RU220782U1 - Шлифовальное устройство для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана двс - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована при ремонте механизма газораспределения ДВС для шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателей клапанов для получения соответствующего теплового зазора между кулачком распределительного вала и внешней торцевой поверхностью толкателя клапана. Устройство содержит вращаемый привод 1, в патроне 2 которого закреплен хвостовик 3 узла абразивного инструмента 4, рабочая поверхность которого перпендикулярна оси 6 вращения привода 1, на цилиндрической поверхности которого закреплен на резьбе 7 корпус 8 оснастки. На внешней цилиндрической поверхности корпуса 8 оснастки нанесена шкала 9. С внешней стороны корпуса 8 оснастки расположен упор 10, торец которого выполнен в виде диска 12 с рабочей поверхностью, на которой выполнен цилиндрический выступ 13. На внешней цилиндрической поверхности упора 10 нанесена продольная риска-указатель 16. Расширяется арсенал технических средств для ручного шлифования. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована при ремонте механизма газораспределения ДВС и, в частности, к инструменту для шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателей клапанов для получения соответствующего теплового зазора между кулачком распределительного вала и внешней торцевой поверхностью толкателя клапана.

Тепловой зазор необходимо тщательно настраивать: в процессе работы, клапаны и седла постепенно расклепываются, увеличивается глубина посадки клапана в седле, это приводит к уменьшению теплового зазора.

Если зазор больше рекомендуемого производителем, постоянная ударная нагрузка на клапаны уменьшает их срок службы, расклепывает, скалывает торец постепенно увеличивая тепловой зазор, повышается шумность. Уменьшается мощность из-за нарушения фаз газораспределения, так как ухудшается наполняемость цилиндров топливовоздушной смесью и эффективность сгорания.

Если тепловой зазор меньше рекомендуемого производителем, после прогрева, клапаны не герметично закрывают камеру сгорания, уменьшается компрессия, часть поступившей топливовоздушной смеси выбрасывается через щели между клапаном и седлом при такте сжатия. Во время рабочего хода раскаленные отработанные газы так же прорываются и приводят к прогару клапанов. Тарелки клапанов не касаются седел нарушается теплоотдача, отсюда следует нагрев клапана до температур, при которых увеличивается износ (окисление, коррозия) вероятность заклинить в направляющей втулке или подвергнуть ее быстрому износу, обрыв тарелки, повышенная нагрузка на ремень ГРМ.

Что необходимо, так это инструмент для точной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателей клапанов, чтобы обеспечить надлежащий тепловой зазор.

Из существующего уровня техники известно, что в качестве оборудования для шлифовки, подгонки внутренней торцевой поверхности толкателей клапанов в размер, для обеспечения требуемых зазоров - теплового зазора между кулачком распределительного вала и внешней торцевой поверхностью толкателя клапана используется, токарный станок и бормашина (https://www.youtube.com/watch?v=h6xJx2n214o), и, как вариант, координатно-расточной станок (https://www.youtube.com/watch?v=IyQfw2kqQTY), причем фиксация толкателя клапана в данном варианте осуществляется на столе станка с универсальным штатным прижимом торцевой поверхности юбки толкателя клапана. Предварительно измерено расстояние между внешней и внутренней торцевыми поверхностями толкателя клапана или фактическая высота от внутренней торцевой поверхности до торцевой поверхности юбки толкателя клапана и, соответственно, определена величина необходимого съема металла с внутренней торцевой поверхности толкателя клапана. Для съема металла с внутренней торцевой поверхности толкателя клапана опускают фрезу, закрепленную на вращающемся приводе координатно-расточного станка, до касания внутренней торцевой поверхности толкателя клапана и выставляют индикатор, фиксирующий вертикальное перемещение вращающегося привода, на ноль. Запускают вращающий привод станка, включают подачу инструмента вертикально вниз и обрабатывают внутреннюю торцевую поверхность толкателя клапана. Контролируют по индикатору величину съема металла с внутренней торцевой поверхности толкателя клапана.

