КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ ПОРШНЕВОГО ОППОЗИТНОГО ЧЕТЫРЕХРЯДНОГО КОМПРЕССОРА

Область техники.
Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения, преимущественно к компрессоростроению. Заявляемый коленчатый вал предназначен для использования в кривошипно-шатунных механизмах поршневых компрессоров.
Предшествующий уровень техники.
Коленчатые валы широко известны. Известен, например, коленчатый вал унифицированного поршневого компрессора П110 (Н.А.Ястребова, А.И.Кондаков, В.Д.Лубенец, А.Н.Виноградов «Технология компрессоростроения», Издательство «Машиностроение» 1987 г., стр.72-75 [1]) содержащий коренные шейки, шатунные шейки, щеки, осевой и радиальный масляные каналы, конец вала.
Недостатком указанного аналога [1] является такое выполнение осевого масляного канала, при котором усложняется его очистка от металлической стружки, заусенцев и других загрязнений. Выход осевого масляного канала сопрягается с глухим основанием радиального масляного канала. Место этого сопряжения является труднодоступным для механической очистки каналов. Это усложняет очистку масляных каналов коленчатого вала от загрязнений.
Известен так же коленчатый вал ВШ - 2,3/230М пятиступенчатого компрессора производства ОАО «Уральский компрессорный завод» («Агрегат компрессорный ВШВ-3/100. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 391.314.00.000 ТО», http://www.tit-spb.ru/upload/files/vshv3_100.pdf [2]) содержащий конец, шатунные шейки, коренные шейки, щеки, осевые и радиальные сверления для подвода смазки к нижним головкам шатунов.
Недостатком указанного аналога [2] является расположение выходов осевых сверлений в глухих основаниях радиальных сверлений. Такое выполнение осевых смазочных каналов усложняет очистку осевых и радиальных сверлений коленчатого вала от загрязнений.
Указанный коленчатый вал [2] является по совокупности существенных признаков наиболее близкой системой того же назначения к заявляемой полезной модели. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Раскрытие полезной модели.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является обеспечение возможности механической прочистки смазочного канала коленчатого вала.
Сущность изобретения состоит в том, что коленчатый вал поршневого оппозитного четырехрядного компрессора содержит коренные шейки, шатунные шейки, щеки, масляный канал, состоящий из сообщающихся прямолинейных ветвей. При этом на валу последовательно выполнены первая коренная шейка, первая промежуточная шейка, первая шатунная шейка, первая щека, вторая шатунная шейка, вторая промежуточная шейка, вторая коренная шейка, разделитель, третья коренная шейка, третья промежуточная шейка, третья шатунная шейка, вторая щека, четвертая шатунная шейка, четвертая промежуточная шейка, четвертая коренная шейка. При этом:
- первая осевая ветвь масляного канала выполнена сквозной, а ее выходные отверстия расположены на боковых поверхностях первой коренной шейки и первой щеки;
- радиальная ветвь первой промежуточной шейки соединяет криволинейную поверхность этой шейки с первой осевой ветвью;
- радиальная ветвь первой шатунной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с первой осевой ветвью;
- вторая осевая ветвь соединяет боковую поверхность первой щеки с радиальной ветвью второй коренной шейки;
- радиальная ветвь первой щеки соединяет ее криволинейную поверхность с первой осевой ветвью и проходит через вторую осевую ветвь;
- радиальная ветвь второй шатунной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки со второй осевой ветвью;
- радиальная ветвь второй промежуточной шейки соединяет криволинейную поверхность этой шейки со второй осевой ветвью;
- радиальная ветвь второй коренной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с третьей осевой ветвью;
-третья осевая ветвь выполнена сквозной, а ее выходные отверстия расположены на боковых поверхностях второй и третьей коренных шеек;
- радиальная ветвь третьей коренной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с третьей осевой ветвью;
- четвертая осевая ветвь соединяет боковую поверхность второй щеки с радиальной ветвью третьей коренной шейки;
- радиальная ветвь третьей промежуточной шейки соединяет криволинейную поверхность этой шейки с четвертой осевой ветвью;
- радиальная ветвь третьей шатунной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с четвертой осевой ветвью;
- пятая осевую ветвь выполнена сквозной, а ее выходные отверстия расположены на боковых поверхностях второй щеки и четвертой коренной шейки;
- радиальная ветвь второй щеки соединяет ее криволинейную поверхность с пятой осевой ветвью и проходит через четвертую осевую ветвь;
- радиальная ветвь четвертой шатунной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с пятой осевой ветвью;
- радиальная ветвь четвертой промежуточной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с пятой осевой ветвью;
- радиальная ветвь четвертой коренной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с шестой осевой ветвью и проходящей через пятую осевую ветвь;
- шестая осевая ветвь проходит по центру коленчатого вала и соединяет боковую поверхность четвертой коренной шейки с радиальной ветвью четвертой коренной шейки.
