Устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий

 

Изобретение относится к области фрикционно-механического нанесения покрытий и может быть использовано для нанесения покрытий на внутренние цилиндрические поверхности, например гильзы цилиндров двигателей. Изобретение направлено на повышение производительности и качества обработки, а также снижение расхода материалов. Устройство содержит корпус (К), механизм прижатия и подачи (ПРиП) в виде пневмоцилиндра с распределительной головкой с двумя штуцерами подачи воздуха. Механизм ПРиП выполнен в виде размещенных коаксиально установленных двух стаканов, составляющих с К прецизионные пары, и двух полых цилиндров, и имеющих возможность свободно перемещаться в них штоков, на которые закреплены натирающие элементы. В торцевой части К выполнена кольцевая проточка для сообщения с каналами подвода воздуха с рабочими полостями, и устанавливается стержень с двумя каналами подвода воздуха, имеющий на другом конце две проточки и соединяющийся с распределительной головкой. Натирающие элементы выполнены в виде установленных друг в друге брусков из основного фрикционного материала и материала среды. В устройстве предусмотрено автоматическое регулирование усилия При П путем поддержания давления на бруске из основного антифрикционного материала и бруске из материала среды постоянным за счет срабатывания редукционных клапанов. Предусмотрено регулирование давления срабатывания редукционных клапанов путем изменения жесткости их пружин регулировочными винтами. 5 ил.

Изобретение относится к области нанесения покрытий фрикционно-механическим способом.

Известно устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий (1), содержащее корпус со штоком и пружиной, гильзу, установленную с возможностью перемещения вдоль корпуса, зажимную втулку, систему рычагов с натирающими элементами в виде брусков, с поперечными каналами с пазами на внутренней поверхности, обойму с установленными в ней колодками, имеющими пазы, выполненные по всей длине наружной поверхности, ограничивающиеся в верхней части упорами.

Недостатками устройства являются: большой объем операций по подготовке устройства к работе; необходимость разогрева материала среды перед нанесением; снижение температуры в процессе нанесения приводит к застыванию материала среды (например, галлия) в цилиндрических полостях колодок, что ухудшает качество нанесения покрытия; необходимость постоянной ручной регулировки давления прижатия натирающих элементов, в виде брусков, что снижает производительность процесса нанесения и не обеспечивает нанесения покрытия под постоянным давлением; повышенный расход дорогостоящего материала среды.

Наиболее близким техническим решением является устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий (2), содержащее корпус, выполненный в виде цилиндра, механизм нагружения, выполненный в виде пневмоцилиндра с распределительной головкой подвода воздуха со штуцером, крышку с хвостовиком, толкатели, втулки, натирающие элементы в виде прутков, поршень с регулировочным болтом и сферическим упором, распределительный диск со сферическим углублением, три пары коромысел и штоков со сферическими наконечниками, возвратные пружины.

Недостатками устройства являются: необходимость перед нанесением покрытия предварительной обработки поверхностно-активной средой, что обеспечивает надежную сцепляемость наносимого материала с подложкой обрабатываемой поверхности, выполнение такой операции конструкцией устройства не предусмотрено и производится отдельно, снижая при этом производительность труда, исключается возможность нанесения многокомпонентных покрытий, элементы которых могут находиться в жидком состоянии, так как конструкцией устройства предусмотрены только втулки для размещения натирающих элементов-прутков, изготовленных из материала наносимого покрытия, номинальная площадь контакта прутка с обрабатываемой поверхностью требует значительного времени на обработку рабочей поверхности детали.

Изобретение направлено на повышение производительности и качества обработки, снижение расхода материалов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что механизм прижатия и подачи выполнен в виде размещенных коаксиально установленных двух стаканов и двух полых цилиндров, имеющих возможность свободно перемещаться в них штоков, на которые закреплены натирающие элементы, двух редукционных клапанов, расположенных в приливах корпуса, выполненные в его торцевой и боковой частях, стержня с двумя каналами подвода воздуха и с двумя проточками на одном конце, который соединен с распределительной головкой, а другой конец установлен в торцевой части корпуса, в которой выполнена кольцевая проточка для сообщения с каналами подвода воздуха с рабочими полостями, при этом распределительная головка выполнена с дополнительным штуцером, а натирающие элементы в виде установленных друг в друге брусков из основного фрикционного материала и материала среды.

На фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 местный разрез А-А редукционного клапана 19; на фиг.3 разобщительный кран, вид сверху; на фиг.4 фронтальный разрез Д-Д разобщительного крана; на фиг.5 разрез в секущей плоскости Б-Б золотника 26 в поз.У.

В корпусе 1 устройства размещаются два коаксиально установленных стакана 5, в которые вворачиваются полые цилиндры 6. Внутри полых цилиндров свободно перемещаются штоки 7. Чтобы исключить утечку воздуха из полости I штоки 7 снабжены резиновыми уплотняющими втулками 20. Стаканы 5 и корпус 1 устройства образуют прецизионную пару.

В нижней части корпуса 1, в приливе установлен редукционный клапан 18, который служит для поддержания постоянного давления в полости II. В боковой части корпуса, в приливе также устанавливается редукционный клапан 19 (фиг. 2), который служит для поддержания постоянного давления в полости I.