Недостатком данной конструкции на базе координатно-расточного станка является относительно высокие эксплуатационные расходы, а низкая скорость вращения привода с фрезой не позволяет получить более качественную поверхность внутреннего торца толкателя клапана.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату при ручной шлифовке внутренней торцевой поверхности толкателя клапана является «Устройство для шлифовки клапана» (Патент США №10456887 В2 МПК В24В 23/02 Oct. 29, 2019), в котором заявлено: корпус оснастки, резьбовая втулка, центрирующая трубка, вращающийся инструмент и узел шлифовального диска, вращающийся инструмент, содержащий двигатель, резьбовое кольцо и патрон, соединенный с двигателем; узел шлифовального диска, включающий абразивный диск, прикрепленный к хвостовику, при этом хвостовик удерживается в патроне вращающегося инструмента; корпус оснастки, содержащий первый конец, второй конец и центральный канал корпуса оснастки, проходящий от первого конца корпуса оснастки до второго конца корпуса оснастки, при этом первый конец корпуса оснастки является открытым и имеет внутреннюю резьбу для соединения с вращающимся инструментом, второй конец корпуса оснастки открыт и противоположен первому концу корпуса оснастки; резьбовая втулка, включающая в себя центральный канал, и соединяющая второй конец корпуса оснастки с первым концом юстировочной трубки, размер внутреннего канала которой предназначен для приема абразивного диска, прикрепленного к хвостовику шлифовального круга диска в сборе.

Недостатками данного технического решения являются невозможность осуществлять шлифовку внутреннего торца толкателя клапана.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении арсенала технических средств, а именно инструментов для шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателей клапанов, а также устройство должен быть относительно недорогим, простым в изготовлении и использовании, обладать высокой надежность и долговечностью при эксплуатации, и производить плоскую внутреннюю торцевую шлифовку поверхности толкателя клапана на заданную высоту.

Технический результат, с помощью которого достигается поставленная задача, в предложенной полезной модели, заключается в том, что шлифовальное устройство для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана ДВС содержащее вращаемый привод, подключенный к источнику энергии, в патроне привода закреплен хвостовик узла абразивного инструмента, рабочая поверхность которого перпендикулярна оси вращения привода. На цилиндрической поверхности привода закреплен на резьбе корпус оснастки, внутренний диаметр которого превышает внешний диаметр абразивного инструмента, на внешней цилиндрической поверхности корпуса оснастки нанесена шкала.

Полезная модель отличается тем, что с внешней стороны корпуса оснастки расположен упор с возможностью линейного перемещения по резьбе относительно корпуса оснастки. Торец упора представляет собой диск с рабочей поверхностью, перпендикулярной оси вращения привода. На рабочей поверхности диска упора конструктивно выполнен цилиндрический выступ, внутренний диаметр центрального отверстия которого превышает внешний диаметр абразивного инструмента. В цилиндрическом выступе упора выполнены прорези во внутреннюю полость упора, которые соединены с радиальными канавками на рабочей поверхности диска упора. На внешней цилиндрической поверхности упора нанесена продольная риска-указатель

Как вариант, корпус оснастки зафиксирован на цилиндрической поверхности привода одним или несколькими винтами, расположенными в корпусе оснастки,

Как вариант, в упоре выполнена внутренняя проточка для установки уплотнительного кольца.

А также в упоре, в районе расположения уплотнительного кольца, выполнены одно или несколько радиальных резьбовых отверстий с расположенными в них винтами.

Как вариант, в качестве привода устройства для ручной шлифовки может быть пневматический привод.

Кроме того, в устройство для ручной шлифовки в качестве привода может быть электрический привод.

Рабочая поверхностью торца упора, представляющая собой диск, перпендикулярна оси вращения привода, имеет достаточную площадь и позволяет надежно, устойчиво и без перекосов устанавливать на него толкатели клапанов, что обеспечивает высокую точности и качества обработки внутренней торцевой поверхности толкателей клапанов.

