устройство для нанесения покрытий на шатунные шейки коленчатых валов

Формула изобретения

1. Устройство для нанесения покрытия на шатунные шейки коленчатых валов, содержащее привод вращения коленчатого вала, блок управления им, распылительную головку, ее привод, блок выбора шеек и датчик угла поворота, который соединен с приводом вращения коленчатого вала и через блок выбора шеек с блоком управления, а последний с приводом коленчатого вала, отличающееся тем, что устройство снабжено тахометром коленчатого вала, а привод перемещения распылительной головки выполнен в виде кривошипно-кулисного механизма, причем вход блока управления подключен к тахометру и дополнительно к датчику угла поворота.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления содержит усилитель-формирователь, управляющую микроЭВМ и усилитель мощности, при этом выход усилителя-формирователя связан с портом ввода микроЭВМ, выходной порт которой соединен с входом усилителя мощности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для нанесения покрытия распылением и может быть использовано для нанесения покрытия на шатунные шейки коленчатых валов различных типов двигателей.

Известна установка для нанесения покрытий на шатунные шейки коленчатого вала, содержащая устройство крепления коленчатого вала, выполненное в виде план-шайбы со смещенным центром вращения [1]

Недостатком данной установки является необходимость перестановки коленчатого вала перед каждой обработкой следующей шатунной шейки и необходимость наличия набора план-шайб для различных типов коленчатых валов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для нанесения покрытия на шатунные шейки коленчатого вала, снабженное распылительной головкой, приводами коленчатого вала и распылительной головки, датчиком угла поворота, блоком выбора шеек и блоком управления [2]

Недостатками прототипа являются его конструктивная сложность (наличие в нем дополнительных рабочих коленчатых валов, зубчатых колес, большого числа подшипников) и необходимость использования набора рабочих коленчатых валов для различных типов валов.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства и расширение с его помощью номенклатуры обрабатываемых деталей.

Это достигается тем, что устройство для нанесения покрытия на шатунные шейки коленчатых валов, содержащее привод вращения коленчатого вала, блок управления им, распылительную головку, ее привод, блок выбора шеек и датчик угла поворота, который соединен с приводом вращения коленчатого вала и через блок выбора шеек с блоком управления, а последний с приводом коленчатого вала. Устройство дополнительно снабжено тахометром коленчатого вала, а привод перемещения распылительной головки выполнен в виде кривошипно-кулисного механизма, причем вход блока управления подключен к тахометру и дополнительно к датчику угла поворота.

Указанная задача также достигается тем, что блок управления содержит усилитель-формирователь, управляющую микроЭВМ и усилитель мощности. При этом выход усилителя-формирователя связан с портом ввода микроЭВМ, выходной порт которой соединен с входом усилителя мощности.

Предлагаемое устройство практически применимо. Его опытный образец сделан и опробован авторами. Сравнение заявляемого технического решения с прототипом и другими общедоступными источниками позволило установить соответствие его критерию "новизна". Совокупность признаков, характеризующих данное техническое решение, как ранее известных так и предложенных авторами, позволяют утверждать, что оно соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображено устройство для нанесения покрытия на шатунные шейки коленчатого вала; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 измерительный блок; на фиг. 4 схема управления устройством.

Установка содержит центры 1 и 2 для установки коленчатого вала 3, распылительную головку 4, ее привод перемещения 5, привод вращения 6 коленчатого вала 3, измерительный блок 7, блок выбора шеек 8 (БВШ) и блок управления 9 (БУ). Привод перемещения 5 распылительной головки 4 выполнен в виде кривошипно-кулисного механизма и содержит ползун 10, кулису 11, стойку 12, прижимные ролики 13-15 разъемную крышку 16, ее направляющую 17 и винт 18. На ползуне 10 установлены прижимные ролики 14, 15 и направляющая 17. Прижимной ролик 13, установлен на разъемной крышке 16, а она, в свою очередь, на направляющей 17. Привод вращения 6 коленчатого вала 3 содержит электродвигатель 19 к которому подсоединен тиристорный регулятор 20. Измерительный блок 7 включает в себя тахометр 21 и датчик 22 угла поворота центров. Тахометр 21 подключен к входу БУ 9, а датчик 22 угла поворота центров соединен с входом БВШ 8 и с входом БУ 9. Выход БВШ 8 подключен к входу БУ 9, а выход последнего связан с приводом вращения 6.

