[发明专利]一种曲轴大圆角沉割槽滚压机构

说明书

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种发动机曲轴大圆角沉割槽的滚压机构。

背景技术

曲轴圆角滚压工艺是提高曲轴疲劳强度的主要方法，球铁曲轴实施轴颈圆角滚压工艺后，寿命可提高100%-300%，具有很好的加工性和经济性。多数滚压机构形状象把钳子，钳口上面为装滚轮的压头体，钳口下面为支撑体，钳尾采用油缸对钳子上压板和下压板实施夹紧力，通过上下压板将力传递到滚轮上，油缸内的压力由伺服系统准确控制。滚压前在曲轴轴颈处加工出略大于滚压圆角的圆角沉割槽。滚压时，带滚轮的压头体和支撑体象钳子一样夹紧在曲轴轴颈上，滚轮压到曲轴的圆角沉割槽里。当曲轴转动，油缸压力通过上下压板将压力传到圆角沉割槽上，将沉割槽圆角表面压下少许，实现滚压工艺。

曲轴圆角滚压工艺应用广泛，该工艺常被用于小功率发动机曲轴加工中，滚压圆角一般R2mm左右，滚压机构已经相对成熟。而对于大型船用发动机球铁曲轴的圆角滚压，R5mm左右的大圆角沉割槽需要很大的滚压力，这对滚压机构中的滚轮夹、压头体、支撑体、上压板、下压板等的结构、尺寸、强度、定位等提出新的要求，而现有技术中小圆角沉割槽的滚压机构已无法满足上述要求。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过沉割槽滚压机构压头体和支撑体采用U形槽在上压板和下压板上定位，采用一体式大圆角滚轮夹对大圆角滚轮限位，上压板和下压板结构、形状和尺寸根据受力情况进行设计。本发明有效解决了曲轴大圆角沉割槽滚压时大滚压力对滚轮夹、压头体、支撑体、上压板、下压板等的结构、尺寸、强度、定位等的要求，实现了曲轴大圆角沉割槽的滚压工艺。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种曲轴大圆角沉割槽滚压机构，包括：上、下压板，上、下压板铰连接并由液压油缸驱动；压头组件，其位于上压板的施压处并与上压板定位连接，压头组件内设有转轴、导轮以及八字形排列的两只滚轮，导轮套设在转轴上并可绕轴转动，两只滚轮分别位于导轮下部的端角处且滚轮上端与导轮的圆角相贴合，滚轮下端凸出于压头组件外，滚压力通过导轮、滚轮向曲轴大圆角沉割槽传递；支撑组件，其位于下压板的施压处并与下压板定位连接，支撑组件具有用于接纳曲轴的圆弧面，圆弧面上对称设置两个可旋转的支撑轴；滚压时两支撑轴表面与所述滚轮在曲轴轴颈上形成三点一圆。

上述技术方案中，导轮下部设有用于夹持所述滚轮的一体式滚轮夹。

上述技术方案中，支撑组件上的支撑轴两侧分别设有可旋转的第一支撑套和第二支撑套，支撑轴分别与第一支撑套和第二支撑套相贴合。

上述技术方案中，压头组件与上压板的接合处设有U形结构，U形结构与上压板的相应端面和侧面尺寸、形状相适配形成压头组件与上压板之间的定位连接。支撑组件与下压板的接合处设有U形结构，U形结构与下压板的相应端面和侧面尺寸、形状相适配形成支撑组件与下压板之间的定位连接。

上压板的上端和下压板的下端均采用弧形设置。

上述技术方案中，滚压机构通过吊板吊装，吊板铰接点设于上压板上，且吊板铰接点靠近上、下压板的铰接点并远离上、下压板的施压处。

上述技术方案中，上、下压板上可分别设有多个减重孔。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、压头组件中的滚轮的导轮设计以及支撑组件中的支撑轴和支撑套设计，可有效解决了曲轴大圆角沉割槽滚压时大滚压力对滚轮夹、压头体、支撑体、上压板、下压板等的结构、尺寸、强度、定位等的要求，实现了曲轴大圆角沉割槽的滚压工艺，可应用于大型船用发动机的曲轴圆角滚压；

2、通过沉割槽滚压机构压头体和支撑体采用U形槽在上压板和下压板上定位，定位准确、连接牢固；

3、采用一体式大圆角滚轮夹对大圆角滚轮限位，可有效防止滚轮脱落，且结构紧凑、易于加工；

4、上压板和下压板的弧面设计可有效抵消大滚压力可能造成的变形。

附图说明

图1是本发明曲轴大圆角沉割槽滚压机构滚轮对曲轴大圆角进行滚压时的受力分析图；

图2是本发明曲轴大圆角沉割槽滚压机构主视图；

图3是本发明曲轴大圆角沉割槽滚压机构立体图；

图4是本发明曲轴大圆角沉割槽滚压机构中压头组件的立体图；

图5是图4在滚轮处的竖向剖视图（包含曲轴2的部分剖视）；

图6是本发明曲轴大圆角沉割槽滚压机构中支撑组件立体图；

图7是图6的横向剖视图；

图8是上压板的主视图；

图9是上压板的立体图；