CN106270228A - 软钢闷盖快速扩涨工具及扩涨方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软钢闷盖快速扩涨工具，包括芯轴、数个圆柱滚子、桶形保持架、移动限位机构、定位钢珠和滚花导向套，芯轴中部通过移动限位机构与套在芯轴上的桶形保持架一端连接，圆柱滚子嵌入桶形保持架另一端的数个矩形窗口内，芯轴另一端端面通过定位钢珠支撑在软钢闷盖底部的内侧面中心。滚花导向套的一端通孔套在芯轴上，另一端支撑在气缸盖的闷盖安装部位的外缘上。扩涨方法如下：1）组装软钢闷盖快速扩涨工具，2）软钢闷盖装入冷却水道工艺孔中，3）闷盖快速扩涨工具装入软钢闷盖中，4）软钢闷盖上口边缘外翻嵌进斜形环槽中。本发明的软钢闷盖快速扩涨工具结构简单、制造成本低、使用寿命长，方法简单易行，提高了工作效率。

Description

软钢闷盖快速扩涨工具及扩涨方法

技术领域

本发明涉及一种用于封堵船用柴油机气缸盖的冷却水道工艺孔的专用工具，特指一种用于安装MAN/B＆W-L21/31、L27/38、L32/40系列新型欧标船用柴油机气缸盖的冷却水道工艺孔软钢闷盖的专用工具及方法，属于钳工工具技术领域。

背景技术

根据欧标新型船用柴油机的设计要求，柴油机的关键零件气缸盖为整体铸造形式。柴油机做功时气缸盖需承受柴油燃爆所产生的高压和高温，工况极其恶劣。进、排气阀座上的高温，需要通过气缸盖内腔中循环流动的高压冷却水带走，其冷却效果的优劣直接影响到柴油机的整机性能和使用寿命。

前述新型船用柴油机每只气缸盖上均设有数个用于清理冷却水道铸造型砂的工艺孔。这些工艺孔在完成清理工作后进行机械加工，并用软钢闷盖对工艺孔实施密封，从而形成气缸盖内的循环冷却水路。软钢是含碳量低0.13%~0.20%），硬度低(HB=100~130)，强度低(σb=372~470MPa)，塑性高(δ=24%~36%)的低碳钢，其加工成形性及焊接性好。软钢闷盖呈浅圆筒形，工艺孔的孔径与软钢闷盖的外径采用过渡配合，距气缸盖顶面不远处的孔壁内设有一道1×10°的斜形环槽，软钢闷盖的上口边缘需要通过专用工具进行扩涨翻边变形后嵌入斜形环槽中，以保证软钢闷盖在承受循环冷却水的压力时不会发生位移脱离。在新型欧标船用柴油机专利引进时，MAN/B＆W公司推荐过一款手动式软钢闷盖扩涨器，该工具不但售价高、工作效率低、零件磨损大、故障频繁，且软钢闷盖的扩涨质量也不稳定。目前，国内外还没有一种高效、实用的软钢闷盖扩涨工具。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、制造成本低、使用寿命长、工作率高，且电动或气动或手动均可操作的软钢闷盖快速扩涨工具及扩涨方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种软钢闷盖快速扩涨工具，包括芯轴、数个圆柱滚子、桶形保持架、移动限位机构、定位钢珠和滚花导向套，所述芯轴一端为方柄，中部为圆柱体，另一端为锥台形，芯轴中部通过移动限位机构与套在芯轴上的桶形保持架一端连接；桶形保持架另一端周向开有数个矩形窗口，圆柱滚子嵌入对应的矩形窗口内，且位于锥台外周面和软钢闷盖的上口边缘之间；芯轴另一端端面通过定位钢珠支撑在软钢闷盖底部的内侧面中心，滚花导向套的一端通孔套在芯轴中部的圆柱体上，桶形保持架位于滚花导向套和芯轴之间，滚花导向套另一端支撑在气缸盖的软钢闷盖安装部位的外缘上。

