УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ КРЫШКИ БОЛЬШОЙ ГОЛОВКИ ШАТУНА

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к устройству для отделения крышки большой головки шатуна.
Известно устройство для отделения крышки нижней головки шатуна, патент РФ №2191100, В 23 Р 19/00, В 26 F 3/02, пуб. от 20.10.2002 г., содержащее горизонтально расположенное основание с установленной на нем оправкой для крепления шатуна, выполненной в виде верхнего и нижнего элементов с полукруглыми выступами, ударный механизм с регулируемой ударной массой и двумя бойками, стойку для базирования шатуна на оправке, демпфирующие элементы для гашения удара, причем устройство снабжено двумя клиньями для создания напряженного состояния нижней головки шатуна и обеспечения ее отделения изломом, верхний элемент оправки выполнен с направляющим пазом, в котором расположены упомянутые клинья, а основание выполнено с двумя пазами, оси которых пересекаются под прямым углом (90 градусов) для установки оправки в сборе с шатуном и крышки нижней головки, при этом оправка выполнена с опорной поверхностью, совпадающей с ее плоскостью разъема и предназначенной для установки на соответствующую поверхность основания. Клинья и верхний элемент оправки имеют отверстия для толкателей, которыми снабжено устройство для передачи энергии удара от ударного механизма нижнему элементу оправки. На нижнем элементе оправки выполнены боковые лыски и плоскости, причем боковые лыски сопряжены с боковыми поверхностями направляющего паза верхнего элемента оправки.
Недостатками данного устройства являются: сложность конструкции устройства для отделения крышки нижней головки шатуна; большая трудоемкость при установке шатуна в устройстве из-за необходимости в каждом цикле устанавливать в устройстве большое количество деталей (две части оправки, два клина, два бойка), причем данную сборку
необходимо установить на основание и переместить всю сборку в устройство создания предварительного и ударного нагружения.
Наиболее близким техническим решением выбранным в качестве прототипа, является устройство для отделения крышки большой головки шатуна, патент США №5115564, В 23 Р 17/00, ny6.26.05.92 г., содержащее закрепленное на раме вертикально расположенное основание, на котором установлены неподвижная и подвижная опоры, в выемках которых установлены соответственно неподвижная и подвижная части оправки с полуцилиндрическими выступами для базирования на них большой головки шатуна своим отверстием, дополнительный базирующий элемент для шатуна, выполненный в виде паза в неподвижной опоре, между образующими стенками которого может базироваться малая головка шатуна, элементы фиксации шатуна, выполненные в виде резьбовых стержней и ввернутых в количестве четырех в резьбовые отверстия неподвижной опоры оправки и также в количестве четырех в резьбовые отверстия подвижной опоры оправки, ударный механизм с регулируемой ударной массой и двумя бойками, механизм предварительного нагружения большой головки шатуна, механизм подъема подвижной опоры подвижной части оправки, а также демпфирующие элементы, необходимые для гашения колебаний подвижной опоры подвижной части оправки после отделения крышки большой головки шатуна.
Ударный механизм в устройстве состоит из груза, с нижней стороны которого имеется два бойка, а с верхней стороны которого прикреплен гидро- или пневмоцилиндр. Груз имеет возможность перемещаться в направляющих основания, а бойки груза при опускании последнего имеют возможность воздействовать на подвижную опору подвижной части оправки.
Механизм предварительного нагружения большой головки шатуна включает саму подвижную опору, т.к. она за счет своей массы сама уже нагружает большую головку шатуна, которую базируют ее отверстием на полуцилиндрических выступах неподвижной и подвижной опор оправки, и кроме того включает соединенный с подвижной опорой гидро- или пневмоцилиндр, который в данной конструкции выполняет еще одну функцию - подъем подвижной опоры подвижной части оправки (т.е. является автоматическим механизмом подъема подвижной опоры подвижной части оправки).
Недостатками данного технического решения являются: сложность всей конструкции устройства из-за применения высокоточных подвижных соединений, таких как направляющие основания - направляющие подвижной опоры подвижной части оправки, направляющие основания - направляющие груза ударного механизма, а также из-за применения сложного ударного механизма, сложного механизма нагружения
большой головки шатуна, совмещенного с механизмом подъема подвижной опоры, в которых используются гидро- или пневмопоршни, а значит и сопутствующие им сложные системы управления и подачи рабочей жидкости или газа; большая трудоемкость при установке шатуна в устройстве из-за большого количества элементов фиксации шатуна.