Цилиндрический выступ, конструктивно выполненный на рабочей поверхности диска упора, обеспечивает удержание обрабатываемого толкателя клапана в зоне рабочей поверхности упора, что гарантирует работу абразивного инструмента только по обрабатываемой поверхности толкателя клапана в определенном месте.

Так как внутренний диаметр центрального отверстия цилиндрического выступа превышает внешний диаметр абразивного инструмента, то это позволяет демонтировать собранный узел оснастки для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана ДВС с корпуса привода без предварительного демонтажа абразивного инструмента, что делает эксплуатацию устройства более удобной, а также более удобной замену абразивного инструмента.

Выполнение в цилиндрическом выступе упора, прорезей во внутреннюю полость упора, которые соединены с радиальными канавками на рабочей поверхности диска упора, позволяет, потоками отработавшего воздуха из пневматического привода или потоками воздуха от каких либо конструктивных элементов электрического привода, эффективно удалять стружку и другие отходы, получаемые в процессе обработки внутренней торцевой поверхности толкателей клапанов, а также по этим каналам стравливается избыточное давление воздуха, предотвращая тем самым отрыв обрабатываемой детали от рабочей поверхности диска упора.

Нанесение продольной риски-указателя на внешнюю цилиндрическую поверхность упора в совокупности со шкалой на цилиндрической поверхности корпуса оснастки облегчает работу с установкой размера вылета абразивного инструмента.

Фиксация корпуса оснастки на корпусе вращаемого привода одним или несколькими винтами, установленными в радиальных резьбовых отверстиях в корпусе оснастки, позволяет исключить разъединение вращаемого привода и корпуса оснастки в процессе шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана.

Выполнение внутренней проточки внутри корпуса упора, позволяет установить уплотнительное кольцо, которое служит для предотвращения свободного (случайного) перемещения упора по резьбе с внешней стороны корпуса оснастки, создавая некое усилие между корпусом оснастки и упором за счет сил трения.

Кроме того, выполнение в районе расположения уплотнительного кольца, одного или несколько радиальных резьбовых отверстий с расположенными в них винтами, позволяет исключить перемещения упора по резьбе с внешней стороны корпуса оснастки.

Использование пневматического привода в качестве привода шлифовального устройства для ручной шлифовки, позволяет достигать высоких скоростей резания более дешевым оборудованием и дополнительно облегчается процесс удаления стружки и другие отходов, получаемых в процессе обработки деталей.

Использование электрического привода в качестве привода шлифовального устройства для ручной шлифовки позволяет использовать современный, универсальный и самый доступный источник энергии на производстве.

Различные варианты привода шлифовального устройства для ручной шлифовки позволяют выбрать оптимальный вариант соотношения цены и качества.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:

Фиг. 1 - Главный вид. Устройство для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана ДВС с разрезом оснастки, с установленным в патрон абразивным инструментом и установленным толкателем в положение шлифовки. Для устройства ручной шлифовки в качестве привод используется пневматический привод.

Фиг. 2 - Выносной элемент. Устройство для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана ДВС. На внешней цилиндрической поверхности корпуса оснастки и упора нанесена шкала и риска-указатель.

Фиг. 3 - Главный вид. Вариант устройства для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана ДВС с разрезом оснастки, с установленным в патрон абразивным инструментом и установленным толкателем в положение шлифовки. Для предотвращения свободного перемещения упора внутри корпуса оснастки выполнена канавка и установлено уплотнительное кольцо. Для устройства ручной шлифовки в качестве привод используется пневматический привод.

Фиг. 4 - Главный вид. Вариант устройства для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана ДВС с разрезом оснастки, с установленным в патрон абразивным инструментом и установленным толкателем в положение шлифовки. Для устройства ручной шлифовки в качестве привод используется электрический привод.

