Устройство для измерения несоосности отверстий
Предназначено для проверки несоосности отверстий-опор для коленвала в блоке двигателя внутреннего сгорания при его ремонте. Представляет собой корпус-трубу, монтируемую соосно-поворотно внутри отверстий. В трубе подпружиненно-качательно последовательно друг за другом смонтированы Г-образные рычаги, количество которых и расстояние между ними соответствуют проверяемым опорам. Ориентированное вдоль трубы плечо каждого рычага несет щуп, взаимодействующий с поверхностью соответствующего отверстия, а плечо, ориентированное поперек трубы, поджато к установочно-подвижному наладочному наконечнику подпружиненным наконечником измерителя, которым служит индуктивный дифференциальный датчик, электрически связанный с внешней регистрирующей аппаратурой.
Предлагаемая полезная модель относится к измерительным устройствам, в частности, к приспособлениям для измерительных устройств, предназначенных для проверки несоосности отверстий.
Потребность в устройствах для измерения несоосности отверстий наиболее наглядно раскрывается на примере ремонта двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в которых коленчатый вал (коленвал) монтируется в последовательно размещенных в блоке (корпусная деталь) двигателя соосных отверстиях-опорах (например, блок двигателя КамАЗ-704 имеет пять таких опор).
Известно, что со временем любое металлическое литье проходит процесс старения, в течение которого идет его усадка и коробление, поэтому отверстия-опоры для коленвала в литом блоке двигателя теряют соосность, что приводит не только к ускоренному износу сопрягаемых деталей (коленвал-подшипники, поршни-цилиндры и т.д.), но и в некоторых случаях к аварийному разрушению коленвала. Поэтому важной задачей при капитальном ремонте двигателя является восстановление соосности отверстий-опор под коленвал.
В настоящее время из-за отсутствия или недостатка специальных устройств проверка соосности опор на ремонтных предприятиях ведется преимущественно универсальными измерительными средствами, что не обеспечивает должного качества ремонта. Известные средства (устройства) для проверки соосности, как правило, или сложны конструктивно и неудобны в эксплуатации, или не отвечают возросшим в последнее время требованиям к точности измерений и, не имея преимуществ перед универсальными
средствами измерений, не применяются.
Например, известное устройство для измерения несоосности отверстий по авт. св. СССР №324472, МПК G 01 В 5/24, 1969, неудобно при измерении несоосности нескольких отверстии, разнесенных вдоль номинальной оси, поскольку оно слишком громоздско. В результате того, что для измерения нескольких отверстий используется один измеритель ("отсчетный прибор") и требуется его последовательная перестановка с одной позиции на другую, усложняется наладка устройства и снижается последующая точность измерений.
Значительно позднее созданное устройство по авт. св. СССР №727972, МПК G 01 В 5/24, 1978, имеет несколько меньшие габариты и более удобно в работе, однако нельзя утверждать, что оно обладает высокой точностью измерений, поскольку, во-первых, оно также имеет единственный измеритель для всех измеряемых поверхностей, что требует его последовательной перестановки из позиции в позицию, и, во-вторых, сами авторы этого устройства не ставят перед собой задачу повышения точности измерений, а только упрощение конструкции.
По совокупности сходных существенных признаков наиболее близким к предложенному устройству является "Устройство для измерения несоосности отверстий по авт. св. СССР №446737, МПК С 01 В 5/24, 1972.
Известное устройство содержит корпус, выполненный в виде трубы, в которой качательно смонтированы два Г-образных подпружиненных рычага, плечо каждого из которых, ориентированное вдоль трубы, несет измеритель линейных перемещений, контактирующий своим щупом с цилиндрической - поверхностью отверстия, а между плечами рычага, ориентированными поперек
трубы, установлена "в распор" концевая мера.
Эффективность известного устройства заключается в устранении влияния гравитационного прогиба трубы (корпуса устройства) на точность измерений.
Из указанного следует, что известное устройство имеет слишком специфическое назначение, предназначено для применения в слишком узкой области техники и решает задачи, предельно далекие от тех, которые поставлены перед заявленным устройством, поскольку невозможно представить те условия, в которых гравитационные силы могут повлиять на точность измерений опор коленвала ДВС. Из описания и чертежей известного устройства также видно, что его возможности ограничены измерениями несоосности только между двумя отверстиями, и поэтому оно, несмотря на близкое сходство ряда существенных признаков известного и заявленного, не может быть использовано при ремонте ДВС.
Перед заявленным техническим решением была поставлена задача создать конструктивно простое в изготовлении и удобное в использовании устройство, способное с высокой точностью измерять несоосность отверстий-опор коленвала ДВС.
