Результат интеллектуальной деятельности: Способ сборки газораспределительного клапана с двумя выходными патрубками и сёдлами с расходными отверстиями, контактирующими с заслонками, установленными на приливы одного вала

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на повышение точности установки регулирующих элементов (заслонок) относительно расходных отверстий газораспределительного клапана с линейной расходной характеристикой. Данный способ относится к газораспределительным клапанам, у которых обе заслонки приводятся в движение одним валом.

Известна конструкция клапана для регулирования расхода горячего газа, содержащая корпус с входным и, по крайней мере, одним выходным патрубком, седло с расходным отверстием, установленное в выходной патрубок, заслонку, кинематически соединенную с валом, установленным с обеих сторон в подшипники, при этом между торцами подшипника и вала установлена регулировочная прокладка. (Патент РФ №2493461,, МПК F16K 5/04, F16K 5/12, F16K 15/30, 2012 г.).

Недостаток такой конструкции заключается в том, что в ней не определен критерий качества установки вала и заслонки относительно седла и отсутствует методика определения толщины регулировочной прокладки.

Известна конструкция газораспределительного клапана, содержащая корпус с входным и двумя выходными патрубками с расходными отверстиями, заслонки, кинематически связанные с валом, при этом ось вала расположена перпендикулярно осям расходных отверстий выходных патрубков, заслонки выполнены в виде части полого тела вращения в форме сектора с расходным отверстием и установлены по отношению с валу с радиальным зазором и сопряжены с выходными патрубками по взаимообращенным одинаковым поверхностям вращения с общим центром на оси вала, на валу выполнены перпендикулярно его оси кольцевые приливы, не перекрывающие расположенные в одной плоскости расходные отверстия входного и выходных патрубков, на боковых поверхностях заслонок выполнены на всю длину в плоскости их вращения ограничители заслонок в виде части полого цилиндра в форме сектора, при этом в ограничителях заслонок выполнены сквозные прорези, а на кольцевых приливах вала выполнены выступы, которые заходят в сквозные прорези цилиндрических ограничителей заслонок и контактируют с боковыми стенками прорезей по цилиндрическим поверхностям, причем расходные отверстия заслонок и выходных патрубков выполнены в форме прямоугольника, одна пара сторон которого перпендикулярна оси вала. (Патент РФ №2466320, МПК F16K 11/085, F16K 5/12, F16K 5/04, 2011 г.).

В данной конструкции также не определен критерий качества установки вала и заслонки относительно седла и также отсутствует методика определения толщины регулировочной прокладки.

Известен способ сборки, в котором методика обеспечения необходимого линейного размера заключается в подборе регулировочной прокладки путем последовательной установки заранее изготовленных прокладок различной толщины. (Атлас конструкций узлов и деталей машин. Изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2007 г. стр. 126).

Недостаток такой сборки заключается в том, что требуется несколько переборок узла для подбора требуемой толщины, а получаемая в результате точность установки ограничена дискретностью размеров регулировочных прокладок.

Задачей изобретения является увеличение точности установки заслонки и вала относительно расходных отверстий выходных патрубков в продольном сечении для газораспределительного клапана с одним валом.

Задача решается тем, что в способе сборки газораспределительного клапана с двумя выходными патрубками и седлами с расходными отверстиями, контактирующими с заслонками, установленными на приливы одного вала, основанном на установке заслонок и вала в заданном относительно расходных отверстий седел выходных патрубков положении и последующей герметизацией вала и корпуса клапана крышкой с уплотнительными кольцами, первоначально собирают вал с крышкой, вытягивают с усилием вал из крышки и замеряют величину «L₁» выступания вала за ближайший торец крышки, затем вместо заслонок устанавливают по посадке на выступающие внутрь газораспределительного клапана части седел выходных патрубков, одинаковые втулки с глухим отверстием, наружный диаметр которых меньше расстояния между приливами вала, устанавливают вал, поворачивая его таким образом, чтобы приливы вала проходили не задевая втулки, установленные на части седел выходных патрубков, разворачивают вал, чтобы приливы располагались в зоне втулок, прикладывают к валу усилие в одну и другую стороны, замеряя величины «L₂» и «L₃» выступания вала за ближайший торец крышки, затем клапан разбирают, удаляют втулки, устанавливают регулировочную прокладку толщиной «δ» и собирают газораспределительный клапан с заслонками и уплотнительными кольцами, при этом толщину регулировочной прокладки определяют по формуле:

δ=L₁(L₂+L₃)/2, где

L₁ - величина выступания вала за ближайший торец крышки,

L₂ - величина выступания вала за ближайший торец крышки с установленными втулками при приложении усилия к валу в одну сторону,

L₃ - величина выступания вала за ближайший торец крышки с установленными втулками при приложении усилия к валу в противоположную сторону.

