范围的调整，即可方便地完成对现有产品的改造。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及改进的柴油机曲轴，尤其涉及一种WD615系列柴油机曲轴。
技术介绍
WD615系列柴油机是从奥地利斯太尔戴姆勒-普赫公司引进的具有世界先进水平的发动机。该系列柴油机总排量9.726L，有自然吸气、增压、增压中冷机型，基本型转速2200-2600r/min，功率范围226kW(310ps)-266kW(362ps)，最低燃油消耗率达194g/kW.h，具有体积小、重量轻、功率大、油耗低、排放指标先进、噪声低、通用性强等优点。产品的最初应用主要面向重型卡车。后经二次开发，产品的应用范围拓宽到船机、发电机组及大型客车。由于船机、客车的使用条件与卡车不同，柴油机曲轴前端除了承受发动机本身的水泵、发电机以及机油泵、正时齿轮等的驱外力矩外，还要承受船舶上的冷却水泵、起网、拖网设备，客车柴油机要承受大功率发电机、空调压缩机等辅助设施。此外，柴油机用于船机、客车后还要承受来自于拖网或底盘的冲击载荷，因此，WD615柴油机应用于船机、客车后，经常出现曲轴在某一部位断裂问题。附图说明图1示出了一种WD615柴油机曲轴的轴端部件装配图，柴油机的曲轴1与正时齿轮3通过过盈配合及平键2结合在一起，正时齿轮3的一个端面靠紧在曲轴主轴颈端面，其另一个端面与法兰4靠紧在一起；法兰4与曲轴1过盈配合结合在一起。减振器5、皮带轮7通过螺栓6紧固在法兰4上。曲轴1的主轴颈装在主轴孔内。由于主轴孔外的曲轴无支撑点，曲轴前端形成悬臂梁结构。皮带轮7承受的力矩通过螺栓6、法兰4传递到曲轴1，正时齿轮3承受的力矩也传递给曲轴，使曲轴在靠近主轴颈的那部分受力最大。皮带轮7承受的冲击载荷，也在该部位形成较大弯矩。用户反馈的曲轴断裂部位，基本上都在这个位置。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种改进的柴油机曲轴，以解决WD615柴油机应用于船机、客车后，其曲轴在靠近主轴颈的部位容易断裂的问题。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是其轴端呈阶梯状，所述轴端包括主轴颈11，正时齿轮安装轴颈12和法兰安装轴颈13，所述正时齿轮安装轴颈12设有可与正时齿轮键连接的键槽121，所述正时齿轮安装轴颈12的外圆直径为52～54mm，所述法兰安装轴颈13的外圆直径为51.4～53.4mm。正时齿轮安装轴颈的外圆直径优先确定为53mm，法兰安装轴颈的外圆直径优先确定为52.4mm。将正时齿轮安装轴颈的外圆直径由原来的50mm加大到53mm，法兰安装轴颈的外圆直径由原来的48mm加大到52.4mm，大大提高了这两部分的机械强度。作为一种改进，正时齿轮安装轴颈与主轴颈相邻处的过渡圆角为R5～6mm。作为另一种改进，设置于齿轮安装轴颈的键槽的根部具有R0.2～0.4mm的过渡圆角。与原结构的曲轴相比，当曲轴采用45#钢，改进部位的安全系数由1.45提高到1.729，当曲轴采用42CrMo(A)合金钢时，改进部位的安全系数由1.63提高到1.937，曲轴的综合强度大大提高。本技术结构简单，效果好，只需对生产工艺进行小范围的调整，即可方便地完成对现有产品的改造。以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1是一种公知的WD615柴油机曲轴轴端部件的装配图；图2是本技术实施例的结构示意图。具体实施方式如图2所示，柴油机曲轴的轴端呈阶梯状，包括主轴颈11，正时齿轮安装轴颈12和法兰安装轴颈13，所述正时齿轮安装轴颈12设有可与正时齿轮键连接的键槽121，所述正时齿轮安装轴颈12的外圆直径为53mm，所述法兰安装轴颈13的外圆直径为52.4mm。