Коленчатые валы тепловозных дизелей выполняют стальными (коваными или штампованными) (см. рис.9) или чугунными (литыми) (см. рис.10). Отечественные тепловозные дизели выполняются главным образом с чугунными литыми (Д100, 11Д45, Д70) и коваными стальными (Д49, Д50, 1Д12) коленчатыми валами.
Надежность коленчатого вала во многом зависит от рационального выбора его размеров и конструктивных форм, от характера его напряженного состояния, от усталостной прочности и сохранения исходного запаса прочности в процессе эксплуатации. При проектировании коленчатого вала необходимо стремиться к уменьшению его массы при одновременном обеспечении требуемой жесткости.
Особое внимание уделяется точности и чистоте обработки валов. Кроме того коленчатые валы быстроходных двигателей подвергают балансировке.
Ориентировочные размеры стальных и чугунных коленчатых валов определяются из соотношений, представленных в табл.7.
Таблица 7.
|
Элементы конструкции |
Материал вала | |
|
коленчатого вала |
Сталь |
Чугун |
|
Диаметр коренной шейки (dк), мм |
(0,61,0)Dц |
(0,851,1)Dц |
|
Диаметр отверстия в коренной шейке (dок), мм |
(0,450,6)dк |
(0,45,55)dк |
|
Диаметр шатунной шейки (dш), мм |
(0,60,85)Dц |
(0,70,85)Dц |
|
Диаметр отверстия в шатунной шейке (dош), мм |
(0,45,6)dш |
(0,25,3)dш |
|
Длина коренной шейки (lк), мм |
(0,50,7)dк |
(0,30,48)dк |
|
Длина шатунной шейки (lш), мм |
(0,650,85)dш |
(0,55,75)dш |
|
Толщина щек (вк), мм |
(0,15,4)Dц |
(0,2,35)Dц |
|
Ширина щек (в), мм |
(0,91,5)Dц |
(0,81,7)Dц |
|
Радиус галтели (r), мм |
(0,05,08)Dц |
(0,060,07)Dц |
|
Расстояние между осями цилиндров (i), мм |
(1,351,8)Dц |
(1,351,8)Dц |
Выбранные размеры шеек коленчатого вала проверяют на величины допускаемых удельных давлений и окружных скоростей vср. Эти величины определяют условия работы подшипников и сроки их службы. При высоких удельных давлениях и окружных скоростях может происходить выдавливание масляного слоя, разрушение антифрикционного слоя подшипника и ускоренный износ шеек вала.