Гидродробеструйная установка для упрочнения валов

 

Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано для упрочнения валов различных двигателей. Гидродробеструйная установка содержит рабочую камеру с размещенными в ней передним и задним валами с центрами для установки упрочняемого вала. Предусмотрены привод их вращения, ресивер с эжекторными устройствами и рабочие сопла для направления потока жидкости с дробью. Рабочие сопла соединены с эжекторными устройствами гибкими шлангами, направленными вверх, с расположением осей сопел в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения упрочняемого вала. Передний и задний валы снабжены планшайбами с соосно установленными дополнительными центрами для упрочнения шатунных шеек и с радиально расположенными отверстиями для базирующего штифта, ввернутого в задний фланец упрочняемого вала. Передний вал соединен с задним посредством установленного за рабочей камерой продольного вала с двумя цепными передачами и натяжителями для синхронного вращения валов. Данная установка имеет простую конструкцию и высокие эксплуатационные характеристики. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к производству и ремонту автомобилей, содержащих любые валы, включая коленчатые валы, и направлено на повышение их долговечности и надежности. Оно может быть применено также для валов других двигателей, например тракторных, судовых и т.п., прежде всего для мелкосерийных и единичных производств.

Известны гидродробеструйные установки, предназначенные для упрочнения деталей типа валов [1, 2, 3].

В качестве прототипа принята гидродробеструйная установка для поверхностного упрочнения деталей типа коленчатых валов (К/В) [1], содержащая рабочую камеру с размещенными в ней передним и задним валами с центрами для установки обрабатываемых К/В, а также с передним приводом для их вращения, включающим трехкулачковый патрон для жесткого зажима К/В, особенно для упрочнения шатунных шеек К/В, и соответственно противовес для уравновешивания при этом смещенной массы К/В, эжекторные устройства и рабочие сопла для направления потока жидкости с дробью в виде шариков на поверхность детали, насосную станцию.

К недостаткам данного устройства относятся:

1. Сложность конструкции установки, имеющей две камеры, из которых одна предусмотрена для настройки давления жидкости в связи с изменением расстояния от среза рабочего сопла до обрабатываемой поверхности.

2. Сложность настройки установки на упрочнение шеек различных К/В, что имеет место как в небольших автомобильных производствах, и тем более в авторемонтных предприятиях, так как все сопла находятся под упрочняемым валом в жидкости и их визуально не видно.

3. Отсутствие направленного упрочнения галтелей шеек коленчатых валов кроме использования распыла.

4. Возможность появления задиров на обрабатываемой поверхности детали, что связано с наличием при обработке деталей мелких частиц (как результат "шелушения" от перенаклепывания поверхности детали) и возможного попадания этих частиц в зону контакта упрочняемой поверхности вала и накидной скобы.

5. Подача в ресивер жидкости в направлении, параллельном днищу ресивера, исключает возможность замены многоканальных форсунок на одноканальные.

6. При упрочнении шейки К/В, имеющей ширину, превышающую диаметр активного отпечатка потока дроби, необходимо применять переустановку сопла, т.е. производить обработку за несколько переходов.

Задачей изобретения является упрощение конструкции установки и повышение ее эксплуатационных характеристик, устраняющие вышеперечисленные недостатки.

Поставленная задача обеспечивается за счет того, что рабочие сопла соединены с эжекторными устройствами гибкими шлангами, идущими вверх, и выведены так, что оси их находятся в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения упрочняемого вала, при этом передний и задний валы установки имеют планшайбы с установленными соосно смещенными центрами (для упрочнения шатунных шеек) и радиально расположенные отверстия для размещения базирующего штифта, вворачиваемого в задний фланец коленчатого вала, а передний вал соединен с задним при помощи продольного вала, установленного за рабочей камерой, посредством двух цепных передач с натяжителями, обеспечивающими синхронность вращения обоих валов. При этом вдоль рабочей камеры установлена рейка, например, прямоугольного сечения, содержащая подпружиненные скобы со штырями в верхней части, по количеству равные числу рабочих сопл в данной установке, связанная с приводом для возвратно-поступательного перемещения рейки, например с гидравлическим приводом, настроенного так, чтобы продольные колебания не были синхронными с частотой вращения обрабатываемого вала, а каждое рабочее сопло имеет в зоне своей выходной части ось, направленную вниз перпендикулярно к оси сопла и контактирующую с опорной втулкой, установленной на переднем базовом угольнике установки, и в задней части своего вертикального участка имеет планку с прорезью, контактирующей со штырем скобы. И, наконец, для того чтобы в ресивере все форсунки эжекторных устройств имели отверстия больше диаметра дроби в несколько раз, патрубок подачи рабочей жидкости в ресивер наклонен под углом к нижней плоскости ресивера, достаточным для создания барботажа и вылетания дробинок из полости ресивера через форсунки.

Сущность изобретения приведена на чертежах, где на фиг.1 показан общий вид установки, вид спереди; на фиг.2 - вид на установку справа в разрезе; на фиг.3 - механизм качательного перемещения сопл.

Гидродробеструйная установка для упрочнения валов содержит рабочую камеру 1 (фиг.1), имеющую в нижней части ресивер 2 с эжекторными устройствами 3 (фиг.2), соединенными с рабочими соплами 4 гибкими шлангами 5. В верхней части рабочей камеры 1 имеются два угольника 6, передний - базовый угольник 6, служащий для базирования и закрепления различных узлов установки, и задний угольник 6, расположенные углами вверх (для стекания дроби), которые проходят через стенки камеры и служат базовыми (направляющими) для передней бабки 7, которая закреплена неподвижно, и задней бабки 8, имеющей возможность перемещаться вдоль направляющих 6 при поджиме детали к передней бабке 7 или при установке К/В разной длины.

Для вращения К/В при его упрочнении служит мотор-редуктор 9, вращение от которого передается к передней 7 и задней бабке 8 через цепные передачи 10 и 11, обеспеченные натяжителями и соединенные между собой продольным валом 12, проходящим за рабочей камерой 1.

На оси 13 передней бабки 7 установлена планшайба 14, на которой по оси вала имеется основной центр 15 и дополнительные центры 16, предусмотренные для упрочнения шатунных шеек К/В различных двигателей с размещением на соответствующих радиусах. Для фиксации упрочняемого вала относительно центра 16 выполняются два (например, для ДВС ВАЗа) или три (для ДВС ЗИЛа) отверстия 17 под штифт, который ввернут в задний фланец К/В для базирования его при упрочнении конкретной шатунной шейки К/В.

Рабочие сопла 4, расположение осей которых находится в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения упрочняемого вала, имеют в зоне своей выходной части ось 18, направленную вниз перпендикулярно к оси сопла и контактирующую с опорной втулкой 19, установленной на переднем базовом угольнике установки 6 с элементом фиксации. В задней части своего вертикального участка каждое рабочее сопло 4 имеет планку 20 с прорезью, контактирующей со штырем 21 подпружиненной скобы 22, размещенной на рейке 23, например, прямоугольного сечения и связанной с приводом, например гидравлическим 24 (фиг.3), для возвратно-поступательного перемещения рейки 23. Для регулировки угла качания рабочих сопл 4 установлен упор 25 и два концевых переключателя 26, при этом продольные колебания не должны быть синхронными с частотой вращения упрочняемого вала.

Рабочая камера 1 соединена с насосной станцией 27 двумя патрубками, а именно патрубком 28 для отвода жидкости, который непосредственно связан с фильтром 29, установленным вдоль всей камеры 1, и патрубком 30, служащим для подачи жидкости под давлением в ресивер 2 камеры 1, при этом часть патрубка 31, которая вводится в ресивер, выполнена под углом к днищу ресивера 2, например под углом 20-40 град, достаточным для того, чтобы создать барботаж, поднимающий имеющиеся шарики со дна ресивера 2 и выводящий их с потоком жидкости в рабочую зону.

Для поддержания оси 32 задней бабки 8 при обработке коротких или массивных К/В устанавливается в рейках 33 и 34 неподвижный люнет 35.