Задача полезной модели: упрощение устройства за счет применения более простых его механизмов, а следовательно улучшение технологичности его изготовления, а также уменьшение трудоемкости при установке шатуна в устройстве.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для отделения крышки большой головки шатуна, включающем каркас, на котором закреплено вертикальное основание с расположенными на нем неподвижной и подвижной опорами соответствующих неподвижной и подвижной частей оправки с полуцилиндрическими выступами для базирования на них большой головки шатуна отверстием, дополнительный базирующий элемент и элементы фиксации для шатуна, ударный механизм с грузом, механизм предварительного нагружения большой головки шатуна, механизм подъема подвижной опоры подвижной части оправки, соединенный с этой подвижной опорой через толкатель, а также демпфирующие элементы для гашения удара, согласно полезной модели, неподвижная и подвижная части оправки жестко закреплены на соответствующих неподвижной и подвижной их опорах, а дополнительный базирующий элемент для шатуна выполнен в виде выступа подвижной части оправки с размерами под отверстие малой головки шатуна, один из элементов фиксации для шатуна выполнен в виде защелки, установленной на подвижной части оправки с возможностью расположения над стержневой частью шатуна, тогда как два других элемента фиксации для шатуна выполнены с резьбовыми участками с возможностью поджатия отделяемой крышки большой головки шатуна к полуцилиндрическому выступу неподвижной части оправки, причем груз ударного механизма соединен тросом с подъемным редуктором и имеет возможность воздействовать на подвижную опору через центральный боек, механизм же предварительного нагружения большой головки шатуна выполнен в виде клина, расположенного между сопрягающимися поверхностями полуцилиндрических выступов неподвижной и подвижной частей оправки, и винта, прижимающего клин с торца и опираемого относительно основания, а механизм подъема выполнен в виде ручного привода.
В частном случае, выполненный в виде защелки элемент фиксации имеет форму пластины и установлен одним концом на поворотной оси с возможностью расположения заходной частью на фиксирующей оси.
В частном случае, два элемента фиксации выполненные с резьбовыми участками, вкручены в упорном выступе неподвижной части оправки и имеют грани под гаечный ключ.
В частном случае, груз и направляющая ударного механизма выполнены цилиндрическими.
В частном случае, боек ударного механизма расположен в сквозном отверстии неподвижной части оправки.
В частном случае, по меньшей мере одна из сопрягающихся поверхностей одного из полуцилиндрических выступов неподвижной и подвижной частей оправки расположена под углом к продольной оси клина.
В частном случае, винт механизма предварительного нагружения большой головки шатуна опирается относительно основания посредством плиты, в резьбовом отверстии которой он расположен и которая прикреплена к основанию через стойки.
В частном случае, ручной привод механизма подъема подвижной части оправки включает в себя рычаг с рукояткой на одном из концов и с осью на втором конце для крепления на раме.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется на чертежах:
Фиг.1. - устройство для отделения крышки большой головки шатуна, вид сбоку;
Фиг.2. - устройство для отделения крышки большой головки шатуна, вид спереди;
Фиг.3. -вид А на фиг.1;
Фиг.4. - вид Б на фиг.1..
Устройство для отделения крышки большой головки шатуна содержит сварной каркас 1, на котором закреплены: основание 2 с расположенными на нем неподвижной 3 и
подвижной 4 опорами соответствующих неподвижной 5 и подвижной 6 частей оправки 7 с полуцилиндрическими выступами 8 для базирования на них большой головки 9 шатуна 10 отверстием; дополнительный базирующий элемент 11 для шатуна 10, выполненный в виде выступа подвижной части 6 оправки 7 с размерами под отверстие малой головки 12 шатуна 10, и элементы фиксации 13 для шатуна 10, размещенные на неподвижной 5 и подвижной 6 частях оправки 7; ударный механизм 14 с грузом 15; механизм предварительного нагружения 16 большой головки 9 шатуна 10; механизм подъема 17 подвижной опоры 4 подвижной части 6 оправки 7; демпфирующие элементы 18 для гашения удара.
Неподвижная опора 3 жестко закреплена на основании 2 устройства, а подвижная опора 4 размещена в направляющих 19 основания 2. Неподвижная 5 и подвижная 6 части оправки 7 жестко закреплены на соответствующих неподвижной 3 и подвижной 4 опорах.
Один из элементов фиксации 13 для шатуна 10 выполнен в виде защелки, которая установлена на подвижной части 6 оправки 7 с возможностью расположения над стержневой частью 20 шатуна 10, а два других элемента фиксации 13 выполнены с резьбовыми участками 21 с возможностью поджатия отделяемой крышки 22 большой головки 9 шатуна 10 к полуцилиндрическому выступу 8 неподвижной части 5 оправки 7. В частном случае выполнения (как показано на фиг.1-3), выполненный в виде защелки элемент фиксации 13 имеет форму пластины и установлен одним концом на поворотной оси 23 с возможностью расположения заходной частью 24 на фиксирующей оси 25, а два элемента фиксации 13, выполненные с резьбовыми участками 21, вкручены в упорном выступе 26 неподвижной части 5 оправки 7 и имеют грани 27 под гаечный ключ.