Выходные отверстия первой, второй, третьей, четвертой и пятой ветвей масляного канала на боковых поверхностях шеек и щек, а также выходные отверстия радиальных ветвей первой и второй щек на их криволинейной поверхности желательно закрыты пробками.
Передний конец вала преимущественно имеет посадочную поверхность под сальник и приводной механизм.
В выходных отверстиях радиальных ветвей промежуточных шеек предпочтительно размещены угловые жиклеры.
Четвертая коренная шейка на боковой поверхности преимущественно имеет резьбовые отверстия.
Щеки, шатунные и промежуточные шейки вала преимущественно размещены в пределах образующей цилиндра, проходящей через рабочие поверхности коренных шеек.
Краткое описание чертежей.
Сущность полезной модели поясняется следующими графическими материалами.
На фигуре 1 показан коленчатый вал поршневого оппозитного четырехрядного компрессора, вид А фиг.2, на фиг.2 - коленчатый вал поршневого оппозитного четырехрядного компрессора, вид Б фиг.1.
Осуществление полезной модели.
Коленчатый вал поршневого оппозитного четырехрядного компрессора (фиг.1, 2) содержит последовательно расположенные передний конец вала (1), первую коренную шейку (2), первую промежуточную шейку (3), первую шатунную шейку (4), первую щеку (5), вторую шатунную шейку (6), вторую промежуточную шейку (7), вторую коренную шейку (8), разделитель (9), третью коренную шейку (10), третью промежуточную шейку (11), третью шатунную шейку (12), вторую щеку (13), четвертую шатунную шейку (14), четвертую промежуточную шейку (15), четвертую коренную шейку (16).
Коренные шейки (2, 8, 10, 16) предназначены для для опоры коленчатого вала на станину через опорные подшипники.
Шатунные шейки (4, 6, 12, 14) предназначены для соединения коленчатого вала и шатуна.
Щеки (5, 13) соединяют шатунные шейки (4, 6, 12, 14).
Коленчатый вал (фиг.1, 2) содержит масляный канал, содержащий несколько сообщающихся прямолинейных ветвей. Ветви соединены между собой так, чтобы обеспечить проталкивание загрязнений и остатков стружки наружу, например, с помощью шомпола. Масляный канал предназначен для подвода масла на рабочую поверхность коренных и шатунных шеек, на криволинейную поверхность промежуточных шеек.
При этом масляный канал содержит:
- первую осевую ветвь (18) (фиг.2), выполненную сквозной. Выходные отверстия этой ветви расположены на боковых поверхностях первой коренной шейки (2) и первой щеки (5);
- радиальную ветвь (19) (фиг.2) первой промежуточной шейки (3), соединяющую криволинейную поверхность этой шейки с первой осевой ветвью (18);
- радиальную ветвь (20) (фиг.2) первой шатунной шейки (4), соединяющую рабочую поверхность этой шейки с первой осевой ветвью (18);
- вторую осевую ветвь (21) (фиг.2), соединяющую боковую поверхность первой щеки (5) с радиальной ветвью (22) второй коренной шейки (8);
- радиальную ветвь (23) (фиг.2) первой щеки (5), соединяющую ее криволинейную поверхность с первой осевой ветвью (18) и проходящей через вторую осевую ветвь (21);
- радиальную ветвь (24) (фиг.2) второй шатунной шейки (6), соединяющую рабочую поверхность этой шейки со второй осевой ветвью (21);
- радиальную ветвь (25) (фиг.2) второй промежуточной шейки (7), соединяющую криволинейную поверхность этой шейки со второй осевой ветвью (21);
- радиальную ветвь (22) (фиг.2) второй коренной шейки (8), соединяющую рабочую поверхность этой шейки с третьей осевой ветвью (26);
- третью осевую ветвь (26) (фиг.2), выполненную сквозной. Выходные отверстия этой ветви расположены на боковых поверхностях второй (8) и третьей (10) коренных шеек;
- радиальную ветвь (27) (фиг.1, 2) третьей коренной шейки (10), соединяющую рабочую поверхность этой шейки с третьей осевой ветвью (26);
