Пристрій для контролю геометрії корінних та шатунних шийок колінчастих валів

Винахід стосується вимірювальної техніки, зокрема контролю геометричних параметрів колінчастих валів двигунів внутрішнього згорання, наприклад, під час ремонту. Відомим є автомат для контролю шатунних шийок колінчастих валів, що складається з двох основ, на кожній з яких встановлено дві базові призми, приводу обертання колічастого вала, вимірних скобів, що контактують з відповідними шатунними шийками і з механізму переміщення скобів під час вимірювання колінчастого вала [1]. Автомат є найближчим щодо сукупності суттєвих ознак пристрою. У відомому автоматі для контролю шатунних шийок колінчастий вал встановлюється на призми з базуванням по крайніх корінних шийках, використовуються рухомі вимірні засоби, що разом знижує точність вимірювання. Крім того, використовува ти відомий автомат можна лише для визначення діаметрів шатунних шийок і цілком неможливо визначити технічний стан колінчастого вала з врахуванням технічних умов щодо геометрії корінних і шатунних шийок: єдність категорії розміру корінних та шатунних шийок, допуск на радіус кривошипів, допуск кутового розташування осей шатунних шийок, допуск непаралельності осей корінних та шатунних шийок, допуск циліндричності корінних та шатунних шийок. Вимірювання окремо кожного з цих параметрів не дають певності про вид та числове значення дефекта корінної чи шатунної шийки, а також є трудомістким. Мета винаходу - розширити можливості пристрою - здійснювати контроль шатунних і корінних шийок з врахуванням всіх те хнічних вимог, а також підвищити його точність і продуктивність. Поставлена мета досягається тим, що пристрій для контролю геометрії корінних та шатунних шийок колінчастих валів складається з основи, що нерухома, і основи, яку можна переміщати вздовж напрямних, які зв'язують ці основи. До складу пристрою входять співвісні, кінематично незв'язані центрозміщувачі, що виконані у вигляді двох валів, які можуть обертатися в основах, з напресованими на них планшайбами. В кожній планшайбі з ексцентриситетом, що відповідає радіусу кривошипів колінчастого вела, нерухомо кріпляться центри. Для забезпечення точності І надійності базування колінчастого вала по кінематично незв'язаних центрах в конструкції передбачено дві повідкові шайби, які можуть обертатися на центрах. До однієї планшайби прикріплено кронштейн з гвинтами, за допомогою яких регулюється положення хомута, що сидить на шийці колінчастого вала під шків. Інша повідкова шайба має конічні штифти , що входять в отвори фланця колінчастого вала і унеможливлюють його перекіс на центрах під час вимірювання. Корінні і шатунні шийки колінчастого вала дефектуються з одного установу на центрах універсальними вимірювальними засобами, наприклад, індикаторами годинникового типу, що змонтовані на штанзі і в планці каретки, яку можна переміщати вздовж напрямних, осі яких паралельні спільній осі центрів і спільній осі центрозміщувачів, що дає змогу врахува ти вимогу паралельності осей шийок колінвала. Колінчастий вал можна повертати вручну на центрах з відкріпленим болтом хомута і зафіксованій планшайбі, або навколо осі валів центрозмішувачів. В другому випадку є можливість регулювати положення шатунної шийки відносно осі валів центрозміщувачів, яке здійснюють з допомогою гвинтів, які впираються в хомут. Є також можливість повертати колінчастий вал на центрах на фіксований кут, який відповідає куту між отворами планшайби і позиційному куту між осями шатунних шийок колінчастого вала. Це дає змогу під час контролю шатунних шийок виявити дефект скручення колінчастого вала. Пристрій для контролю геометрії корінних і шатунних шийок колінчастих валів відрізняється тим, що складається з двох основ: нерухомої і основи, що може переміщатись вздовж циліндричних напрямних; з двох співвісних, кінематичне незв'язаних центрозміщувачів, що можуть обертатися в основах; з дво х повідкових шайб; з