Ударный механизм 14 закреплен на каркасе 1 устройства выше основания 2. Груз 15 ударного механизма 14 устройства соединен тросом 28 с подъемным редуктором 29 (в частном случае редуктор 29 имеет ручной привод) и имеет возможность при перемещении вниз воздействовать на подвижную опору 4 через центральный боек 30. В частном случае (как показано на фиг.1-3) груз 15 и направляющая 31 ударного механизма 14 устройства выполнены цилиндрическими (т.е. груз 15 свободно с большим зазором движется в направляющей 31), что не требует высокой точности изготовления данного подвижного соединения и упрощает технологию изготовления данного механизма. В частном случае, груз 15 ударного механизма 14 соединен с тросом 28 через захват 32, а боек 30 расположен в сквозном отверстии 33 неподвижной части 5 оправки 7.
Механизм предварительного нагружения 16 большой головки 9 шатуна 10 устройства выполнен в виде расположенного между сопрягающимися поверхностями 34 полуцилиндрических выступов 8 неподвижной 5 и подвижной 6 частей оправки 7 клина
35 и винта 36, прижимающего клин 35 с торца и опираемого относительно основания 2, в частном случае винт 36 опирается относительно основания 2 посредством плиты 37, в резьбовом отверстии которой он расположен и которая прикреплена к основанию 2 через стойки 38. В частном случае (как показано на фиг.1-3), поверхность 34 полуцилиндрического выступа 8 подвижной части 6 оправки 7 расположена под углом к продольной оси «L» клина 35.
Механизм подъема 17 подвижной опоры 4 подвижной части 6 оправки 7 выполнен в виде ручного привода, соединенного с этой подвижной опорой 4 через толкатель 39. В частном случае (как показано на фиг.1-3), механизм подъема 17 подвижной части 6 оправки 7 включает в себя рычаг 40 с рукояткой 41 на одном из концов и с осью 42 на втором конце для крепления на раме 1, тогда как с толкателем 39 рычаг 40 соединен через ось 43.
Работает устройство для отделения крышки большой головки шатуна следующим образом.
Шатун 10 с предварительно нанесенными в месте предполагаемого разлома рисками - концентраторами размещается на оправке 7, для чего подвижная часть 6 оправки 7 с помощью ее механизма подъема 16, путем воздействия на рычаг 40, поднимается до упора с неподвижной частью 3 оправки 7, большая головка 9 шатуна 10 одевается на полуцилиндрические выступы 8 неподвижной 5 и подвижной 6 частей оправки 7, а малая головка 12 шатуна 10 одевается на выполненный в виде выступа подвижной части 6 оправки 7 дополнительный базирующий элемент 11. Далее шатун 10 фиксируется на устройстве, а именно на оправке 7 элементами фиксации 13, для этого выполненный в виде защелки элемент фиксации 13 поворачивают на поворотной оси 23 и располагают заход ной частью 24 на фиксирующей оси 25, а двумя другими элементами фиксации 13, выполненными с резьбовыми участками 21, поджимают отделяемую крышку 22 большой головки 9 шатуна 10 к полуцилиндрическому выступу 8 подвижной части 5 оправки 7.
Потом клин 34 механизма предварительного нагружения 16 большой головки 9 шатуна 10 устанавливается между полуцилиндрическими выступами 8 неподвижной 3 и подвижной 5 частей оправки 7. При закручивании винта 36 создается давление на клине 35, которое с него передается на неподвижную 3 и подвижную 4 части оправки 7, что обеспечивает предварительное нагружение большой головки 9 шатуна 10. Величина предварительного нагружения регулируется моментом затяжки винта 36, которое определяется с помощью динаметрического ключа.
Далее груз 15 соединяется зохватом 32 с тросом 28, и потом подъемным редуктором 29 поднимается на требуемую высоту, после чего захватом 32 отсоединяют от троса 28 груз 15, который под действием силы тяжести падает вниз по цилиндрической направляющей 31 и ударяется по бойку 30, который передает удар через подвижную опору 4 на подвижную часть 6 оправки 7, которая, перемещаясь вниз, отрывает стержневую часть (шток) от крышки 22. Скорость и величина энергии удара регулируется высотой поднятия груза 15 ударного механизма 14. Ограничение движения подвижной опоры 4 с подвижной частью 6 оправки 7 и гашение энергии удара осуществляется с помощью демпфирующих элементов 18, выполненных из упругого материала.
За счет выполнения в заявляемом техническом решении устройства для отделения крышки большой головки шатуна более простых рабочих механизмов и за счет использования меньшего количества элементов фиксации шатуна, в отличии от конструкции устройства прототипа, оно (устройство) более проще, а следовательно происходит улучшение его изготовления, а также уменьшение трудоемкости при установке шатуна.