- четвертую осевую ветвь (28) (фиг.1, 2), соединяющую боковую поверхность второй щеки (13) с радиальной ветвью (27) третьей коренной шейки (10);
- радиальную ветвь (29) (фиг.1) третьей промежуточной шейки (11), соединяющую криволинейную поверхность этой шейки с четвертой осевой ветвью (28);
- радиальную ветвь (30) (фиг.2) третьей шатунной шейки (12), соединяющую рабочую поверхность этой шейки с четвертой осевой ветвью (28);
- пятую осевую ветвь (31) (фиг.1), выполненную сквозной. Выходные отверстия этой ветви расположены на боковых поверхностях второй щеки (13) и четвертой коренной шейки (16);
- радиальную ветвь (32) второй щеки (13) (фиг.1), соединяющую ее криволинейную поверхность с пятой осевой ветвью (31) и проходящей через четвертую осевую ветвь (28);
- радиальную ветвь (33) (фиг.2) четвертой шатунной шейки (14), соединяющую рабочую поверхность этой шейки с пятой осевой ветвью (31);
- радиальную ветвь (34) (фиг.1) четвертой промежуточной шейки (15), соединяющую рабочую поверхность этой шейки с пятой осевой ветвью (31);
- радиальную ветвь (35) (фиг.1) четвертой коренной шейки (16), соединяющую рабочую поверхность этой шейки с шестой осевой ветвью (36) и проходящей через пятую осевую ветвь (31);
- шестую осевую ветвь (36) (фиг.1), проходящую по центру коленчатого вала и соединяющую боковую поверхность четвертой коренной шейки (16) с радиальной ветвью (35) четвертой коренной шейки (16).
Масляный канал может содержать радиальную ветвь (37) (фиг.2) первой коренной шейки (2), соединяющую рабочую поверхность этой шейки с первой осевой ветвью (18).
Выходные отверстия первой (18) (фиг.2), второй (21) (фиг.2), третьей (26) (фиг.2), четвертой (28) (фиг.1, 2) и пятой (31) (фиг.1) ветвей масляного канала на боковых поверхностях шеек и щек, а также выходные отверстия и радиальных ветвей (23) (фиг.2) и (32) (фиг.1) первой (5) и второй (13) щек на их криволинейной поверхности являются технологическими. Эти отверстия закрываются пробками при использовании коленчатого вала.
Передний конец вала (1) имеет посадочную поверхность под сальник и приводной механизм.
Четвертая коренная шейка (16) (фиг.1) на боковой поверхности имеет резьбовые отверстия (38) (фиг.2) для крепления штока масляного насоса.
С целью обеспечения технологичности установки коленчатого вала в станине компрессора щеки (5, 13), шатунные (4, 6, 12, 14) и промежуточные шейки (3, 7, 11, 15) размещены в пределах образующей цилиндра, проходящей через рабочие поверхности коренных шеек (2, 8, 10, 16).
Описание работы.
Коленчатый вал используют следующим образом.
После изготовления вала (сверлении ветвей масляного канала) выполняют очистку масляного канала от металлической стружки, заусенцев и других загрязнений. При этом используют преимущественно шомпол и щетки. При этом выполняют проталкивание загрязнений в сторону сквозных осевых каналов (18, 26, 28, 31), а затем удаление загрязнений из этих сквозных каналов.
Затем закрывают технологические выходные отверстия пробками, преимущественно, резьбовыми.
На выходные отверстия радиальных ветвей (19, 25, 29, 34) промежуточных шеек (3, 7, 11, 15) устанавливают угловые жиклеры. При этом сопла этих жиклеров направляют в сторону ближайших коренных шеек. При работе коленчатого вала масло из сопел угловых жиклеров будет разбрызгиваться на сепараторы опорных подшипников.
Затем на коренные шейки (2, 8, 10, 16) коленчатого вала устанавливают опорные подшипники и закрепляют вал в станине. С шатунными шейками (4, 6, 12, 14) соединяют шатуны кривошипно-шатунного механизма. Передний конец вала уплотняют сальником и соединяют с приводным механизмом.