Механизм устройства с двух сторон закрывается крышками 2.

На полые цилиндры 6 снаружи на резьбе устанавливаются бруски 8 из сплава меди, например, бронзы Бр ОФ 4-0,25. На штоки 7 с натягом устанавливаются бруски 9 из материала среды, например, сплава галлия. Бруски 9 вставлены в пазы брусков 8 из основного антифрикционного материала.

В корпус 1 вворачивается стержень 3, внутри которого выполнены каналы 11 и 12 подвода воздуха в полости I и II.

На стержне 3 на упорных подшипниках 14 и 15 установлена головка подвода воздуха 4. В верхней части головка подвода воздуха 4 крепится гайкой 16. Чтобы не допустить прорыва воздуха из головки подвода воздуха 4 внутри нее установлены три резиновые уплотнительные кольца. Воздух в головку подвода воздуха 4 поступает через штуцера 17 и 27. Подвод воздуха к штуцерам 17 и 27 осуществляется через разобщительный кран (Фиг.3.4).

Кран состоит из корпуса 25, золотника 26, флажка 24. Золотник 26 имеет три фиксированных положения: III подача воздуха отсутствует и полость I и II сообщены с атмосферой, IV подача воздуха в полость, I, V подача воздуха в полости I и II.

Жесткость пружины клапана 18 больше жесткости пружины редукционного клапана 19.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении золотник 26 разобщительного крана (фиг. 4) переводят в положение III. Подача воздуха в полости I и II отсутствует. Устройство закрепляют в патроне хонинговального станка. Перед работой бруски 9 из материала среды и бруски 8 из основного антифрикционного материала закрепляются на штоках 7 и полых стержнях 6. Устройство вводят внутрь обрабатываемой детали, например гильзы цилиндров 10. Включают станок и устройство начинает вращаться. Затем золотник 26 разобщительного крана переводят в положение IV и производят подачу воздуха в полость I. Под давлением воздуха шток 7 выдвигается, и связанный с ним брусок 9 прижимается к обрабатываемой поверхности детали 10. Давление в полости I возрастает до момента срабатывания клапана 19 (фиг.2). За счет теплоты, выделяемой при трении бруска 9 о поверхность, происходит интенсивный нагрев материала среды в зоне контакта.

После срабатывания клапана 19 золотник 26 разобщительного крана переводят в положение У, производят подачу воздуха в полости I, II. Под давлением воздуха стаканы 5 выдвигаются и через полые стержни 6 прижимают бруски 8 к обрабатываемой поверхности. Давление в полости II возрастает до момента срабатывания клапана 18, что соответствует усилию прижатия брусков 8 из сплава меди к обрабатываемой поверхности детали, равному 0,6 МПа.

При достижении вышеуказанного давления происходит плавление материала среды в зоне контакта и нанесения вместе с материалом основного антифрикционного покрытия на обрабатываемую поверхность 10.

Поддержание постоянного усилия прижатия брусков 8 и брусков 9 к обрабатываемой поверхности обеспечивается поддержанием постоянного давления полостях I и II за счет постоянной подачи воздуха в полости I и II и работой редукционных клапанов 18 и 19.

Для достижения оптимальных давлений в полостях I и II, необходимых для формирования среды и нанесения основного антифрикционного покрытия, предусмотрено регулирование давления срабатывания редукционных клапанов 18 и 19 путем изменения жесткости пружин клапанов 18 и 19 регулировочными винтами 21 и 22.

По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет исключить предварительную обработку деталей перед нанесением покрытий, совмещая в своей работе подачу материала, обеспечивающего сцепление покрытия с обрабатываемой поверхностью, и нанесение самого покрытия из материала натирающих брусков, например бронзы Бр ОФ 4-0,25, повышая при этом производительность и качество обработки. В качестве материала среды могут использоваться легкоплавкие сплавы, например сплав галлия, который предлагаемое устройство позволяет наносить.

За счет применения натирающих элементов, изготовленных в вида брусков, можно обработать значительно большую поверхность детали, при этом сокращается время обработки.

Формула изобретения

Устройство для фрикционно-механического нанесения покрытий, содержащее корпус, механизм прижатия и подачи в виде пневмоцилиндра с распределительной головкой со штуцером подачи воздуха, натирающие элементы, отличающееся тем, что механизм прижатия и подачи выполнен в виде размещенных коаксиально установленных двух стаканов и двух полых цилиндров и имеющих возможность свободно перемещаться в них штоков, на которых закреплены натирающие элементы, двух редукционных клапанов, расположенных в приливах корпуса, выполненных в его торцевой и боковой частях, стержня с двумя каналами подвода воздуха и с двумя проточками на одном конце, который соединен с распределительной головкой, а другой конец установлен в торцевой части корпуса, в которой выполнена кольцевая проточка для сообщения с каналами подвода воздуха с рабочими полостями, при этом распределительная головка выполнена с дополнительным штуцером, а натирающие элементы в виде установленных друг в друге брусков из основного фрикционного материала и материала среды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5