каретки, що може переміщатись вздовж напрямних разом з універсальним засобом відносного методу вимірювання, наприклад, індикатором годинникового типу, що закріплений на штанзі. Фіг.1 містить частину загального виду пристрою для контролю геометрії корінних та шатунних, шийок колінчастого вала, а саме: нерухомої основи 1 з валом 3, планшайбою 7, центром 24, що утворюють центрозміщувач. На цій ж фігурі зображено повідкову шайбу 9, зокрема й на розрізі Б - Б. На фі г.1 зображено також каретку 18 з маятником 19 і штангою 20. Каретка може переміщатись вздовж напрямних, які вже позначені на іншій частині загального вигляду пристрою фіг.2 - позиціями 16, 17. На фіг.2 показано другу частину того ж виду пристрою, а саме: основи рухомої 2 з валом 4, планшайбою 8, центром 25, що утворюють центрозміщувач, поводкової шайби 28 з штифтами 27 і додатковий вигляд механізму затискання колінчастого вала 29 в центрах - на розрізі А - А. На фіг.3 у вказаному масштабі показані круглограми шатунних шийок 5 - 8 нового колінчастого вала, які побудовані з використанням пристрою. Позиціями 1 - 4 позначені номінальні профілі з їх номінальним розміщенням цих шатунних шийок. Позиціями 9 - 12 позначені номінальні профілі шатунних шийок зі зміщенням від їх номінального положення. Точка O - уявна вісь корінних шийок колінчастого вала. Точки O1 O4 - уявні осі шатунних шийок, точки C1 - C4 - уявні зміщені осі шатунних шийок. Пристрій для контролю геометрії корінних та шатунних шийок колінчастих валів виго товлений таким чином, що корпуси основ 1, 2 містять запресовані в них втулки 5, 6 з антифрикційного матеріалу, в яких можуть обертатися вали 3, 4. Мінімальний зазор у спряженні вал-втулка Smin = 0,0мм, максимально можливий - Smax = 0,02мм, що уможливлює потрібну точність роботи пристрою. На вал 3 напресовано планшайбу 7, на периферії якої висвердлено чотири отвори для фіксування повідкової шайби 9, допуск кута між осями яких значно менший від допуску скрученості шатунної шийки, на вал 4 - планшайбу 8. Від осі валів 3, 4 на ексцентриситет, завбільшки з радіус кривошипу колінчастого вала, в планшайбах 7, 8 зміщені центри 24, 25. Центри спряжені з планшайбами по конусі Морзе. Центр 24 має циліндричний поясок, на якому з максимально можливим зазором Smax = 0,064мм може обертатися повідкова шайба 9. До повідкової шайби 9 прикріплено кронштейн з двома регулювальними гвинтами 10, 11. Гвинти 10, 11 мають дрібний крок різі і впираються в хомут 12, що може бути нерухомо закріплений з допомогою гвинта 26 на шийці під шків колінчастого вала, що контролюється. Взаємне положення планшайби 7 і повідкової шайби 9 зафіксовано з допомогою фіксатора 13. Всі отвори в основах 1, 2 і в планшайбах 7, 8 в тому числі: отвори у втулках 5, 6, отвори для фіксаторів 13, 14, 15, отвори для напрямних 16, 17 є співвісні. Центр 25 має циліндричний поясок, на якому посаджена з можливістю обертатися повідкова шайба 28 з чотирма конічними штифтами 27, які з'єднані з нею різзю. Осьове зміщення повідкової шайби 28 вправо обмежене циліндричним буртиком на центрі 25. Положення планшайб 7, 8 відносно основ 1, 2 зафіксовано фіксаторами 14, 15. Неспіввісність центрів 24, 25 при зафіксованих планшайбах 7, 8 становить не більше 0,005мм, що відповідає допуску похибки вимірювання параметрів форми корінних шийок. Кут між осями отворів у планшайбі 24 становить 90°, що відповідає позиції осей шатунних шийок колінчастого вала двигуна ЗМ3-53 одна відносно одної. В основу 1 запресовано дві циліндричні напрямні 16, 17. Основа 2 може переміщатись вздовж напрямних 16, 17 вільно. Переміщення основи 2 вздовж напрямних 16, 17 можна здійснити з допомогою гвинтового затискача 30. Вздовж напрямних має змогу також ковзати каретка 18. Разом з кареткою на напрямних змонтовано маятник 19, який, крім того, може здійснювати коливний рух відносно осі напрямної 16. У маятнику міститься штанга 20, виліт якої зафіксовано гвинтом. В отворі штанги змонтовано