Кривошипно-шатунний механізм

Реферат: Кривошипно-шатунний механізм включає колінчастий вал, шатун, поршень. Головка шатуна містить опорну вставку, що має з торців контактні конічні отвори, в поршні співвісно вставці встановлені жорстко закріплені дві півосі, і звернені вставки аналогічними контактними конічними поверхнями, між якими розміщені тіла кочення, а другі кінці півосей мають отвори, і закріплені з можливістю переміщення їх в осьовому напрямку та фіксації у заданому положенні. UA 67840 U (54) КРИВОШИПНО-ШАТУННИЙ МЕХАНІЗМ UA 67840 U UA 67840 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до механізмів, що застосовуються як у промислових, так і в побутових вузлах, де необхідно перетворення поступального руху в обертальний у прямому та зворотному напрямках, переважно у двигунах внутрішнього згоряння. Відомий кривошипно-шатунний механізм, який містить поршень, опорний елемент, пов'язаний з шатуном за допомогою поршневого пальця (Патент РФ F02B 75/32, F02B 75/18). Така конструкція має істотний недолік. У зв'язку з конструктивними особливостями вектор сили, який діє вздовж осі поршня в момент займання горючої суміші, спрямований по прямій, яка складає з поздовжньою віссю шатуна кут близько 3-9°, що знижує коефіцієнт корисної дії двигуна внутрішнього згорання. Крім того, в традиційному кривошипно-шатунному механізмі в трьох зчленуваннях передбачено застосування підшипників кочення і ковзання. Таке технічне рішення ускладнює процес виготовлення та експлуатації кривошипно-шатунного механізму, оскільки вимагає високої точності виробничого обладнання при виготовленні деталей вузла. Найбільш близьким технічним рішенням є кривошипно-шатунний механізм, який містить поршень, опорний елемент, пов'язаний з шатуном за допомогою поршневого пальця (Патент Великобританії N 1043021, кл. F16J 1/16, опубл. 1965), при цьому шатун встановлений на центральному циліндричному поясі пальця. Недоліками аналога є мала надійність, тому, що необхідна висока точність виготовлення, постійно існує можливість виникнення перекосів під час точково-лінійної передачі енергії в поршневому пальці у момент робочого ходу, відносно високі масо-габаритні показники, потрібно підвищення надійності, довговічності, простоти виготовлення та збірки механізму. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення кривошипно-шатунного механізму, в якому шляхом введення нових елементів та їх розташування досягається саморегуляція системи в результаті можливості перерозподілу реактивних навантажень на опорну вставку, та самовизначення тіл кочення, виключення перекосів, прийом передачі енергії в момент робочого ходу, за рахунок цього - простота виготовлення, збірки, надійності, довговічності. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому кривошипно-шатунному механізмі, який має колінчастий вал, поршень, шатун, згідно з корисною моделлю, головка шатуна містить опорну вставку, що має з торців контактні конічні отвори, в поршні співвісно вставці встановлені жорстко закріплені дві півосі, і звернені вставки аналогічними контактними конічними поверхнями, між якими розміщені тіла кочення, а другі кінці півосей мають отвори, і закріплені з можливістю переміщення їх в осьовому напрямку та фіксації у заданому положенні. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено пропонований механізм в поперечному розрізі, що містить поршень 1, пов'язаний з шатуном 2 за допомогою введених пальців (півосей) 5, і тіл кочення 4. Шатун 2 орієнтується щодо колінчастого вала 9 за допомогою тіл кочення 4. Ступінь пристосування визначається зазором між тілом кочення, опорною вставкою 6 і введеної піввіссю 5, за рахунок осьового переміщення і фіксації в заданому положенні за допомогою стопорних кілець 7. Відбувається саморегуляція системи в результаті перерозподілу реактивних навантажень за рахунок самовизначення тіл кочення 4 в просторі, створеному конічними торцевими поверхнями введених півосей 5 і опорної вставки 6. Другі кінці введених півосей 5 виконані у вигляді співвісних з опорною вставкою 6 циліндрів, мають різьбову зовнішньою поверхню, конічною поверхнею з боку тіл кочення 4, і отвором для можливості осьового переміщення з іншого боку. Шатун 2 з'єднується з колінчастим валом 9 через підшипник 8. Пристрій працює наступним чином. Під час робочого процесу відбувається виділення енергії внаслідок згоряння займистої суміші. Це викликає поступальний рух поршня 1. Завдяки шатуну 2 поступальний рух перетворюється в обертальний рух колінчастого валу 9. Підшипник 8 зменшуєвтрати енергії, яка передається від шатуна 2 колінчастому валу 9. Опорна вставка 6, введені півосі 5 та розташовані між ними тіла кочення 4 утворюють підшипник кочення, який зменшує втрати енергії, яка передається від поршня 1 шатуну 2. Ступінь пристосування визначається величиною зазору між тілом кочення 4, опорною вставкою 6 і пальцями (піввіссю) 5. Як слідує, палець як утримуючий елемент фактично є піввіссю. Фактично відбувається постійна кільцева передача енергії в роз'ємному елементі з тілами кочення у момент робочого ходу. У порівнянні з аналогами, де виникають перекоси поршня по відношенню до півосей, виключено нестабільність робочого процесу за рахунок точково-лінійної передачі енергії, що є перевагою. Виконання опорної вставки 6 максимально можливого діаметра дозволяє зменшити ширину головки шатуна 2 і значно поліпшити умови роботи кривошипно-шатунного механізму за 1 UA 67840 U 5 рахунок виключення дії на нього згинаючих навантажень, які виникають в процесі виготовлення і складання системи. Таким чином, технічне рішення може бути використане у двигунах внутрішнього згоряння, а також у компресорах і т. п, забезпечуючи стабільність режиму роботи за рахунок саморегуляції, надійності та довговічності механізму, що експлуатується при одночасному спрощенні виготовлення та збірки. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Кривошипно-шатунний механізм, що включає колінчастий вал, шатун, поршень, який відрізняється тим, що головка шатуна містить опорну вставку, що має з торців контактні конічні отвори, в поршні співвісно вставці встановлені жорстко закріплені дві півосі, і звернені вставки аналогічними контактними конічними поверхнями, між якими розміщені тіла кочення, а другі кінці півосей мають отвори, і закріплені з можливістю переміщення їх в осьовому напрямку та фіксації у заданому положенні. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2