Фиг. 5 - Разрез толкателя клапана ДВС. Схема замера технологического размера Р1.

Фиг. 6 - Главный вид. Устройство для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана ДВС с разрезом оснастки, с установленным в патрон абразивным инструментом и установленным толкателем в положение шлифовки. Схема замера технологического размера Р2 - вылета абразивного инструмента. Для устройства ручной шлифовки в качестве привод используется пневматический привод.

Фиг.7 - Главный вид. Устройство для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана ДВС с разрезом оснастки, с установленным в патрон абразивным инструментом и установленным толкателем в положение шлифовки. Схема замера технологического размера Р2 - вылета абразивного инструмента. Для устройства ручной шлифовки в качестве привод используется пневматический привод.

Схема движения толкателя при шлифовке.

Позиции на Фиг. 1 - Фиг. 7: 1 - Привод (пневматический), 2 - Патрон привода, 3 - Хвостовик абразивного инструмента, 4 - Абразивный инструмент, 5 - Рабочая поверхность абразивного инструмента, 6 - Ось вращения привода, 7 - Резьба на приводе на которую крепится корпус оснастки, 8 - Корпус оснастки, 9 - Шкала на корпусе оснастки, 10 - Упор, 11 - Резьба перемещения упора в корпусе, 12 - Диск упора / Рабочая поверхность, 13 - Цилиндрический выступ на рабочей поверхности диска упора, 14 - Прорези на цилиндрическом выступе рабочей поверхности диска упора, 15 - Радиальные канавки на рабочей поверхности диска упора, 16 - Риска-указатель на упоре, 17 - Внутренняя проточка (канавка) для уплотнительного (резинового) кольца, 18 - Уплотнительное (резиновое) кольцо, 19 - Внутренняя проточка для уплотнительного (резинового) кольца, 20 - Винт(ы) поджатая кольца резинового или разрезного, 21 - Винт(ы) фиксации корпуса оснастки на корпусе привода, 22 - Привод электрический, 23 - обрабатываемая деталь - толкатель клапана, 24 - Обрабатываемая поверхность внутреннего торца толкателя клапана, 25 - Схема вращения обрабатываемой детали - толкателя клапана.

Шлифовальное устройство для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана ДВСФ, содержащее (Фиг. 1) вращаемый привод 1, например, пневматический, подключенный к источнику энергии, в патроне 2 которого закреплен хвостовик 3, узла абразивного инструмента 4, рабочая поверхность 5 которого перпендикулярна оси 6 вращения привода 1. На цилиндрической поверхности привода 1 закреплен на резьбе 7 корпус 8 оснастки. На внешней цилиндрической поверхности корпуса 8 оснастки нанесена шкала 9 (Фиг. 2, Фиг. 6, Фиг. 7). С внешней стороны корпуса 8 оснастки расположен упор 10 с возможностью линейного перемещения относительно корпуса 8 оснастки по резьбе 11, причем диаметр центрального отверстия внутри упора 10 превышает диаметр абразивного инструмента 4. Торец упора 10 представляет собой диск 12 с рабочей поверхностью, перпендикулярной оси 6 вращения привода 1. На рабочей поверхности диска 12 упора 10 конструктивно выполнен цилиндрический выступ 13, внутренний диаметр центрального отверстия которого превышает внешний диаметр абразивного инструмента 4. В цилиндрическом выступе 13 упора 10 выполнены прорези 14 во внутреннюю полость упора 10, которые соединены с радиальными канавками 15 на рабочей поверхности диска 12 упора 10. На внешней цилиндрической поверхности упора 10 нанесена продольная риска-указатель 16 (Фиг. 2, Фиг. 6, Фиг. 7), а на цилиндрической поверхности диска 12 нанесено рифление для удобства эксплуатации. Для предотвращения свободного (случайного) перемещения упора 10 по резьбе 11 в корпусе 8 оснастки выполнена внутренняя кольцевая проточка 17 (Фиг. 3) и установлено уплотнительное кольцо 18, усилие прижатия которого к корпусу 8 оснастки осуществляется одним или несколькими винтами 20 (Фиг. 4), на внешней цилиндрической поверхности упора 10 нанесена продольная риска-указатель 16 (Фиг. 2). Обрабатываемая деталь (толкатель клапана ДВС) 23 (Фиг. 1, Фиг. 3, Фиг. 4, Фиг. 7).