Выходное отверстие шестой осевой ветви (36) подключают к системе смазки компрессора. Подключение предпочтительно осуществлять через полый шток масляного насоса, закрепляемый на боковой поверхности четвертой коренной шейки (16).
При работе компрессора приводной механизм вращает коленчатый вал, который приводит в движение шатуны.
При необходимости очистки масляного канала коленчатый вал снимают со станины, отсоединив шатуны, снимают опорные подшипники, удаляют пробки. Затем выполняют прочистку ветвей масляного канала как описано выше.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом коленчатом валу поршневого оппозитного четырехрядного компрессора заявляемый технический результат: «обеспечение возможности механической прочистки смазочного канала коленчатого вала» достигается за счет того, что коленчатый вал поршневого оппозитного четырехрядного компрессора содержит коренные шейки, шатунные шейки, щеки, масляный канал, состоящий из сообщающихся прямолинейных ветвей. При этом на валу последовательно выполнены первая коренная шейка, первая промежуточная шейка, первая шатунная шейка, первая щека, вторая шатунная шейка, вторая промежуточная шейка, вторая коренная шейка, разделитель, третья коренная шейка, третья промежуточная шейка, третья шатунная шейка, вторая щека, четвертая шатунная шейка, четвертая промежуточная шейка, четвертая коренная шейка. При этом:
- первая осевая ветвь масляного канала выполнена сквозной, а ее выходные отверстия расположены на боковых поверхностях первой коренной шейки и первой щеки;
- радиальная ветвь первой промежуточной шейки соединяет криволинейную поверхность этой шейки с первой осевой ветвью;
- радиальная ветвь первой шатунной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с первой осевой ветвью;
- вторая осевая ветвь соединяет боковую поверхность первой щеки с радиальной ветвью второй коренной шейки;
- радиальная ветвь первой щеки соединяет ее криволинейную поверхность с первой осевой ветвью и проходит через вторую осевую ветвь;
- радиальная ветвь второй шатунной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки со второй осевой ветвью;
- радиальная ветвь второй промежуточной шейки соединяет криволинейную поверхность этой шейки со второй осевой ветвью;
- радиальная ветвь второй коренной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с третьей осевой ветвью;
- третья осевая ветвь выполнена сквозной, а ее выходные отверстия расположены на боковых поверхностях второй и третьей коренных шеек;
- радиальная ветвь третьей коренной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с третьей осевой ветвью;
- четвертая осевая ветвь соединяет боковую поверхность второй щеки с радиальной ветвью третьей коренной шейки;
- радиальная ветвь третьей промежуточной шейки соединяет криволинейную поверхность этой шейки с четвертой осевой ветвью;
- радиальная ветвь третьей шатунной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с четвертой осевой ветвью;
- пятая осевую ветвь выполнена сквозной, а ее выходные отверстия расположены на боковых поверхностях второй щеки и четвертой коренной шейки;
- радиальная ветвь второй щеки соединяет ее криволинейную поверхность с пятой осевой ветвью и проходит через четвертую осевую ветвь;
- радиальная ветвь четвертой шатунной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с пятой осевой ветвью;
- радиальная ветвь четвертой промежуточной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с пятой осевой ветвью;
- радиальная ветвь четвертой коренной шейки соединяет рабочую поверхность этой шейки с шестой осевой ветвью и проходящей через пятую осевую ветвь;
- шестая осевая ветвь проходит по центру коленчатого вала и соединяет боковую поверхность четвертой коренной шейки с радиальной ветвью четвертой коренной шейки.
Промышленная применимость.
Автором полезной модели изготовлен опытный образец заявленной полезной модели, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Заявляемый коленчатый вал поршневого оппозитного четырехрядного компрессора реализован с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлен на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение во всех областях деятельности, где требуется преобразование вращательного движения коленчатого вала в возвратно-поступательное движение крейцкопфа или поршня.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Н.А.Ястребова, А.И.Кондаков, В.Д.Лубенец, А.Н.Виноградов. «Технология компрессоростроения». Издательство «Машиностроение» 1987 г.
2. «Агрегат компрессорный ВШВ-3/100. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 391.314.00.000 ТО». http://www.tit-spb.ru/upload/files/vshv3_100.pdf