本发明的目的通过以下技术方案进一步实现。

进一步的，所述移动限位机构包括分别设置在芯轴中部两侧对称的腰形沉槽和两个柱端紧定螺钉，所述柱端紧定螺钉拧入桶形保持架一端内，柱端紧定螺钉一端端头伸进腰形沉槽中。

进一步的，所述芯轴另一端端面中心设有锥形沉孔，定位钢珠位于锥形沉孔和闷盖底部内侧面中心之间。

进一步的，芯轴另一端的锥台形母线与轴线的夹角α=8°～12°。

进一步的，所述圆柱滚子和定位钢珠分别选用圆柱滚子轴承的圆柱滚子及球轴承的球形滚子。所述芯轴采用轴承钢制成，淬火硬度为HRC58～62。

一种使用快速扩涨工具的扩涨软钢闷盖方法，包括以下步骤：

1）组装软钢闷盖快速扩涨工具

a、先将定位钢珠涂上润滑脂后嵌入粘在芯轴另一端端面中心的锥形沉孔内，用样冲将孔口铆缩，防止钢珠脱落；再将数只圆柱滚子分别涂上润滑脂后逐一嵌入粘在桶形保持架的数个矩形窗口内，用样冲将矩形窗口铆缩，防止圆柱滚子脱落；

b、然后将芯轴一端穿过桶形保持架的通孔，再分别将柱端紧定螺钉拧入桶形保持架上部的螺纹孔中，直至柱端紧定螺钉的柱端伸入芯轴的腰形沉槽中；

2）软钢闷盖装入气缸盖冷却水道工艺孔中

将底部平整边缘垂直向上的软钢闷盖嵌入气缸盖上的冷却水道工艺孔中，直至软钢闷盖的上口边缘与冷却水道工艺孔中的斜形环槽上侧平齐；

3）软钢闷盖快速扩涨工具装入软钢闷盖中

先抓住芯轴一端的方柄向外拔出，然后在数个圆柱滚子表面分别涂润滑脂，并将其向桶形保持架的矩形窗口内侧方向推靠，使圆柱滚子抵靠在芯轴另一端锥台面的前端上；然后将快速扩涨工具下端放入软钢闷盖内，并将滚花导向套的一端通孔套在芯轴中部的圆柱体外，滚花导向套另一端支撑在气缸盖的软钢闷盖安装部位外缘上；

4）软钢闷盖上口边缘外翻嵌进斜形环槽中

下压芯轴，使芯轴另一端的锥台面推动圆柱滚子一端环面压住闷盖的上口边缘，再用电动或气动或手动摇把通过芯轴一端的方柄带动芯轴旋转，通过柱端紧定螺钉带动桶形保持架和圆柱滚子作绕芯轴轴心线的公转和绕圆柱滚子轴心线的自转运动；同时，芯轴在滚花导向套一端通孔的导向作用下垂直向下运动，压迫数个圆柱滚子连续旋转滚压软钢闷盖的上口边缘，直至芯轴底部的定位钢珠抵靠在软钢闷盖底部上，芯轴停止向下运动，软钢闷盖的上口边缘已外翻嵌入斜形环槽中，完成软钢闷盖的快速扩涨。

本发明的软钢闷盖快速扩涨工具结构简单、制造成本低、使用寿命长，圆柱滚子位于芯轴另一端的锥台外周面和软钢闷盖的上口边缘之间，利用斜置的圆柱滚子的自转和绕芯轴轴线的公转，对闷盖的上口边缘进行滚压，使得软钢闷盖的上口边缘外翻变形后嵌入工艺孔壁的斜形环槽中，两者结合牢固、密封效果好。本发明的方法简单易行，电动或气动或手动均可操作，提高了工作效率。工作时，芯轴转动时，其另一端的锥台体连同其外周的桶形保持架不断转动挤推圆柱滚子向外扩涨并滚压软钢闷盖的上口边缘，直至定位钢珠接触到软钢闷盖底部，完成软钢闷盖的快速扩涨要求。本发明利用斜楔的法向力倍增原理，只需较小的转动力矩及下压力，就能产生巨大的侧向变形力，快速完成软钢闷盖上口边缘快速变形扩涨。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的结构简图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明软钢闷盖快速扩涨工具包括芯轴1、数个圆柱滚子2、桶形保持架3、移动限位机构4、定位钢珠5和滚花导向套6，芯轴1为一端方柄11、中部圆柱体12，另一端为锥台13的组合体，芯轴1中部通过移动限位机构4与套在芯轴1上的桶形保持架3一端连接。移动限位机构4包括分别设置在芯轴1中部两侧对称的腰形沉槽14和两个柱端紧定螺钉41，所述柱端紧定螺钉41拧入桶形保持架3一端内，柱端紧定螺钉41一端柱头伸进腰形沉槽14中，移动限位机构4可防止芯轴1脱离桶形保持架3。