Поставленная задача решается тем, что предложено устройство для измерения несоосности отверстий-опор коленвала ДВС, содержащее трубу, монтируемую соосно-поворотно внутри отверстий, в которой подпружиненно-качательно установлены Г-образные рычаги и взаимодействующие с рычагами измерители линейных перемещений, а ориентированное вдоль трубы плечо каждого рычага несет щуп, взаимодействующий с поверхностью соответствующего отверстия.
Новым в предложенном устройстве является то, что ориентированное поперек трубы плечо каждого рычага поджато и
установочно-подвижному наладочному наконечнику подпружиненным наконечником измерителя, которым служит, например, индуктивный дифференциальный датчик, электрически связанный с внешней регистрирующей аппаратурой.
Технический результат заявленного устройства заключается в сокращении затрат при ремонте ДВС и увеличении моторесурса отремонтированного двигателя.
На чертеже схематически показан фрагмент заявленного устройства, вид сбоку в разрезе.
Заявленное устройство имеет корпус, выполненный в виде трубы 1, монтируемой соосно-поворотно относительно геометрической оси "0", представляющей собой номинальную ось отверстий-опор 2 в блоке 3 ремонтируемого ДВС. Внутри трубы 1 качательно относительно оси, поперечной трубе, последовательно друг за другом смонтированы Г-образные рычаги 4 (на чертеже показан один рычаг), количество которых равно количеству опор 2 в двигателе, в расстояние между ними соответствует расстоянию между опорами.
Ориентированное вдоль трубы 1 плечо каждого рычага 4 несет щуп 5, взаимодействующий с цилиндрической поверхностью соответствующего отверстия 2, а другое плечо рычаге, ориентированное поперек трубы I, зажато между установочно-подвижным наладочным наконечником, 6 и подпружиненным наконечником 7 индуктивного дифференциального датчика-измерителя 8.
Корпус-трубу I устанавливают и центрируют на блоке 1 с помощью двух специальных кронштейнов 9, взаимодействующих с трубой 1 по ее концам (на чертеже показан один кронштейн), конструкция которых является оригинальной, не имеет неразрывной функциональной связи с заявленным устройством и потому в материалах настоящей заявки не рассматривается.
Поскольку труба 1 монтируется в кронштейнах 9 на подшипниках с возможностью поворота, то один конец трубы снабжен маховиком 10, угловое положение которого определяется по стрелке П. Каждый из датчиков-измерителей 8 электрически связан с внешней регистрирующей аппаратурой 12, в качестве которой предпочтительно иметь какой-либо общеизвестный простейший процессор с дисплеем, что значительно повышает эффективность заявленного устройства по сравнению с применяемыми в настоящее время индикаторами часового типа.
Устройство работает следующим образом. Перед началом работы с помощью общеизвестных приемов заявленное, устройство настраивают, установочно меняя длину наконечника 6, после чего с помощью кронштейнов 9 закрепляют его на блоке 3. Измерения ведут, последовательно поворачивая на заданный угол трубу 1 за маховик 10 и отмечая ее угловое положение по стрелке 11 и нониусу на маховике 10. В каждом из этих угловых положений щуп 5, контактирующий с поверхностью отверстия 2, отмечает величину его радиуса. Радиальное перемещение щупа 5 через качающийся рычаг 4 передается на наконечник 7 датчика 8, на котором величина механического перемещения щупа преобразуется в электрический сигнал соответствующего уровня, поступающий на внешнюю регистрирующую аппаратуру 12. Регистрирующая аппаратура заявленного устройства в отличие от известных за счет одновременного измерения всех опор позволяет не только определить величину и характер износа каждого отдельного отверстия, но и выявить общие закономерности износа с возможным последующим его уменьшением, внеся конструктивные изменения в двигатель при его заводском изготовлении.
Устройство для измерения несоосности отверстий-опор коленвала ДВС, содержащее трубу, монтируемую соосно-поворотно внутри отверстий, в которой подпружиненно-качательно установлены Г-образные рычаги и взаимодействующие с рычагами измерители линейных перемещений, а ориентированное вдоль трубы плечо каждого рычага несет щуп, взаимодействующий с поверхностью соответствующего отверстия, отличающееся тем, что ориентированное поперек трубы плечо каждого рычага поджато к установочно-подвижному наладочному наконечнику подпружиненным наконечником измерителя, которым служит, например, индуктивный дифференциальный датчик, электрически связанный с внешней регистрирующей аппаратурой.