Кроме того, корпус 8 оснастки может быть зафиксирован на корпусе привода 1 одним или несколькими винтами 21 (Фиг. 4), расположенными в корпусе 8 оснастки.

Как вариант, для устройства ручной шлифовки в качестве привод 1 (Фиг. 4) может использоваться электрический привод 22. Обрабатываемая деталь 23 - толкатель клапана ДВС (Фиг. 1, Фиг. 3, Фиг. 4, Фиг. 7).

Шлифовальное устройство для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя ДВС работает следующим образом.

Исходные данные: чтобы обеспечить в процессе эксплуатации и ремонта ДВС надлежащий тепловой зазор между кулачком распределительного вала и внешней торцевой поверхностью толкателя клапана, задан размер А необходимого съема металла с внутренней торцевой поверхности толкателя клапана 23.

Подготовительные операции: подключают устройства для ручной шлифовки к промышленной пневмосети или к индивидуальному источнику сжатого воздуха и как вариант к источнику электроэнергии - в зависимости от конструктивных особенностей используемого привода.

1. Замеряют фактическую высоту Р1 (от внутренней торцевой поверхности толкателя клапана 23 до торцевой поверхности юбки толкателя клапана) (Фиг. 5) при помощи мерительного инструмента обеспечивающим точность измерения не грубее 0,01 мм.

2. Вычисляют величину конечного размера Р1б после съема металла с обрабатываемой поверхности 24 толкателя клапана 23 (Фиг. 5) по формуле

Р1б=Р1+Δ

3. Выставляют вылет абразивного инструмента 4 в размер Р2 (от рабочей поверхности 5 абразивного инструмента 4 до рабочей поверхности диска 12 упора 10), равный фактической высоте Р1 толкателя клапана 23 (Фиг. 6).

Контролируют вылет (размер Р2) абразивного инструмента 4 при помощи мерительного инструмента обеспечивающим точность измерения не грубее 0,01 мм.

Вылет (размер Р2) абразивного инструмента 4 регулируют перемещением (вращением) упора 10 по резьбе 11 в корпусе 8 оснастки. (Фиг. 1, Фиг. 6, Фиг. 7).

Одно деление на шкале 9 (Фиг. 7) корпуса 8 соответствует 0,01 мм линейного перемещения упора 10. (На цилиндрической поверхности упора 10 имеется указательная риска 16 для работы с шкалой 9 на корпусе 8 оснастки (Фиг. 2, Фиг. 6, Фиг. 7).)

4. Шлифовку толкателя клапана 25 посмотрим на примере использования пневматического привода:

- плотно прижимают нижний торец толкателя клапана 23 к упору 10 (Фиг. 8);

- включают привод 1;

- совершают вращательные движения толкателем клапана 23 вокруг оси абразивного инструмента 4 медленно поворачивают толкатель клапана 25 в руке вокруг его собственной оси, по схеме поз.25 (Фиг. 7), причем оси толкателя клапана 23 и абразивного инструмента 4 не соосны, но коллинеарные. При этом шлифование происходит более эффективно, когда шлифуемая внутренняя торцевая поверхности 24 толкателя клапана 23 расположена от центра рабочей поверхности 5 абразивного инструмента 4 к его периферийному краю (Фиг. 1, Фиг. 7). Поперечная (тангенциальная) скорость (V) поверхности 5 абразивного инструмента 4, притирающего внутреннюю торцевую поверхность 24 толкателя клапана 23, увеличивается с расстоянием от центра, r, и с увеличением скорости вращения абразивного инструмента 4, ω, так как при V=Rω, за счет обеспечения ненулевой тангенциальной скорости.