桶形保持架3另一端周向开有数个矩形窗口31，圆柱滚子2嵌入对应的矩形窗口31内，且位于锥台形头13外周面和软钢闷盖7的上口边缘之间。芯轴1另一端端面中心设有锥形沉孔15，定位钢珠5位于锥形沉孔15和闷盖7底部内侧面中心之间，芯轴1另一端端面通过定位钢珠5支撑在软钢闷盖7底部的内侧面中心。滚花导向套6的一端通孔61套在芯轴1中部的圆柱体12上，桶形保持架3位于滚花导向套6和芯轴1之间，滚花导向套6另一端设有一圈翻边62，滚花导向套6通过一圈翻边62支撑在气缸盖10的软钢闷盖7安装部位的外缘上，提高了滚花导向套6的支撑稳定性。

锥台形母线与轴线的夹角α=8°～12°，本实施例为10°，可以增大对软钢闷盖7内口边缘的滚压力。圆柱滚子2和定位钢珠5分别选用圆柱滚子轴承的圆柱滚子及球轴承的球形滚子，提高了本发明主要零件的互换性。芯轴1采用轴承钢制成，淬火硬度为HRC58～62。使得芯轴1与圆柱滚子2、定位钢珠5的硬度相近，延长了芯轴1的使用寿命。

本发明使用软钢闷盖快速扩涨工具的扩涨方法，包括以下步骤：

1）组装软钢闷盖快速扩涨工具

a、先将定位钢珠5涂上润滑脂后嵌入粘在芯轴1另一端端面中心的锥形沉槽14内，用样冲将孔口铆缩，防止钢珠脱落。再将数只圆柱滚子2分别涂上润滑脂后逐一嵌入粘在桶形保持架3的数个矩形窗口31内，用样冲将矩形窗口铆缩，防止圆柱滚子脱落；

b、然后将芯轴1一端穿过桶形保持架3的通孔31，再分别将柱端紧定螺钉41拧入桶形保持架3上部的螺纹孔中，直至柱端紧定螺钉41的柱端伸入芯轴的腰形沉槽14中。

2）软钢闷盖7装入气缸盖冷却水道工艺孔101中

将底部平整边缘垂直向上的软钢闷盖7嵌入气缸盖10上的冷却水道工艺孔101中，直至软钢闷盖7的上口边缘与冷却水道工艺孔101中的斜形环槽102上侧平齐。

3）闷盖快速扩涨工具装入软钢闷盖7中

先抓住芯轴1一端的方柄11向外拔出，然后再在数个圆柱滚子2表面分别涂润滑脂，并将其向桶形保持架3的矩形窗口31内侧方向推靠，使圆柱滚子2抵靠在芯轴1另一端的锥台面上；然后将快速扩涨工具下端放入软钢闷盖7内侧，并将滚花导向套6的一端通孔61套在芯轴1中部的圆柱体12外，滚花导向套6另一端支撑在气缸盖10的软钢闷盖安装部位外缘上。

4）软钢闷盖7上口边缘外翻嵌进工艺孔内斜形环槽102中

下压芯轴1，使芯轴1另一端的锥台面推动圆柱滚子2一端环面压住闷盖7的上口边缘，再用电动或气动或手动摇把通过芯轴1一端的方柄11带动芯轴1旋转，通过柱端紧定螺钉41带动桶形保持架3和圆柱滚子2作绕芯轴1轴心线的公转和绕圆柱滚子2轴心线的自转运动；同时，芯轴1在滚花导向套6的一端通孔61的导向作用下垂直向下运动，压迫数个圆柱滚子2连续旋转滚压软钢闷盖7的上口边缘，直至芯轴1底部的定位钢珠5抵靠在软钢闷盖7底部上，芯轴1停止向下运动，软钢闷盖7的上口边缘已外翻嵌入斜形环槽102中，完成软钢闷盖7的快速扩涨。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种软钢闷盖快速扩涨工具，其特征在于，包括芯轴、数个圆柱滚子、桶形保持架、移动限位机构、定位钢珠和滚花导向套，所述芯轴一端为方柄，中部为圆柱体，另一端为锥台形头，芯轴中部通过移动限位机构与套在芯轴上的桶形保持架一端连接；桶形保持架另一端周向开有数个矩形窗口，圆柱滚子嵌入对应的矩形窗口内，且位于锥台形头外周面和软钢闷盖的上口边缘之间；芯轴另一端端面通过定位钢珠支撑在软钢闷盖底部的内侧面中心，滚花导向套的一端通孔套在芯轴中部的圆柱体上，桶形保持架位于滚花导向套和芯轴之间，滚花导向套另一端支撑在气缸盖的软钢闷盖安装部位的外缘上。