На фиг. 1 изображена конструкция газораспределительного клапана.

На фиг. 2 изображено поперечное сечение газораспределительного клапана.

На фиг. 3 изображена сборка вала с крышкой без регулировочной прокладки и направление приложения силы.

На фиг. 4 изображена конструкция газораспределительного клапана, собранная с втулками, и направление приложения силы.

На фиг. 5 изображена конструкция газораспределительного клапана, собранная с втулками, и направление приложения силы в противоположную сторону.

Газораспределительный клапан (фиг. 1, 2) состоит из корпуса 1 с входным 2 и двумя выходными 3 патрубками, крышки 4, вала 5, который установлен в подшипники 6 и 7, двух заслонок 8, выполненных с расходными отверстиями 9. В выходные патрубки 3 установлены седла 10, которые также выполнены с расходными отверстиями 11. Заслонки 8 и седла 10 контактируют по взаимообращенным сферическим поверхностям. Выходной конец вала 5 загерметизирован при помощи уплотнительных колец 12, корпус 1 и крышка 4 защищены от прогрева деталями 13, 14 и 15 из теплозащитного материала. Между подшипником 6 и валом 5 установлена регулировочная прокладка 16. На валу 5 выполнены приливы 17, заходящие в ответные прорези 18 заслонок 8. Заслонки 8 и седла 10, установленные в выходные патрубки, выполнены одинаковыми по отношению друг к другу.

Для такой конструкции необходимо осуществить правильную установку заслонок 8 совместно с валом 5 относительно седел 10.

Сборка осуществляется следующим образом.

Собирают крышку 4 газораспределительного клапана с подшипником 6, но без регулировочной прокладки 16 и уплотнительных колец 12, вытягивают вал 5 с усилием из крышки 4 газораспределительного клапана и замеряют величину «L₁» выступания вала 5 за ближайший торец крышки 4 (фиг. 3). Затем вместо заслонок 8 устанавливают по посадке на выступающие внутрь газораспределительного клапана части седел 10 выходных патрубков 3 одинаковые втулки 19 (фиг. 4, 5) с глухим отверстием, наружный диаметр которых «D», меньше расстояния «S» между приливами 17 вала 5, устанавливают крышку 4, ранее собранную с валом 5, поворачивая вал таким образом, чтобы приливы 17 вала 5 проходили не задевая втулки 19, установленные на седла 10 выходных патрубков 3, разворачивают вал 5 так, чтобы приливы 17 располагались в зоне втулок 19, прикладывают к валу 5 усилие в одну и другую стороны, при этом замеряют величины «L₂» и «L₃» выступания вала 5 за ближайший торец крышки 4 и определяют толщину регулировочной прокладки 16 по формуле:

5=L₁-(L₂+L₃)/2, где

L₁ - величина выступания вала 5 за ближайший торец крышки 4,

L₂ - величина выступания вала 5 за ближайший торец крышки 4 с

установленными втулками 19 при приложении усилия к валу 5 в одну сторону,

L₃ - величина выступания вала 5 за ближайший торец крышки с установленными втулками 19 при приложении усилия к валу 5 в противоположную сторону.

После этого газораспределительный клапан разбирают, удаляют втулки 19, устанавливают регулировочную прокладку 16 и собирают газораспределительный клапан с заслонками 8 и уплотнительными кольцами 12.

При определении величины L₁, L₂ и L₃ (фиг. 3, 4, 5) крышку собирают без уплотнительных колец 12, чтобы исключить возможность повреждения последних.

Изготовленная таким образом регулировочная прокладка 16 обеспечивает точность с минимальной погрешностью установки заслонок 8 совместно с валом 5 относительно седел 10 выходных патрубков 3, что обеспечивает касание заслонок 8 и седел 10 в нужной точке, исключая перекосы, которые могут привести к затиранию и увеличению нагрузочной характеристики.