Пневмодинамическая камера для упрочнения шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПНЕВМОДИНАМИЧЕСКАЯ КАМЕРА ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ШЕЕК КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Кириенко Александр Сергеевич Завистовский Сергей Эдуардович Бельченков Руслан Иванович(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Пневмодинамическая камера для упрочнения шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, выполненная разъемной в форме тора и содержащая центральный сегмент и две боковые крышки, жестко на нем закрепленные, при этом внутренний диаметр сегмента меньше внутреннего диаметра боковых крышек для обеспечения подачи обрабатывающих шаров в зону обработки, штуцеры для подачи воздуха, закрепленные в сегменте с внешней стороны, параллельны и разнонаправлены друг другу, при этом стыки разъемных частей камеры соединены с одной стороны петлей, а с другой стороны хомутом с крепежным элементом, на боковых поверхностях сегмента выполнены пазы трапециевидной формы от внутреннего диаметра, а на внутренних плоскостях крышек выполнены секторы с углублением, уменьшающимся от центра, в виде прямоугольного треугольника, расположенные с частичным перекрытием друг друга так, что две вершины 80542012.04.30 треугольника лежат на внутреннем диаметре крышки и имеют отверстия для выхода избыточного воздуха, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит съемный вкладыш, выполненный разъемным, располагающийся внутри камеры на центральном сегменте, внутренний диаметр вкладыша соответствует диаметру обрабатываемого вала, а также содержит боковые насадки, жестко закрепляемые на боковых крышках, с отверстием, соответствующим диаметру обрабатываемого вала, при этом углы секторов выполнены скругленными, а петли имеют крепежные пазы для обеспечения возможности раздвижения разъемных частей тора.(56) 1. Квасов Е.П., Пышкин В.А. Увеличение усталостной прочности галтелей восстановленных коленчатых валов двигателейава - МАН. Производственная инструкция ВТ.3.16.063. Прил. 1. - Сумы, РФ, ГНИиКТИКМ, 1992, рис. 1. 2. Тращенко В.Г., Воложенок В.В., Кириенко А.С. Исследование прочностных свойств коленчатых валов двигателя внутреннего сгорания, упрочненных методом поверхностнопластического деформирования. Труды молодых специалистов ПГУ. Вып. 37. Промышленность. - Новополоцк УО ПГУ, 2009. - 98-100 с., рис. 2. Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к устройствам для восстановления дефектных или поврежденных поверхностей изделий, восстановленных путем наплавки, и может применяться для механической обработки поверхностей повторяющимся динамическим приложением давления, например накаткой, главным образом, в целях повышения сопротивления износу или ударам. Известна конструкция пневмодинамической камеры, состоящая из механически соединенных болтами боковых крышек и центрального сегмента, а также штуцеров, петли и хомута с крепежным элементом 1. Данная конструкция пневмодинамической камеры позволяет упрочнять шейки восстановленных коленчатых валов двигателяава - МАН. Недостатками известной конструкции камеры являются неширокий диапазон обрабатываемых валов, а также требования высоких рабочих характеристик давления пневмосети. По причине последнего не достигается высокая степень упрочнения поверхностного слоя шеек коленчатых валов. Известна конструкция пневмодинамической камеры, выбранная в качестве прототипа,выполненная раздельной в форме тора, состоящая из механически соединенных болтами двух боковых крышек и центрального сегмента, а также штуцеров, закрепленных с внешней стороны сегмента и параллельных между собой, петли и хомута с крепежным элементом на стыках разъемных частей камеры. На боковых поверхностях сегмента выполнены пазы трапециевидной формы, а на внутренних плоскостях боковых крышек выполнены сектора с углублением в виде прямоугольного треугольника. Сектора располагаются с частичным перекрытием друг друга так, что две вершины треугольника лежат на внутреннем диаметре крышки. Сегменты имеют отверстия для выхода избыточного воздуха. Данная конструкция пневмодинамической камеры позволяет упрочнять шейки восстановленных коленчатых валов двигателя Д-240 и Д-260 2. Недостатками известной конструкции камеры являются ограниченный диапазон обрабатываемых валов - камера предназначена только для номенклатуры валов Д-240 и Д-260,и требование высокого давления пневмосети, из-за чего коэффициент полезного действия камеры уменьшается. Задачей полезной модели является расширение диапазона обрабатываемых валов, повышение коэффициента полезного действия пневмодинамической камеры. Поставленная задача достигается тем, что камера, выполненная разъемной в форме тора и содержащая