2.如权利要求1所述的软钢闷盖快速扩涨工具，其特征在于，所述移动限位机构包括分别设置在芯轴中部两侧对称的腰形沉槽和两个柱端紧定螺钉，所述柱端紧定螺钉拧入桶形保持架一端内，柱端紧定螺钉一端端头伸进腰形沉槽中。

3.如权利要求1所述的软钢闷盖快速扩涨工具，其特征在于，所述芯轴另一端端面中心设有锥形沉孔，定位钢珠位于锥形沉孔和软钢闷盖底部内侧面中心之间。

4.如权利要求1所述的软钢闷盖快速扩涨工具，其特征在于，芯轴另一端的锥台形母线与轴线的夹角α=8°～12°。

5.如权利要求1所述的软钢闷盖快速扩涨工具，其特征在于，所述圆柱滚子和定位钢珠分别选用圆柱滚子轴承的圆柱滚子及球轴承的球形滚子。

6.如权利要求1所述的软钢闷盖快速扩涨工具，其特征在于，所述芯轴采用轴承钢制成，淬火硬度为HRC58～62。

7.一种使用如权利要求1所述的软钢闷盖快速扩涨工具的扩涨方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）组装软钢闷盖快速扩涨工具

a、先将定位钢珠涂上润滑脂后嵌入粘在芯轴另一端端面中心的锥形沉孔内，用样冲将孔口铆缩，防止钢珠脱落；再将数只圆柱滚子分别涂上润滑脂后逐一嵌入粘在桶形保持架的数个矩形窗口内，用样冲将矩形窗口铆缩，防止圆柱滚子脱落；

b、然后将芯轴一端穿过桶形保持架的通孔，再分别将柱端紧定螺钉拧入桶形保持架上部的螺纹孔中，直至柱端紧定螺钉的柱端伸入芯轴的腰形沉槽中；

2）软钢闷盖装入气缸盖冷却水道工艺孔中

将底部平整边缘垂直向上的软钢闷盖嵌入气缸盖上的冷却水道工艺孔中，直至软钢闷盖的上口边缘与冷却水道工艺孔中的斜形环槽上侧平齐；

3）软钢闷盖快速扩涨工具装入软钢闷盖中

先抓住芯轴一端的方柄向外拔出，然后在数个圆柱滚子表面分别涂润滑脂，并将其向桶形保持架的矩形窗口内侧方向推靠，使圆柱滚子抵靠在芯轴另一端锥台面的前端上；然后将快速扩涨工具下端放入软钢闷盖内，并将滚花导向套的一端通孔套在芯轴中部的圆柱体外，滚花导向套另一端支撑在气缸盖的软钢闷盖安装部位外缘上；

4）软钢闷盖上口边缘外翻嵌进斜形环槽中

下压芯轴，使芯轴另一端的锥台面推动圆柱滚子一端环面压住软钢闷盖的上口边缘，再用电动或气动或手动摇把通过芯轴一端的方柄带动芯轴旋转，通过柱端紧定螺钉带动桶形保持架和圆柱滚子作绕芯轴轴心线的公转和绕圆柱滚子轴心线的自转运动；同时，芯轴在滚花导向套一端通孔的导向作用下垂直向下运动，压迫数个圆柱滚子连续旋转滚压软钢闷盖的上口边缘，直至芯轴底部的定位钢珠抵靠在软钢闷盖底部上，芯轴停止向下运动，软钢闷盖的上口边缘已外翻嵌入斜形环槽中，完成软钢闷盖的快速扩涨。