індикатор годинникового типу 23, який в такому положенні є основним засобом вимірювання корінних шийок. Крім того, на штанзі змонтована планка 21. індикатор, закріплений в отворі планки 21, є основним засобом для вимірювання поверхонь шатунних шийок. Для контролю корінних шийок колінчастий вал 29 встановлюють в центри 24, 25 на технологічні центрові поверхні. З допомогою гвинтового затискача 30 переміщається основа 2, що дає змогу закріпити колінчастий вал в центрах із зусиллям, що не перешкоджає вільному обертанню його на конічних поверхнях центрів 24, 25. Перед встановленням на пристрій на шийку колінчастого вала під шків надівають хомут 12. Для контролю корінних шийок не слід закріпляти болт 26 хомута 12 на колінчастому валі. Шти фти 27 повідкової шайби 28 повинні з зазором увійти в отвори фланця колінчастого вала. Після встановлення колінчастого вала в центри і закріплення його з допомогою гвинтового затискача 30 штифти 27 повідкової шайби 28 викручують до упору у фланець колінчастого вала 29 з тим, щоб уникнути його перекосу на центрах. Перед вимірюванням корінних шийок пристрій потрібно налагодити. Для цього каретку 18 переміщають в таке положення, яке дає змогу підвести закріплений на ній індикатор годинникового типу 23 до середини третьої корінної шийки. Каретку 18 переміщають вздовж напрямних 16, 17 з відведеним маятником 19. Маятник до упору утримує пружина. Натяг пружини і, відповідно, індикатора 23 уможливлюється гвинтом. Суть налагодження встановити потрібний виліт штанги 20 з маятника 19 з тим, щоб ніжка індикатора 23 знаходилася в "зеніті" вимірювання. Індикатор 23 при цьому закріплено в отворі штанги 20. Після того, як покази індикатора виставлені "на нуль", обертають колінчастий вал на центрах 24, 25. Зафіксовують покази індикатора. Вимірювання починають з третьої корінної шийки і здійснюють, пересуваючи каретку 18 вздовж напрямних 16, 17 послідовно до решти корінних шийок. Для вимірювання першої і наступних шатунних шийок пристрій налагоджують наступним чином. Каретку 18 з відведеним маятником 19 переводять до середини першої шатунної шийки. Індикатор 22 встановлюють в отвір планки 21 і закріпляють. Забезпечують контакт з натягом ніжки індикатора і шатунної шийки. Закріпляють хомут 12 на шийці вала з допомогою гвинта 26. Для того, щоб вісь першої шатунної шийки збігалася з віссю валів 3, 4, потрібно відцентрувати цю шийку, для чого колінвал 29 повертають на центрах 24, 25 при зафіксованих нерухомо планшайбах 7, 8 з допомогою гвинтів 10, 11. Шатунна шийка займає таке положення, при якому її вісь збігається з віссю валів 3, 4, а максимальне відхилення форми, що показує індикатор 22, є мінімально можливим. Для контролю кожної наступної шатунної шийки каретку 18 переводять до місця вимірювання, а колінчастий вал повертають, разом з центрами 24, 25 з допомогою повідкової шайби 9 при закріпленому хомутові 12 і фіксують фіксатором 13 на встановленому куті повороту. За результатами вимірювання можна побудува ти круглограми - в масштабі зображені реальні контури в одному з виміряних перерізів нового колінчастого вала 66 - 1005011 - 20 (двигуна ЗМЗ-53). Контур 5 стосується першої шатунної шийки. Його максимальне відхилення від номінального контуру 1 не перевищує допустимого радіального биття шатунної шийки. Максимальні значення радіального биття реальних профілів другої-че твертої ша тунних шийок 6 - 8 перевищує допустиме радіальне биття втричі. Однак відхилення цих профілів від зміщених номінальних профілів 10, 11, 12 не перевищує згаданих норм. Вектори зміщення профілів 10, 11, 12 - O2 - C2, O3 C3, O4 - C4 - можна геометрично поділити на тангентну і радіальну складові, що означають радіальне зміщення осі шатунної шийки від номінального положення і зміна радіусу кривошипу. Чисельно ці складники не перевищують нормативних значень. Числові значення будь-яких відхилень можна визначити з використанням пристрою і без побудови описаних круглограм.