Пресс для правки коленчатого вала с гидравлическим приводом (стр. 6 из 12)

Кроме того, при таком способе правки подвергаются силовому воздействию и деформации как искривленный, так и не искривленный участки шейки вала, что снижает качество выправляемых изделий.

Цель изобретения - повышение качества правки иобеспечение возможности правки изделий из хрупких материалов, например из чугуна.

Указанная цель достигается тем, что при правке изделий, включающей установку изделия выпуклой стороной на опору и воздействие на вогнутую часть изделия в направлении опоры двумя инденторами, установленными на границах выправляемого участка, выправляемый участок сжимают усилиями, прикладываемыми инденторами наклонно к изделию в направлении от границ выправляемого участка к опоре.

При предлагаемом способе результирующие выправляющие усилия, прикладываемые инденторами, направленные наклонно к продольной оси изделия, например к шейке коленчатого, вала, своими вертикальными составляющими создают изгибающий момент на вогнутом участке, а горизонтальными составляющими сжимают вогнутый участок.

В результате воздействия нагрузки под инденторами выправляемого блока на поверхности изделия создается сжатие, распространяющееся как вдоль шейки, так и в тело детали. Сжатие в свою очередь вызывает сдвиг слоев металла, вдоль шейки вала, т.е. перпендикулярно направлению направляющего усилия, тем самым участок изделия, находящийся между инденторами выправляющего, блока находится под воздействием продольных сжимающих напряжений, компенсирующих растягивающие напряжения, создаваемые изгибом участка изделия относительно опоры. Таким образом уменьшаются растягивающие напряжения изгиба в плоскости правки, что позволяет увеличить величину изгибающих усилий без опасности поломки изделия.

Формула изобретения.

Способ правки изделий, включающий установку изделия выпуклой стороной на опору и воздействие на вогнутую часть изделия в направлении опоры двумя инденторами, установленными на границах выправляемого участка, отличающийся тем, что, с целью повышения качества правки изделий из хрупких материалов, выправляемый участок сжимают усилиями, прикладываемыми инденторами наклонно к изделию в направлении от границ выправляемого участка к опоре.

2.2 Конструкции прессов для правки коленчатых валов

Кроме исследовании патентного поиска было проведено исследование в области существующих конструкций. Технологической единицей оборудования для восстановления коленчатых валов является пресс для правки модели CP 150 компании «AZspa», который уже используется в области ремонтного оборудования. Имея простую конструкцию, компактность и неприхотливость в использовании, этот пресс является довольно эффективным в своей области эксплуатации.

Привод данной конструкции осуществляется гидравлическим цилиндром , который создает усилие в 8000 кгс. К тому же, давление в гидросистеме создается механическим гидронасосом.

Общий вид пресса CP 150 представлен на рис. 2, а технические характеристики приведены в таблице 15.

Рис.1. Общий вид пресса CP 150 компании «AZspa»

Таблица 15.

Технические характеристики пресса CP 150 для правки коленчатых валов

Характеристика	Величина параметра
Длина стола	1900 мм
Максимальное расстояние между опорами	1600 мм
Высота оси вращения вала над столом	215 мм
Максимальный диаметр шейки	110 мм
Максимальное усилие	8000 кгс
Габариты	2100х850х1300 мм
Вес	280 кгс

Так же, наиболее интересной конструкцией считаю пресс для правки коленчатых валов двигателей автомобилей опубликованного в 2003 г.

Авторами этого изобретения являются: Г.А. Боровиков, Д.Н. Панкратов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и касается правки коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания автомобилей различных марок.

Цель изобретения – эффективность, универсальность и простота эксплуатации.

Пресс состоит (рис. 1) из сварной станины с направляющими для двух пар тяг с перекладинами и установочных призм, силового механизма, в основу конструкции которого положен принцип червячно-винтового редуктора с ручным приводом и клинового механизма, а так же измерительно-контрольного узла.

