устройство для угловой ориентации шатунных шеек коленчатых валов при шлифовании

Формула изобретения

Устройство для угловой ориентации шатунных шеек коленчатых валов при шлифовании, содержащее основание, стойку с призмой-шаблоном и рычажный механизм для подъема и опускания призмы-шаблона, отличающееся тем, что устройство снабжено отсчетным узлом, содержащим направляющую, жестко соединенную со стойкой, каретку на шариковых опорах в сепараторах с установленной на ней призмой-шаблоном, имеющую возможность перемещаться относительно направляющей перпендикулярно оси шпинделя станка, ограничители, в одном из которых закреплен измеритель линейных перемещений для измерения величины перемещения каретки, а в другом - калибр для установки каретки с призмой-шаблоном в положение, обеспечивающее совмещение оси симметрии призмы-шаблона с осью стойки, и цанговый зажим, предназначенный для крепления каретки с призмой-шаблоном относительно стойки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроительному и ремонтному производству и может быть использовано для обеспечения оптимальной угловой ориентации шатунных шеек коленчатых валов при шлифовании.

Угловое расположение шеек коленчатого вала оказывает значительное влияние на показатели работы двигателя внутреннего сгорания. Поэтому при изготовлении и восстановлении коленчатых валов необходимо строго соблюдать точность углового расположения шатунных шеек.

Известно устройство для обработки коленчатых валов (Авт. св. 1825671, 1993), содержащее основание, на котором размещены базовые элементы, выполненные в виде призм, и ориентирующие упоры с рабочими поверхностями. Устройство снабжено установленными на основании горизонтальными направляющими, перпендикулярными установочной оси коленчатого вала, с размещенными в них друг напротив друга двумя каретками, оснащенными приводом их синхронного схождения-расхождения, и установочными плитами, причем ориентирующие упоры закреплены на плитах так, что их рабочие поверхности расположены попарно оппозитно и равноудаленно относительно теоретической оси соответствующих шеек.

К недостаткам устройства можно отнести сложность конструкции, а также сложность применения данного устройства для базирования коленчатых валов непосредственно при восстановлении, а именно шлифовании на станках.

Известно устройство, предназначенное для ориентации шатунных шеек коленчатых валов при шлифовании на станках (Казарцев В.И. Ремонт машин. - Л.: Сельхозиздат, 1961), содержащее основание, стойку с призмой-шаблоном и рычажный механизм для подъема и опускания призмы-шаблона.

К недостаткам устройства относятся невозможность оценки отклонения углового расположения шатунных шеек от нормативного значения (дефекта скрученности) при установке коленчатого вала для шлифования шатунных шеек и, как следствие, значительные затраты времени при базировании коленчатого вала.

Техническая задача: увеличение производительности и повышение точности обработки, а также повышение долговечности коленчатых валов путем увеличения количества возможных ремонтов за счет повышения точности базирования при шлифовании с оптимальным учетом скрученности коленчатого вала.

Это достигается тем, что устройство, содержащее основание, стойку с призмой-шаблоном и рычажный механизм для подъема и опускания призмы-шаблона, имеет отсчетный узел, содержащий направляющую, жестко соединенную со стойкой, каретку на шариковых опорах в сепараторах с установленной на ней призмой-шаблоном, имеющую возможность перемещаться относительно направляющей перпендикулярно к оси шпинделя станка, ограничители, в одном из которых закреплен измеритель линейных перемещений, например индикатор часового типа для измерения величины перемещения каретки, а в другом - калибр для установки каретки с призмой-шаблоном в положение, обеспечивающее совмещение оси симметрии призмы-шаблона с осью стойки, и цантовый зажим, предназначенный для закрепления каретки с призмой-шаблоном относительно стойки.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; фиг.2 - то же, вид сверху; фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; фиг.4 - отсчетный узел, вид сверху без призмы-шаблона и измерителя перемещений; фиг.5 - схема применения устройства при базировании коленчатого вала на шлифовальном станке; фиг.6 - то же, вид сверху.

Устройство для угловой ориентации шатунных шеек коленчатых валов при шлифовании включает в себя основание 1, стойку 2, рычажный механизм 3 для подъема и опускания отсчетного узла 4 с призмой-шаблоном 5, с возможностью контакта с шатунной шейкой коленчатого вала 6 в процессе его базирования.

Отсчетный узел 4 содержит направляющую 7 с прямолинейными канавками для шариковых опор, жестко соединенную со стойкой 2, каретку 8 на шариковых опорах в сепараторах с установленной на ней призмой-шаблоном 5, имеющую возможность перемещаться относительно направляющей 7, ограничители 9, предназначенные для установки в одном из них индикатора часового типа 11, а во втором - калибра 10, между которыми располагается каретка 8 с призмой-шаблоном 5 в процессе ее установки в положение, обеспечивающее совмещение оси симметрии призмы-шаблона 5 с осью стойки 2, и цанговый зажим 12, жестко соединенный с направляющей 7 для фиксации каретки 8 с призмой-шаблоном 5 относительно стойки 2.

Для обеспечения малых усилий перемещения и плавности хода каретки 8 отсчетный узел 4 оснащен прижимной рамкой 13, которая обеспечивает создание усилия прижима каретки 8 через шариковые опоры в сепараторах к направляющей 7 с помощью пружин 14. Регулирование усилия прижима каретки 8 осуществляют изменением натяжения пружин 14 резьбовыми шпильками 15.

Угловую ориентацию шатунных шеек коленчатого вала при базировании на шлифовальном станке с помощью данного устройства осуществляют в три стадии:

1. Производят предварительное угловое ориентирование оси шатунной шейки, принятой за базовую, например первой, в вертикальной плоскости, совпадающей с осью вращения шпинделя станка. Для этого коленчатый вал 6 устанавливают в установочные элементы шлифовального станка, например в трехкулачковые патроны, без окончательного закрепления с визуальным ориентированием выбранной шатунной шейки в вертикальной плоскости при нижнем ее положении. Затем производят наладку отсчетного узла 4, для чего смещают калибр 10 до упора в ограничитель 9 с обеспечением его контакта с кареткой 8 и фиксируют каретку 8 цанговым зажимом 12. После этого к выбранной шатунной шейке подводят до соприкосновения призму-шаблон 5, поджатием которой с помощью рычажного механизма 3 устройства ориентируют положение оси выбранной шатунной шейки в вертикальной плоскости, совпадающей с осью вращения шпинделя станка. Производят предварительное закрепление коленчатого вала.

2. Измеряют отклонение углового расположения осей шатунных шеек коленчатого вала относительно оси базовой шейки. Для этого предварительно производят наладку отсчетного узла в режим измерения путем отвода калибра 10 и перевода цангового зажима 12 в состояние снятия фиксации каретки 8 с установленной на ней призмой-шаблоном 5 относительно направляющей 7 отсчетного узла 4. Далее призму-шаблон 5 подводят до соприкосновения с базовой шейкой с помощью рычажного механизма 3, производят установку индикатора часового типа 11 на ноль с натягом. Затем рычажным механизмом 3 отсчетный узел 4 переводят в нижнее положение, устройство перемещают к следующей шатунной шейке, подводят до соприкосновения с ней призму-шаблон 5 и по показанию индикатора часового типа 11 определяют отклонение углового расположения оси контролируемой шатунной шейки l относительно оси базовой шейки. Аналогично производят измерения отклонений углового расположения осей остальных шатунных шеек коленчатого вала.

3. Оценивают соотношения полученных отклонений осей шатунных шеек по направлению и абсолютной величине. Результат оценки определяют по среднему значению отклонений l_ср. между максимальным l_max и минимальным l_min значениями с учетом их знака (положительный знак присваивают отклонениям по часовой стрелке, отрицательный - для отклонений против часовой стрелки при взгляде со стороны переднего конца коленчатого вала):

l_ср = (l_max+l_min)/2.

Корректировку базирования коленчатого вала осуществляют с использованием отсчетного узла устройства смещением базовой шейки путем контролируемого поворота коленчатого вала на величину среднего значения отклонений l_ср. с учетом его знака.

Применение данного устройства в производственных условиях позволит повысить производительность и точность шлифования коленчатых валов, а также повысить долговечность коленчатых валов за счет увеличения количества возможных ремонтов посредством повышения точности базирования при шлифовании с оптимальным учетом скрученности коленчатого вала.