При этом необходимым условием при упрочнении шатунных шеек должно быть соосное смещение центров 16, радиально расположенные отверстия 17 для базирующего штифта, ввернутого в задний фланец упрочняемого вала

Порядок гидродробеструйного упрочнения на предлагаемой установке, после того как в задний фланец К/В вворачивается штифт или на гладкий вал одевается хомутик, несколько отличен для условий упрочнения коренных или шатунных шеек.

Для упрочнения гладких валов или коренных шеек К/В 36 вал устанавливается в основные центры 15 с помещением штифта в отверстие передней планшайбы 14 и поджимом задним центром за счет перемещения задней бабки 8. После этого рабочие сопла 4 перемещают при скольжении опорной втулки 19 вдоль переднего уголка 6 до центра обрабатываемой шейки К/В. До этого же положения подводится соответствующая подпружиненная на отжим скоба 22 за счет нажатия (сверху вниз) на нее и перемещения вдоль рейки 23, имеющей по нижнему торцу поперечные зубцы, которая должна стоять в исходном номинальном положении, т.е. когда упор 25 находится в среднем положении и концевики 26 настроены на заданный угол качания. После этого или в процессе этого рабочее сопло 4 приподнимают и совмещают прорезь планки 20 со штырем 21 скобы 22. Далее закрывается крышка 37 и пускателем 38 запускается установка в работу. Время упрочнения обеспечивается реле времени (не показано).

Для упрочнения шатунных шеек К/В 36 вал устанавливается в смещенные центры 16 с помещением фиксирующего штифта в соответствующее отверстие 17 на планшайбе 14. После чего все дальнейшие действия аналогичны предыдущему случаю, когда обеспечивается равномерное упрочнение всей поверхности шейки К/В, включая галтели.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. А.с. №1798141. Дробеструйная установка для поверхностного упрочнения изделий. Авторы: Петросов В.В., Зайцев С.Н., Мандрин С.А.. Бюл. №8, 1993 г.

2. А.с. №197652. Дробеструйная установка. Автор: Петросов В.В. Бюл. №13, 1967 г.

3. А.с. №1006195. Гидродробеструйная установка. Авторы: Петросов В.В., Овсеенко А.Н., Клюшин А.Р., Жура Г.Ф.. Бюл. №11, 1983 г.

Формула изобретения

1. Гидродробеструйная установка для упрочнения валов, в том числе коленчатых, содержащая рабочую камеру с размещенными в ней передним и задним валами с центрами для установки упрочняемого вала, привод их вращения, ресивер с эжекторными устройствами, рабочие сопла для направления потока жидкости с дробью на поверхность детали и насосную станцию, отличающаяся тем, что рабочие сопла соединены с эжекторными устройствами гибкими шлангами, направленными вверх с расположением осей сопел в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения упрочняемого вала, а передний и задний валы снабжены планшайбами с соосно установленными дополнительными центрами для упрочнения шатунных шеек, смещенными относительно упомянутых центров, и с радиально расположенными отверстиями для базирующего штифта, ввернутого в задний фланец упрочняемого вала, при этом передний вал соединен с задним посредством установленного за рабочей камерой продольного вала с двумя цепными передачами и натяжителями для обеспечения синхронного вращения валов.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена передним базовым угольником и установленной вдоль всей рабочей камеры рейкой, например, прямоугольного сечения, имеющей подпружиненные скобы в количестве, равном числу рабочих сопел, со штырями в верхней части и связанной с приводом ее возвратно-поступательного перемещения, например, гидравлическим, настроенным на частоту продольных колебаний, несинхронную с частотой вращения упрочняемого вала, при этом каждое сопло в зоне своей выходной части выполнено с осью, направленной вниз перпендикулярно его оси, и с опорной втулкой, контактирующей с упомянутой осью и установленной на переднем базовом угольнике, а в задней части вертикального участка сопло имеет планку с прорезью, контактирующую со штырем скобы.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что все форсунки эжекторных устройств ресивера выполнены с отверстиями, диаметр которых в несколько раз больше диаметра дроби, а патрубок насосной станции для подачи рабочей жидкости в ресивер наклонен к нижней плоскости последнего под углом, достаточным для создания барботажа и вылета дроби, выполненной в виде шариков, из полости ресивера через форсунки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3