Способ отделения крышки и/или штока шатуна и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК B23P19/02 

-s

Ј

Использование: для отделения крышки большой головки от остальной части шатуна, изготовленного методами порошковой металлургии. Сущность изобретения: крышки или остальная часть шатуна зажимается в держателе, подвижно перпендикулярно плоскости разделения, остальная часть шатуна удерживается неподвижно, по держателю в направлении разделения наносят действующий вдоль оси симметрии шатуна прямой центральный удар. Устройство для осуществления способа включает:-основание, держатель для крышки шатуна, держатель для остальной части шатуна, закрепленные на основании направляющие для каждого держателя, ударную массу для каждого держателя. 2с. и 17 з.п, ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для отделения большой головки шатунов, изготовленных методом порошковой металлургии..

Цель изобретения - создать совершенно новый способ и устройство для ударного разделения шатунов, являющиеся более простыми и дающие лучшие результаты разделения.

Эта цель достигается способом, который отличается тем, что крышку и/или остальную часть шатуна зажимают по меньшей мере в одном держателе, перемещаемом перпендикулярно плоскости разделения и наносят по держателю прямой Центральный удар вдоль оси симметрии шатуна.В основе изобретения лежит идея о том. что оптимальные условия разделения всегда .достигаются тогда, когда разделяющая

сила, во-первых, имеет ударный характер, а во-вторых, при этом процессе шатун жестко (без люфа) закреплен. Ударный характер разрыва невозможен по упомянутым вышеизвестным способам и устройствам, так как в них для увеличения разрывающегося усилия всегда требуется определенное время.

Особо хорошие условия разделения достигаются, когда держатель или держатели в направлении удара заранее напряжены до величины меньшей величины предела текучести материала шатуна, а прямой центральный удар наносится в напряженном состоянии.

Эксперименты показали, что особенно хорошие результаты получаются, когда сила предварительного напряжения равна или меньше-80% от предела прочности на разрыв.

00

ON ГО СЛ ON

СО

В принципе держатели могут быть установлены самым различным образом. Особо хорошие результаты получаются, когда держатели установлены с возможностью прямолинейного перемещения параллельно оси симметрии шатуна.

Эксперименты показали, что крышка большой головки и остальная часть шатуна особенно точно стыкуются в области разрыва, если сразу послеударного разделения разделенные части крепко прижать друг к другу с высоким усилием. .

Особенно хорошие результаты при этом достигаются, когда сила прижима соответствует силе зажима, создаваемой при дальнейшей эксплуатации головки с остальной частью шатуна с помощью обычно применяющихся для этого соединительных болтов.

Для достижения оптимального ударного разделения прямой центральный удар должен соответствовать применяемому материалу шатуна, форме и величине плоскости раздела, а также мероприятиям (как например, зарубкам и т.п.). Соответствие обеспечивается в ходе простых экспериментов за счет изменения массы и скорости части устройства, наносящей удар.

Предпочтительное устройство для осуществления способа содержит: основание, гнездо для неподвижно удерживаемой части шатуна, жестко закрепленное на основании, держатель для остальной части шатуна (не удерживаемой неподвижно), который установлен в закрепленных на основании направляющих перпендикулярно плоскости раздела шатунэ и параллельно оси симметрии шатуна-с возможностью перемещения в определенных границах, а также ударную массу нанесения прямого центрального удара в направлении разделения шатуна вдоль оси его симметрии.

Второй вариант: устройство содержит основание, держатель для крышки большой головки шатуна, держатель для остальной части шатуна, закрепленные на основании, направляющие для каждого держателя, по которым каждый держатель может перемещаться перпендикулярно плоскости разделения и параллельно оси симметрии шатуна в некоторых границах, а также ударную массу для каждого держателя, причем ударные массы одновременно наносят прямой центральный удар вдоль оси симметрии-шатуна в направлении разделения.