Измерительный блок 7 содержит светоизлучатель 23, металлический модуляционный диск 24, ограничивающую диафрагму 25 и фотодиоды 26-33. Диск 24 имеет три системы пазов 34-37, для измерения угловой скорости 34 (тахометр 21), углового положения 35 (датчик угла поворота центров 22) и для задания нулевой метки отсчета 36. Причем пазы 36 расположены по спирали таким образом, что формируемый каждым пазом 36 световой импульс начала отсчета попадает на один из фотодиодов 28-33, соответствующих выбранному типу коленчатого вала и номеру обрабатываемой шатунной шейки. За диском 24 расположена ограничивающая диафрагма 25, а за ней фотодиоды 26-33. По другую сторону диска 24 находится светоизлучатель 23, состоящий из источника света 37 и конденсатора 38. Блок БВШ 8 содержит переключатель 39 выбора углового смещения шатунных шеек коленчатого вала 3 относительно друг друга соответственно на 90, 120 и 180^o и три группы 40-42 кнопочных переключателей 43-51. Вход переключателя 39 соединен с выходами групп 40-42 кнопочных переключателей 43-51. Входы 43-46 первой группы 40 переключателей соединены с анодами 28,29,31 и 33 фотодиодов, второй группы 41 с анодами 28, 30 и 32 фотодиодов и третей группы 42 с анодами 28 и 30 фотодиодов. Выход переключателя 39 соединен с входом БУ 9. БУ 9 содержит усилитель-формирователь 5, управляющую микроЭВМ 53 и усилитель мощности 54, причем выход усилителя-формирователя 52 подключен к порту ввода микроЭВМ 53, выходной порт которой соединен с входом усилителя мощности 54, а выход последнего связан с приводом вращения 6.

Устройство работает следующим образом.

Коленчатый вал 3 устанавливают в центры 1 и 2. Затем ползун 10 кривошипно-кулисного механизма при помощи прижимных роликов 13-15 и разъемной крышки 16 соединяют с обрабатываемой шатунной шейкой, причем фиксирование разъемной крышки 16 осуществляют винтом 18. После этого коленчатый вал 3 выставляют в положение, при котором ось обрабатываемой шатунной шейки пересекает линию, соединяющую оси вращения коленчатого вала 3 и кривошипно-кулисного механизма. После чего диск 24 фиксируют в положении, при котором один из пазов 36 нулевой метки совмещен с фотодиодом 28. В БВШ 8 переключатель 39 фиксируют в позицию, соответствующую угловому смещению шатунных шеек относительно друг друга на 90, 120 или 180^o в зависимости от типа коленчатого вала. После этого в БВШ 8 нажимают кнопку 43, 47 или 49 в зависимости от положения переключателя 39, которая соответствует первой шатунной шейке.

Включают привод вращения. В процессе вращения коленчатого вала 3 распылительная головка 4 на ползуне 10, движется возвратно-поступательно в кулисе 11, которая, в свою очередь, совершает вращательно-колебательное движение. При этом расстояние от распылительной головки 4 до обрабатываемой шатунной шейки 54 постоянно. Во время вращения коленчатого вала 3 пазы 34-36 диска 24 в измерительном блоке 7 формируют световые импульсы от светоизлучателя 23, которые, проходя через диафрагму 25, попадают на фотодиоды 26-33, где преобразуются в электрические сигналы. Причем фотодиод 28 формирует сигнал начала отсчета углового положения коленчатого вала 3. Фотодиод 26 формирует сигнал угловой скорости вращения коленчатого вала 3, а фотодиод 27 - сигнал углового положения коленчатого вала 3. С тахометра 21 подается сигнал усредненной мгновенной угловой скорости на вход БУ 9. С датчика 22 угла поворота центров поступает сигнал углового положения коленчатого вала 3 также на вход БУ 9, а сигнал нулевого отсчета на вход БВШ 8. В БУ 9 происходит сравнение измеренного значения угловой скорости с заданным для данного углового положения коленчатого вала 3 по закону:



где

угловая скорость вращения коленчатого вала;

w_отн относительная угловая скорость шатунной шейки относительно плазмотрона;

r радиус кривошипа коленчатого вала;

_o кратчайшее расстояние от траектории оси шатунной шейки до оси вращения кулисы кривошипно-кулисного механизма;

текущий угол поворота коленчатого вала относительно нулевого положения.

В зависимости от рассогласования значений этих сигналов происходит микропрограммное формирование управляющего сигнала с выхода БУ 9 на привод вращения 6, так чтобы угловая скорость вращения обрабатываемой шатунной шейки относительно распылительной головки 4 была постоянной.

Перед обработкой следующей шатунной шейки необходимо отсоединить ползун 10 кривошипно-кулисного механизма от предыдущей обработанной шейки, сняв разъемную крышку 16. Переместить кривошипно-кулисный механизм вдоль оси центров 1 и 2 до следующей обрабатываемой шатунной шейки и соединить с ней. После этого в БВШ 8 нажать кнопку 44, 48 или 51 в зависимости от положения переключателя 39, соответствующая второй обрабатываемой шатунной шейке. При этом происходит переход к новой нулевой метке 36 в диске 24, соответствующей угловому смещению шатунных шеек относительно друг друга. Включают привод вращения 6. Регулирование угловой скорости вращения коленчатого вала 3 происходит так же, как и для предыдущей шейки. Аналогично производится обработка других шатунных шеек.

Настройку устройства на коленчатые валы, у которых шатунные шейки имеют другие размеры, осуществляют перемещением разъемной крышки 16 вдоль направляющей 17 и фиксацией ее с помощью винта 18.

Предлагаемое устройство для нанесения покрытия на шатунные шейки коленчатых валов, по сравнению с прототипом, позволяет уменьшить время на подготовительно-заключительные операции и повысить производительность за счет расширения номенклатуры обрабатываемых деталей.