当然，正时齿轮安装轴颈12的外圆直径也可以在一定范围内浮动，但是，当该直径超过54mm时，将影响正时齿轮的强度；若小于52mm，则曲轴强度的改善效果不明显。与正时齿轮安装轴颈12的外圆直径相适应，法兰安装轴颈13也可在一定范围内浮动。为了便于正时齿轮3的安装，法兰安装轴颈13的外圆直径应小于正时齿轮安装轴颈12的外圆直径，其变动范围最好应在51.4～53.4mm。正时齿轮安装轴颈12与主轴颈11相邻处的过渡圆角为R5～6mm。所述键槽121的根部具有R0.2～0.4mm的过渡圆角，并优先确定为R0.3mm，该键槽121的长度为20mm，最大长度不应超过25mm；而小于10mm时，将影响到正时齿轮的定位。采取以上措施后，与原结构的曲轴相比，当曲轴采用45#钢，改进部位的安全系数由1.45提高到1.729，当曲轴采用42CrMo(A)合金钢时，改进部位的安全系数由1.63提高到1.937，曲轴的综合强度大大提高。本技术结构简单，效果好，只需对生产工艺进行小范围的调整，即可方便地完成对现有产品的改造。权利要求1.改进的柴油机曲轴，其轴端呈阶梯状，所述轴端包括主轴颈(11)，正时齿轮安装轴颈(12)和法兰安装轴颈(13)，所述正时齿轮安装轴颈(12)设有可与正时齿轮键连接的键槽(121)，其特征在于所述正时齿轮安装轴颈(12)的外圆直径为52～54mm，所述法兰安装轴颈(13)的外圆直径为51.4～53.4mm。2.如权利要求1所述的改进的柴油机曲轴，其特征在于所述正时齿轮安装轴颈(12)的外圆直径为53mm，所述法兰安装轴颈(13)的外圆直径为52.4mm。3.如权利要求1或2所述的改进的柴油机曲轴，其特征在于所述正时齿轮安装轴颈(12)与主轴颈(11)相邻处的过渡圆角为R5～6mm。4.如权利要求3所述的改进的柴油机曲轴，其特征在于所述键槽(121)的根部具有R0.2～0.4mm的过渡圆角。5.如权利要求4所述的改进的柴油机曲轴，其特征在于所述键槽(121)的长度为20mm。专利摘要本技术公开了一种改进的柴油机曲轴，其轴端呈阶梯状，轴端包括主轴颈，正时齿轮安装轴颈和法兰安装轴颈，正时齿轮安装轴颈设有可与正时齿轮键连接的键槽，正时齿轮安装轴颈的外圆直径为52～54mm，法兰安装轴颈的外圆直径为51.4～53.4mm。与原结构的曲轴相比，当曲轴采用45#钢，改进部位的安全系数由1.45提高到1.729，采用42CrMo(A)合金钢时，改进部位的安全系数由1.63提高到1.937，曲轴的综合强度大大提高。本技术解决了WD615柴油机应用于船机、客车后，其曲轴在靠近主轴颈的部位容易断裂的问题，而且结构简单，只需对生产工艺进行小范围的调整，即可方便地完成对现有产品的改造。文档编号F16C3/06GK2876414SQ20052012502公开日2007年3月7日 申请日期2005年11月28日 优先权日2005年11月28日专利技术者王磊, 刘际仁, 张纪元 申请人:潍柴动力股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
改进的柴油机曲轴，其轴端呈阶梯状，所述轴端包括主轴颈（１１），正时齿轮安装轴颈（１２）和法兰安装轴颈（１３），所述正时齿轮安装轴颈（１２）设有可与正时齿轮键连接的键槽（１２１），其特征在于：所述正时齿轮安装轴颈（１２）的外圆直径为５２～５４ｍｍ，所述法兰安装轴颈（１３）的外圆直径为５１．４～５３．４ｍｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，刘际仁，张纪元，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]