Особенно простое выполнение устройства для осуществления способа достигается, когда основание расположено вертикально, а ударная масса выполнена в виде груза, движущегося прд действием силы тяжести. При этом не требуется специального привода для разгона груза. Нужно лишь предусмотреть простое подъемное устройство, с помощью которого груз поднимается в исходное положение после удара.

Основание может быть расположено и горизонтально. В этом случае нужен сило- вой привод для ударной массы. Особенно простая конструкция получается, если силовой привод выполнен в виде гидравлическо0 го или пневматического ускоряющего цилиндра.

При вертикальном расположении основания для ускорения приводимого, силой тяжести ударного груза в случае

5 необходимости может быть добавочно предусмотрен гидравлический или пневматический ускоряющий цилиндр.

Основание может быть выполнено любым образом. Особенно простая конструк0 ция получается, если основание выполнено в виде плиты. При вертикальном расположении, основание можно выполнить в виде стойки.

Ударная масса или ударные массы могут

5 быть подвижно размещены самым различным образом. Выгодно, если ударная масса или массы могут перемещаться в направляющих возвратно-поступательно. ..

Для оптимального ударного разделения

0- требуется, чтобы шатун в процессе разделения был закреплен жестко (без люфта). Это может быть достигнуто когда каждые держатель и гнездо имеют круглый штырь, входящий в отверстие больаюй головки и тесно

5 прилегающий к его стенкам. Линия раздела между обоими штырями находится при этом точно в плоскости раздела.

При этом выгодно, если держатель выполнен в виде ползуна, на котором закреп0 лен штырь. Крепление при этом выполнено так, что штырь в процессе разделения шатуна не может согнуться. Это достигается когда каждый штырь опирается свободным концом со съемной скобой на ползун или на

5 гнездо в направлении нагрузки.

Для наиболее жесткого закрепления шатуна целесообразно, чтобы крышка большой головки и/или остальная часть шатуна своими фиксирующими элементами зажи0 мались бы в гнезде и держателе-с прилеганием к внешним поверхностям штырей. Фиксирующие элементы при этом могут быть выполнены в виде обычных зажимных винтов, которые с трех сторон воздействуют

5 на крышку большой головки или на остальную часть шатуна. Фиксирующие элементы могут иметь механический или гидравлический привод.

Ударные массы могут быть выполнены любым образом. Особенно выгодное устройство получается, если ударные массы выполнены в виде скобы с двумя ударными поверхностями, которые взаимодействуют с ударными поверхностями ползуна по обе стороны от штыря, и, следовательно, по обе 5 стороны от шатуна. Ударная сила массы передается на ползун так, что получается точно направленная вдоль оси шатуна ударная нагрузка.

Особенно выгодные условия ударного 10 разделения получаются, когда держатель или держатели предварительно напряжены в направлении удара. По предпочтительному варианту выполнения устройства, оно оборудуется закрепленным на основании 15 цилиндром предварительного натяга, который своим штоком с поршнем воздействует на держатель или ползун.

Чтобы заморозить массу держателя или ползуна после процесса разделения, можно 20 на траектории перемещения держателя предусмотреть один или несколько демпфирующих цилиндров.

Сила воздействующего на держатель прямого центрального удара по величине 25 должна соответствовать материалу шатуна, форме и площади поверхности раздела, а также мероприятиями, влияющими на процесс разделения (например, зарубками и т. п.), что определяется путем простых экспе- 30 риментов при изменении веса ударной массы (при необходимости и веса держателей), а также за счет изменения скорости движения ударной массы. При вертикальном расположении неподвижного основания, 35 скорость движения ударной массы можно регулировать изменением высоты падения ударной массы или изменением дополнительного ускорения от ускорительного цилиндра. При горизонтальном расположении 40 эта регулировка производится путем соответствующей установки ускоряющего цилиндра.

Изобретение поясняется чертежами, 45 где: на фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 - сечение в плоскости А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - схематически в увеличенном масштабе деталь с фиг. 1; на фиг. 4 - вид сбоку детали по фиг. 3 в частично разо- 50 бранном виде; на фиг. 5 - схематически в перспективном изображений в частично разобранном виде участки устройства по фиг. Зи4.

Как следует из фиг. 1 и 2, устройство 55 состоит из основания 1 (в этом примере исполнения в виде основной плиты). На основании 1 установлены направляющие 2, по . которым скобообразная ударная масса 3 движется вдоль оси 4.

На основании 1, примыкая к направляющим 2, жестко закреплено соответствующее по форме ударной массы 3 гнездо 5. На противоположной стороне гнезда 5 на основании 1 укреплены направляющие б, по которым может перемещаться вдоль оси 4 держатель 7.

На пути перемещения держателя 7 с противоположной гнезду 5 стороны установлены два демпфирующих цилиндра 8. закрепленные на плите 9, которая соединена с основанием 1. На плите 9 на другой ее стороне установлен цилиндр предварительного натяжения 10, поршень 11 которого проходит сквозь плиту 9 и через замок J 2 соединен с держателем 7.

На противоположной гнезду 5 стороне ударная масса 3 снабжена элементом 13. Этот элемент 13 при горизонтальном расположении основания 1 выполнен в виде ускоряющего цилиндра 14. которым ударная масса 3 ускоряется в направлении держателя 7.

При вертикальном расположении основания 1 (когда ударная масса 3 выполнена в виде ускоряемого силой тяжести ударного груза) элемент 13 выполнен в виде поднимающего цилиндра, с помощью которого ударная масса 3 после осуществления ударного процесса разделения вновь поднимается в свое исходного положение и там удерживается. В этой версии подъемный цилиндр снабжен расцепляющим устройством (не показано), с помощью которого ударная массэЗ может быть освобождена для проведения ударного разделения из поднятого положения.

Ударная масса 3 в данном случае выполнена скобообразной и имеет на обращенной к держателю 7 стороне расположенные по обе стороны гнезда 5 обоймы 15, ударные поверхности 16 которых взаимодействуют с поверхностями 17, расположенными на верхней стороне держателя 7, как это показано на фиг. 7 штрихпунктирными линиями.

Конструкция гнезда 5 и держателя 7 схематически представлена на фиг. 3-5. Гнездо 5 состоит из жесткой фасонной детали 18, которая жестко соединена с выполненным в виде плиты основанием 1 и имеет выемки 19 и 20, соответствующие по форме с шатуном. В фасонной детали 18 также жестко закреплен штырь 21 гнезда, цапфа 22 которого имеет диаметр, равный диаметру отверстия 23 большой головки шатуна 20. Как следует из фиг. 3 и 5, штырь 21 и цапфа 22 имеют полукруглое сечение.

.Фасонная деталь 18 имеет также четыре резьбовых .отверстия, в которых установлены винты. Эти винты являются фиксирующими элементами 24 для шатуна 19 - 20 и, с одной стороны, жестко крепят основную часть шатуна в фасонной части детали 18 гнезда 5, а. с другой стороны, прижимают ее к цапфе-22.

Держатель 7 (фиг. 1) выполнена в виде ползуна, который по направляющим 6 может совершать возвратно-поступательное перемещение вдоль оси 4 (см, фиг. 2). Ползун также снабжен штырем 25 с цапфой 26, Штырь 25 и цапфа 26 имеют полукруглое сечение и вместе со штырем 21 или цапфой 22 заполняют отверстие 23 большой головки шатуна почти полностью. Плоскость раздела между штырями 21 и 25 находится точно в плоскости ударного разделения устройства.

По обе стороны от штыря 25 держатель 7 выполнен в виде ползуна с ударными поверхностями 17 для ударных поверхностей 16 бойков 15 ударной массы 3,

Держатель 7 (ползун) выполнен с четырьмя резьбовыми отверстиями, в которых установлены четыре затяжных винта, служащие в качестве фиксирующих элементов 27 Для крышки 28 шатуна 20. С их помощью крышка 28 жестко зажимается в держателе 7(ползуне)и прижимается к цапфе25 штыря 25.

Чтобы предотвратить изгибание шты- рей21 и 25 в процессе ударного разделения, на концах цапфы 22 и цапфы 26 выполнены пазы 29 и 30. в которые входят концы 31 или 32 скоб 33 или 34, каждая из которых своими другими концами 35 или 36 входит в паз 37 или зацепляется за выступы 38 (см. фиг. 4 и 5).

Как следует из фиг. 5, паз 37 и выступы 38 выполнены наклонными относительно плоскости разделения, за. счёт чего скобы 33 и 34, посредством из сдвига в поперечном направлении, жестко устанавливаются и натягиваются, а затем могут быть свинчены с фасонной частью гнезда 5 или-держателем 7. Таким образом предотвращается изгиб цапф 22 (26) при ударном разделении, так как свободные концы цапф 22 (26) с помощью скоб 33 (34) крепятся на фасонной части гнезда или держателе 7.

Процесс ударного разделения протекает следующим образом.

Сначала ударная масса 3 с элементами 13 приводится в исходное положение (фиг. 1). Затем держатель 7 сдвигается в направлении к гнезду 5, и шатун 20 надвигается на цапфы 22 (26). Затем накладываются скобы 33 и 34, сдвигаются в боковом направлении, зажимаются и затем свинчиваются с фасонной частью (18) гнезда 5 или держателем 7. Затем затягиваются фиксирующие элементы 24 (27) так, что шатун 20 жестко зажат в гнезде и в держателе 7, Затем, при вертикальном выполнении основания, расцепляют описанный выше замок так, что ударная

масса 3 под влиянием силы тяжести падает вниз и ударными поверхностями 16 бойков 15 воздействует на поверхности 17 держателя 7. Таким образом наносится центральный удар вдоль оси 4, совпадающей с

0 продольной осью шатуна, и происходит процесс ударного разделения. В этой фазе держатель 7 ускоряется и его движение останавливается демпфирующими цилиндрами 8.

5 Если держатель 7 подвергается предварительному натяжению, то подают давление предвар ительно натяжения 10 и через шток поршня 11 и замок 12 держатель 7 натягивают в сторону от гнезда 5.

0 При гризонтальном положении основания ударная масса 3 ускоряется ускоряющим цилиндром 14. В остальном процесс происходит описанным выше образом. После окончания процесса разделения

5 ударная масса 3 возвращается в ее исходное положение, цилиндр предварительного натяга 10 разгружается. После этого отвинчиваются скобы 33 (34) и из устройства вынимают нижнюю крышку 28 и остальную

0ч часть шатуна 19. Устройство готово для последующей работы.

Для улучшения согласования формы разделенных частей крышка и остальная часть шатуна сжимаются, с высоким усилием

5 вместе на следующей операции. Формула изобретения

0 приложении разрушающего усилия к одной из частей шатуна, отлчающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости процесса и уменьшения затрат на процесс отделения, крышку и/или шток зажимают в

5 держателе, а усилие прикладывают, нанося прямой центральный удар по держателю вдоль оси симметрии шатуна в направлении разрушающего разделения.

держателем, установленным на направляющих с возможностью перемещения перпендикулярно плоскости разделения и парараллельно оси симметрии шатуна, и дополнительной ударной массой для этого де- ржателя.

0. Устройство по пп. 8 и 9, о т ли ч а ю- щ е е с я тем, что основание выполнено в виде плиты.

нен в виде гидравлического или пневматического цилиндра.

Составитель Ю.Марков Редактор В.Фельдман Техред М.МоргенталКорректор Е.Папп

Заказ 1648Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5