способ изготовления разрезных колец кольцевых клапанов

Формула изобретения

Способ изготовления разрезных уплотняющих колец кольцевых клапанов, включающий придание заготовке цилиндрической формы для посадки в гнездо клапана с заданной плотностью, отличающийся тем, что используют заготовку из прокатанной тонкостенной пластины пружинной стали, которой придают цилиндрическую форму посредством прижатия хомутом к цилиндрическому углублению оправки и закалкой в масле, а затем осуществляют среднетемпературный отпуск при ее фиксации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления кольцевых клапанов, предназначенных для различных гидравлических системах (в частности, топливных системах двигателей внутреннего сгорания), и состоящих из гнезда (2) с подводящим (1) и отводящим (6) жидкость каналами и запирающего элемента в виде разрезного кольца (3), фиксированного в гнезде штифтом (5) (фиг.1a); и работающих следующим образом - при нагнетании (всасывании, если используются в качестве всасывающего) жидкости по подводящему каналу (1) кольцо (3) под воздействием давления потока (разряжения во внутриклапанной полости (4)) приподнимается на величину (h) (фиг.1б), образуя серповидный зазор, и пропускает жидкость к отводящему каналу (6). После прекращения нагнетания (всасывания) кольцо под действием своей упругости и давления жидкости во внутриклапанной полости садится в гнездо и закрывает канал (1).

В качестве прототипа способа изготовления разрезного кольца кольцевого клапана был принят способ, описанный в литературе [1] и включающий следующие операции: черновое точение наружной поверхности, сверление и черновое растачивание внутренней поверхности, разрезание вдоль образующей, прижатие и пайку разрезанных концов друг к другу, точение наружной и внутренней поверхностей до необходимых размеров, определяемых диаметром гнезда клапана и толщиной кольца, распайку разрезанных концов, термическую обработку и последующую притирку уплотняющих поверхностей.

Недостатками рассматриваемого прототипа являются:

- большие потери материала на стружку и высокая трудоемкость и энергоемкость изготовления;

- сложность, а в ряде случаев и невозможность изготовления тонкостенных (толщиной менее 0,3 мм) колец;

- необходимость использования сложной оснастки - металлорежущих станков и соответствующих инструментов;

- дороговизна и недостаточная долговечность кольца.

Задачей изобретения является упрощение технологии изготовления и уменьшение затрат материала на изготовление кольца, а также повышение долговечности его работы.

Задача реализуется тем, что в качестве заготовки используется прокатанная из пружинной стали тонкостенная пластина, которой цилиндрическая форма придается прижатием хомутом к цилиндрическому седлу специальной оправки (фиг.2) и фиксацией в приданной форме термической обработкой с последующей притиркой о гнездо.

Способ осуществляется следующим образом. За исходную заготовку принимается пластина шириной, меньшей ширины гнезда клапана примерно на 0,5 0,6 мм, накатанная из стали марки 65Г или другой пружинной стали. Длина ее определяется с учетом диаметра (D) гнезда и необходимого зазора (S) между кромками разреза кольца, установленного в гнездо.

Пластина к цилиндрическому седлу специальной оправки прижимается хомутом, обеспечивающим необходимую цилиндричность уплотняющей поверхности.

Седло оправки выполняется в виде углубления с внутренним диаметром (D_c) и наружным - (D_o), большим внутреннего диаметра примерно на толщину t пластины, и шириной, равной ширине пластины с небольшим припуском на установку (порядка 0,05 мм). Количество седел оправки определяется количеством одновременно изготавливаемых колец.

Оправка с пластиной, прижатой к седлу хомутом, помещается в печь, нагретую до температуры 830 850°C, и после выдержки в течение 10-15 минут закаливается в масле. Затем проводиться среднетемпературный отпуск.

В результате этого пластина сохраняет приданную ей цилиндрическую форму.

С целью обеспечения необходимой плотности прилегания кольца к гнезду их уплотняющие поверхности взаимно притираются абразивной пастой (например, ГОИ) до 8-го класса чистоты.

Предлагаемый способ позволяет технологически просто изготовить кольца любого диаметра (D), ширины (b) и особенно толщины (t) (фиг.3), причем при незначительных затратах энергии и материала. По расчетам при этом способе себестоимость кольца оказывается в 1,7 раза меньше, чем при прототипе (262,64 руб. вместо 443,29 руб.).

Немаловажно и то, что при этом способе сохраняется сформированная при прокатке пластины волокнистость материала, т.е. технологическая наследственность, способствующая увеличению долговечности работы кольца.

Как показали эксперименты, клапан с кольцом, изготовленным по описанной технологии, не уступает по гидравлической плотности оправдавшему себя в течение многолетней эксплуатации грибковому клапану топливных систем дизелей.

Источники информации

1. Баширов P.M., Галиуллин P.P. Регулирование топливоподачи в тракторных дизелях. - Уфа: БГАУ, 2008. - 184 с.