центральный сегмент и две боковые крышки, жестко на нем закреп 2 80542012.04.30 ленные, при этом внутренний диаметр сегмента меньше внутреннего диаметра боковых крышек для обеспечения подачи обрабатывающих шаров в зону обработки. Кроме того,штуцеры для подачи воздуха, закрепленные в сегменте с внешней стороны, параллельны и разнонаправлены друг другу. При этом стыки разъемных частей камеры соединены с одной стороны петлей, а с другой стороны хомутом с крепежным элементом. На боковых поверхностях сегмента выполнены пазы трапециевидной формы от внутреннего диаметра,а на внутренних плоскостях крышек выполнены секторы с углублением, уменьшающимся от центра в виде прямоугольного треугольника, расположенные с частичным перекрытием друг друга так, что две вершины треугольника лежат на внутреннем диаметре крышки и имеют отверстия для выхода избыточного воздуха. В отличие от прототипа камера дополнительно содержит съемный вкладыш, выполненный разъемным, располагающийся внутри камеры на центральном сегменте. Внутренний диаметр вкладыша соответствует диаметру обрабатываемого вала. Также камера содержит боковые насадки, жестко закрепленные на боковых крышках с отверстием, соответствующим диаметру обрабатываемого вала, при этом углы секторов выполнены скругленными, а петли имеют крепежные пазы для обеспечения возможности раздвижения разъемных частей тора. Отличительным признаком заявляемого устройства является наличие новых элементов, а именно вкладыша центрального сегмента и боковых насадок, их формы выполнения и взаимораспределения в конструкции. Благодаря новым элементам увеличивается диапазон обрабатываемых валов, благодаря их форме выполнения увеличивается коэффициент полезного действия при одинаковом давлении пневмосети, что ведет к меньшим энергозатратам. Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена структурная блоксхема заявляемой пневмодинамической камеры. На фиг. 1 изображен общий вид пневмодинамичсекой камеры, на фиг. 2 - общий вид камеры сверху, на фиг. 3 изображена боковая крышка изнутри, на фиг. 4 - общий вид боковой насадки, на фиг. 5 - вид центрального сегмента в разрезе -, на фиг. 6 - фото пневмодинамической камеры. Полезная модель содержит две боковые крышки 1, 2, жестко закрепленные на центральном сегменте 3. Между сегментом 3 и боковыми крышками 1, 2 образуются полости за счет выполнения на крышках секторов 4 с отверстиями в виде прямоугольных треугольников, расположенных под наклоном к центру, и трапециевидных пазов 5 на центральном сегменте 3. Два штуцера 6 и 7 расположены на внешней стороне центрального сегмента 3 так, что они параллельны и разнонаправлены друг другу. Петли 8 с крепежными пазами расположены на одном из стыков разъемных частей камеры с последующей возможностью использования набора вкладышей 9, выполненных разъемно для различной номенклатуры валов. Внутренний диаметр вкладыша 9 соответствует диаметру обрабатываемого вала. На другом стыке частей камеры установлен хомут 10 с крепежным элементом 11 для закрепления частей камеры между собой. На боковых крышках 1 и 2 жестко закреплены боковые насадки 12 и 13 с отверстием, соответствующим диаметру обрабатываемого вала. При этом углы секторов выполнены скругленными, а петли 8 имеют крепежные пазы для обеспечения возможности раздвижения разъемных частей тора. Предлагаемая полезная модель изготавливается из фторопласта и унифицированных крепежных изделий в соответствии с рабочими чертежами. Камера работает следующим образом. В камеру засыпают стальные шары диаметром 3 мм. Камера закрепляется на галтели валов с помощью хомута 10 и подключается штуцерами 6, 7 к соединительным кабелям пневмосети. Посредством пневмосети через штуцеры 6 и 7 в полость камеры, образованной секторами 4 на крышках 1, 2 и пазах 5 на центральном сегменте 3, подается воздух под давлением 0,6 МПа. Поток воздуха подхватывает стальные шары, расположенные на дне камеры, после чего шары начинают движение по траектории сегментов 4. Обретая скорость около 26 м/с, шары попадают в сектора 4, где они, ударяясь о стенки центрального сегмента 3 и прокатываясь по скругленным верши 3 80542012.04.30 нам секторов 4, направленно летят в зону обработки шейки галтели вала. После удара о вал шары вновь попадают в поток сжатого воздуха и цикл повторяется неоднократно. Время упрочнения шеек коленчатого вала в камере зависит от характеристик упрочняемого материала и выбранных режимов поверхностно-пластического деформирования. Использование заявляемой полезной модели за счет новых конструктивных особенностей позволит расширить диапазон упрочняемых коленчатых валов, увеличить коэффициент полезного действия пневмодинамической камеры. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4