- шлифуют внутреннюю торцевую поверхность 24 толкателя клапана 23 до момента пока абразивный инструмент 4 не перестанет оказывать воздействие на обрабатываемую поверхность 24.

- выключают привод 1 устройства для ручной шлифовки;

- снимают толкатель клапана 23 с упора 10.

5. Замеряют полученную высоту Р1а от шлифованной внутренней торцевой поверхности толкателя клапана 23 до торцевой поверхности юбки толкателя клапана 23 (Фиг. 5) при помощи мерительного инструмента обеспечивающим точность измерения не грубее 0,01 мм.

Обработку толкателя клапана 23 считают выполненной при достижении равенства размеров Р1а=Р1б, в противном случае переходим к п. 6.

6. Выставляют вылет (размер Р2а, от рабочей поверхности 5 абразивного инструмента 4 до рабочей поверхности диска 12 упора 10) абразивного инструмента 4 в размер +1…2 деления по шкале 9 от последнего замера размера Р1а, что будет соответствовать +0,01…0,02 мм, но меньше величины Δ (Фиг. 6).

Вылет инструмента 4 регулируют перемещением (вращением) упора 10 по резьбе 11 в корпусе 8 оснастки (Фиг. 1, Фиг. 6).

7. Выполняют работу по пп. 4-6 до достижения равенства размеров Р1а=Р1б.

После выполнения указанной последовательность операций по шлифовке внутренней торцевой поверхности 24 толкателя клапана 23, параллельной внешней его торцевой поверхности, на базе предлагаемого шлифовального устройства для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя ДВС, обеспечивается надлежащий тепловой зазор между кулачком распределительного вала и внешней торцевой поверхностью толкателя клапана.

Таким образом, заявленное устройство для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана ДВС отличается удобством эксплуатации, простотой конструкции, высокой производительностью при относительно низкой трудоемкости ремонта механизма газораспределения и может использоваться в автомастерских.

Claims (6)

1. Шлифовальное устройство для ручной шлифовки внутренней торцевой поверхности толкателя клапана ДВС, содержащее вращаемый привод (1) с цилиндрической направляющей поверхностью, подключенный к источнику энергии, в патроне (2) привода (1) закреплен хвостовик (3) узла абразивного инструмента (4), рабочая поверхность (5) которого перпендикулярна оси (6) вращения привода (1), на внешней цилиндрической поверхности которого закреплен на резьбе (7) корпус (8) оснастки, внутренний диаметр которого превышает внешний диаметр абразивного инструмента (4), при этом на внешней цилиндрической поверхности корпуса (8) оснастки нанесена шкала (9), отличающееся тем, что с внешней стороны корпуса (8) оснастки расположен упор (10) с возможностью линейного перемещения по резьбе (11) относительно корпуса (8) оснастки, при этом торец упора (10) представляет собой диск (12) с рабочей поверхностью, перпендикулярной оси (6) вращения привода (1), на которой выполнен цилиндрический выступ (13), внутренний диаметр центрального отверстия которого превышает внешний диаметр абразивного инструмента (4), при этом в цилиндрическом выступе (13) упора (10) выполнены прорези (14) во внутреннюю полость упора (10), которые соединены с радиальными канавками (15), выполненными на рабочей поверхности диска (12) упора (10), а на внешней цилиндрической поверхности упора (10) нанесена продольная риска-указатель (16).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус (8) оснастки зафиксирован на цилиндрической поверхности привода (1) одним или несколькими винтами (21), расположенными в корпусе (10) оснастки.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в упоре (10) выполнена внутренняя проточка (17) для установки уплотнительного кольца (18).

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что в упоре (10), в районе расположения уплотнительного кольца (18), выполнены одно или несколько радиальных резьбовых отверстий с расположенными в них винтами (20).

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве привода (1) использован пневматический привод.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве привода (1) использован электрический привод (22).