Конструкция червячно-винтового редуктора состоит из корпуса, в котором расположены червячное колесо с винтовой втулкой. Червяк, изготовленный за одно целое с валом, установленным на двух шариковых радиально-упорных подшипниках по схеме «в распор». Венец червячного колеса конструктивно должен быть изготовлен методом литья в форму с предварительно установленной в нее стальной винтовой втулкой. Опорами винтовой втулки червячного колеса являются роликовые радиально-упорные подшипники. Получение необходимого натяга в этих подшипниках, а также регулирование осевого положения червячного колеса относительно оси червяка обеспечивается двумя кольцами-компенсаторами, расположенными между наружными кольцами роликовых подшипников и упорными фланцами.

Рисунок 2. Пресс для правки коленчатых валов.

Для правки коленчатый вал устанавливают крайними опорными шейками на двух призмах и закрепляют двумя перекладинами при помощи гаек. Затем, вращая рукоятку червячного винта приводят во вращение червячное колесо, в котором в осевом направлении перемешается винт с клином, по наклонной поверхности которого перемещается вверх ролик с направляющей штока, который и осуществляет давление на среднюю коренную опорную шейку коленчатого вала, изгибая при этом его на величину до 3 мм. После этого снимают давление штока на коленчатый вал и производят контроль величины изгиба измерительным блоком с точностью 0,01 мм. Подобные переходы операции правки коленчатого вала осуществляют до тех пор, пока величина изгиба по средней опорной шейке будет не более 0.02 мм.

В качестве прототипа, для дальнейшего использования в конструкционной части дипломного проекта, принимаем конструкцию пресса для правки коленчатых валов двигателей автомобилей авторами изобретения которого являются: Г.А. Боровиков, Д.Н. Панкратов и пресс СР 150 компании «AZspa». Данные конструкции считаю самыми оптимальными, так как они обладают эффективностью, универсальностью и простотой эксплуатации и конструкции.

III. Конструкторская часть

3. Разработка элементов конструкции пресса для правки коленчатых валов

3.1 Назначение, описание конструкции, принцип работы и техническая характеристика пресса

Пресс состоит (рис. 3) из сварной станины с двумя парами тяг, которые можно передвигать относительно оси коленчатого вала, что позволит править коленчатые валы различных автомобилей. В основе конструкции лежит принцип передачи усилия шейки коленчатого вала от гидроцилиндра через клиновый механизм.

Для правки, коленчатый вал устанавливают крайними опорными шейками на крепление и фиксируют при помощи гаек. При включении станка, гидроцилиндр начинает поступательное движение вдоль оси направляющей приводя в действие клиновый механизм, по наклонной поверхности которого перемещается вверх шток, который и осуществляет давление на среднюю коренную опорную шейку коленчатого вала, изгибая при этом его на величину до 5 мм. После этого снимают давление штока на коленчатый вал и производят контроль величины изгиба измерительным блоком с точностью 0,01 мм. Подобные переходы операции правки коленчатого вала осуществляют до тех пор, пока величина изгиба по средней опорной шейке будет не более 0.02 мм.

Рисунок 3. Пресс для правки коленчатых валов.

3.2 Расчет клинового механизма

“А” - Клин, “Б” - Ползун, “В”- Основание.

Рисунок 4. Клиновый механизм.

Сила действующая со стороны клина на шейку коленчатого вала равна:

, (32)

где

- угол трения скольжения на поверхности клина.

а

- угол трения скольжения на основании “В” (рисунок 4).

– угол клина.

Исходное усилие:

3.3 Расчет на смятие коренной шейки коленчатого вала и штока

Коленчатый вал выполнен из Стали 50Г с закалкой с охлаждением в воде:

(33)

Находим площадь смятия для шейки:

(34)

Отсюда по формуле (34) находим:

что значительно меньше допустимого [σ_см] = 4100 кг/см².

Шток выполнен из Стали 45 с закалкой с охлаждением в воде до

HRC 48: