УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРОВКИ ДВС НА ИСПЫТАТЕЛЬНОМ СТЕНДЕ

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к устройствам для центровки ДВС при установке на испытательном стенде, и может быть использована для центровки узлов машин при их монтаже для соответствия заданным требованиям по их взаимному расположению.
Известно нагрузочное устройство, установленное на стенде для испытаний ДВС, содержащее амортизирующую знакопеременную передачу, соединяющую выходной вал испытываемого двигателя с нагрузочным устройством через присоединительные фланцы амортизирующей передачи, излучатель света и фотоприемник, при этом к присоединительным фланцам закреплены диски с отверстиями, кроме того, за отверстием присоединен под углом 45° отражатель с возможностью прохождения луча от излучателя света через отверстия и отражатель на фотоприемник, причем диаметр отверстия на диске, закрепленном через присоединительный фланец к нагрузочному устройству, равен диаметру луча, а радиус отверстия на другом диске равен максимально допустимому повороту фланцев относительно друг друга, длина фотоприемника вдоль оси вращения больше допуска осевого перемещения (см. RU 2518755, МПК G01M 15/05 (2006.01), G01M 15/02 (2006.01), опубликовано 10.06.2014).
Известен стенд для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащий основание, нагрузочное и соединительное устройства, продольные направляющие, закрепленные на основании, раму, установленную на продольных направляющих с возможностью перемещения и фиксирования, ложементы для размещения двигателя, поперечные направляющие и стойки, причем рама выполнена в виде автономных балок, поперечные направляющие закреплены на балках, а стойки установлены на поперечных направляющих с возможностью перемещения и фиксирования (см. RU 2107175, МПК F02B 79/00, G01M 15/00, опубликовано 20.03.1998).
Известен способ центровки осей сопрягаемых вращающихся валов, образующих составной валопровод, относительно оси приводного вала тормозной машины моторного стенда и оси коленчатого вала ДВС, заключающийся в контроле, установке и необходимой регулировке допустимых отклонений соосности расположения указанных сопрягающихся валов стенда и ДВС путем регулировки пространственного расположения опорных элементов механической системы крепления ДВС на стенде, причем экран изображения светового пучка устанавливается между фланцем приводного вала тормозной машины стенда и фланцем сопрягаемого участка промежуточного вала стендовой опоры ДВС, на противоположном фланце приводного вала - кронштейн с державкой, в которую монтируют автономный модуль лазерного устройства центровки с источником лазерного излучения, световой пучок которого фокусируется в направлении траекторной линии, в виде визуально отличаемой окружности, или двух концентрических окружностей, отражающих поле допустимых отклонений несоосностей сопрягаемых осей вращающихся валов, размеченной красящим веществом на поверхности экрана изображения лазерного пучка (см. RU 2352901, МПК G01B 11/27 (2006.01), G01M 15/04 (2006.01), опубликовано 20.04.2009).
Прототипом к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является лазерное устройство центровки моторного стенда для виброакустических испытаний ДВС, состоящее из автономных модулей предварительной «грубой» и окончательной «точной» центровки осей сопрягаемых валов исследуемого ДВС, каждый из которых содержит лазерный диод, неподвижно установленный в корпусе с основанием, интегрированным с постоянным магнитом в виде «магнитной присоски»; плоского экрана из жесткого тонкостенного листового материала, неподвижно установленного на свободной торцевой части вращающегося вала, монтируемого на стенде исследуемого ДВС; монтажной площадки из ферромагнитного вещества для установки автономных модулей лазерного устройства центровки с возможностью изменения их месторасположения по поверхности монтажной площадки и фиксации на ней заданного месторасположения удерживающей магнитной силой, при этом в центре окружности центровочной линии, нанесенной на монтажной площадке, устанавливается модуль лазерного устройства предварительной «грубой» центровки таким образом, что светящийся пучок луча лазерного диода указанного модуля направлен в центр торцевого участка приводного вала тормозной балансирной асинхронной машины; модуль лазерного устройства окончательной «точной» центровки располагается на центровочной линии окружности, нанесенной на поверхности монтажной площадки таким образом, что светящийся пучок луча лазерного диода, направленный в направлении центровочной линии окружности экрана, совпадает с указанной центровочной линией (см. RU 56609, МПК G01M 17/00 (2006.01), опубликовано 10.09.2006).
Известные решения центровки осей ДВС сложны в своем исполнении, трудоемки в определении смещения осей, при этом центровка производится только в одном направлении, что не позволяет обеспечить достаточную точность.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение точности центровки ДВС в двух направлениях.
Поставленная задача решается тем, что заявляемое устройство для центровки ДВС на испытательном стенде, содержащее лазерное устройство центровки, состоящее из оптической головки на основе технического лазера, испускающего узконаправленный световой поток, и выполненное с магнитной опорой, где ось лазера располагается перпендикулярно опорной поверхности, мерительное устройство для центровки осей сопрягаемых между собой вала исследуемого ДВС и приводного вала нагружающего элемента, выполненное на магнитной опоре в виде магнитной планки со шкалой, в центр которой направлен пучок лазера. В частном случае исполнения мерительное устройство установлено на ДВС, а лазерное устройство центровки - на нагружающем элементе и лазерное устройство центровки установлено на ДВС, а мерительное устройство - на нагружающем элементе.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что мерительное устройство выполнено на магнитной опоре в виде магнитной планки со шкалой, в центр которой направлен пучок лазера, позволяет повысить точность центровки ДВС.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Полезная модель поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - устройство для центровки двигателя с лазерным устройством с испытательным стендом при установке на нем двигателя;
фиг. 2 - вид А (повернуто) на мерительную магнитную планку.
Устройство для центровки ДВС на испытательном стенде 1 содержит лазерное устройство центровки 2, мерительное устройство 3 для центровки осей сопрягаемых между собой вала 4 исследуемого ДВС 5 и приводного вала нагружающего элемента 6. Лазерное устройство центровки 2 выполнено с магнитной опорой и состоит из оптической головки 7 на основе технического лазера, испускающего узконаправленный световой поток 8, где ось лазера располагается перпендикулярно опорной поверхности. Мерительное устройство 3 также выполнено на магнитной опоре в виде магнитной планки со шкалой, в центр которой направлен световой поток 8 лазерного устройства 2.
Операция центровки проводится в два этапа.
Сначала на первом предварительном этапе при установке ДВС 5 на испытательном стенде 1 и центровки с нагружающим элементом 6, связанным с ДВС 5 через карданный вал 4 и демпфирующую муфту 9, лазерное устройство центровки 2 устанавливается на планшайбе нагружающего элемента 6 в перпендикулярной поверхности относительно оси вращения вала устройства и включается испускание светового потока 8. Мерительное устройство 3 устанавливается на планшайбе ДВС 5 в перпендикулярной поверхности относительно оси вращения вала двигателя напротив пятна 10 от светового потока 8 лазерного устройства 2 таким образом, чтобы само пятно 10 располагалось посередине шкалы мерительного устройства 3. При вращении нагружающего элемента 6 совместно с ДВС 5 определяется положение ДВС 5, измеряется отклонение, проводится измерение значений отклонения в горизонтальном и вертикальном направлениях. Разницу значений показывает удвоенное смещение центра маховика ДВС 5 относительно оси нагружающего элемента 6. Проводится регулировка центра маховика ДВС 5 относительно оси нагружающего элемента 6 изменением положения задней части ДВС 5.
Далее при выполнении второй части предварительного этапа центровки лазерное устройство центровки 2 устанавливается на планшайбе ДВС 5 в перпендикулярной поверхности относительно оси вращения вала двигателя. Мерительное устройство 3 устанавливается соответственно на планшайбе нагружающего элемента 6 в перпендикулярной поверхности относительно оси вращения вала устройства напротив пятна 10 от светового потока 8 лазерного устройства 2 таким образом, чтобы само пятно 10 располагалось посередине шкалы мерительного устройства 3. При вращении нагружающего элемента 6 совместно с ДВС 5 повторно определяется положение ДВС 5, измеряется отклонение, проводится измерение значений отклонения в горизонтальном и вертикальном направлениях, где разницу значений показывает удвоенное смещение центра маховика ДВС 5 относительно оси нагружающего элемента 6. Проводится регулировка центра маховика ДВС 5 относительно оси нагружающего элемента 6 изменением положения передней части ДВС 5.
В конце после предварительного этапа проводится проверка центрирования. Для этого проводятся действия первого и второго этапов по центровке. При определенных в ходе операций по центровке допустимых величин отклонений от осей вращения операция центровки считается законченной. Значения отклонений, линейное и угловое смещение осей испытуемого ДВС и нагружающего элемента определяются по шкале мерительного устройства расчетным методом.
Заявляемое техническое решение предусматривает применение мерительного устройства и лазерного устройства центровки с оптической головкой на основе технического лазера малой мощности с узконаправленным световым пучком диаметром до 1 мм, выполненных на магнитной опоре. Для осуществления действий при операции используется мерительная магнитная планка-шкала с делениями в 1 мм.
Заявляемое техническое решение позволило производить центровку в двух направлениях за счет использования магнитных опор, повысить точность центровки ДВС на испытательном стенде относительно нагружаемого элемента и снизить время операции.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с применением ранее освоенных технологий.