发动机连杆大头杆盖结合面定位销压装设备的设计制造

发动机连杆大头杆盖结合面定位销压装设备的设计制造

韩薇

南宫市精强连杆有限公司 河北省、南宫市 055750

1. 前言：

连杆是发动机的关键零部件，将活塞的往复运动通过连杆传递给曲轴变为旋转运动。连杆由连杆杆、连杆盖、螺栓、小头衬套、大头瓦等组成，发动机在运转过程中连杆承载着巨大的拉力和压力，而连杆与曲轴之间的摩擦靠瓦片支撑润滑，油膜形成的重要条件则要求有一定的油膜间隙，要求连杆大头直径的精度要求必须达到很高的水平。连杆杆盖的结合面若错偏则导致大孔失圆，从而导致油膜破坏，严重时可能导致发动机拉瓦、烧瓦，造成不可逆转的发动机失效。

2. 现连杆杆盖结合面的定位方式：

现连杆结合面的定位方式主要分为胀断连杆和平切连杆，而平切连杆的杆盖结合面的定位方式主要为定位销定位

目前，在连杆盖上安装定位销主要依赖人工操作，操作人员将定位销放在连杆盖的定位销孔上面，用手锤轻轻砸入，根据工人经验，掌握砸入深度。这种操作方法存在弊端：作业效率偏低；作业存在危险系数；人为因素较大，砸入深度不准确，安装精度难保证；砸的时候定位销容易倾斜。为预防结合面不良导致的连杆圆度失效，发动机装配后造成发动机损坏，在连杆加工最终检验环节均需再次检测大孔圆柱度，因结合面装配失效导致的废品率高达2.72%，极大地造成了生产浪费。针对此情况，研究设计了一台压销机。

3. 压销机设备的设计思路及实施：

为解决上述技术问题，所采取的技术方案是：

制造一种压销机，包括机架、升降机构、滑台、工件定位装置，升降机构设置在机架上方，滑台为框架式结构、且设置在机架中下部，工件定位装置设置在滑台中部，滑台底部通过水平滑移装置左右移动，滑台顶部设有两个以上的定位销过孔，定位销过孔能够分别与机架上的定位销通道及压杆对应；压杆通过复位装置设置在机架上，压杆在升降机构驱动下对定位销施压。

图2：设备结构图

图中：1-机架，2-升降机构，3-滑台，4-工件定位装置，5-水平滑移装置，6-定位销过孔，7-定位销通道，8-压杆，9-复位装置，10-调节螺杆，11-工件，12-弹性部件，13-顶杆，14-顶紧弹簧，15-弹簧座，16-定位销，41-支撑架，42-紧固机构，51-齿轮，52-齿条，53-止推螺钉，91-复位弹簧，92-压杆通道，93-限位台架，94-压杆座，95-止挡台圆，96-调节杆。

如图2所示，升降机构2设置在机架1上方，滑台3为框架式结构、且设置在机架1中下部，工件定位装置4设置在滑台3中部，可对工件11进行定位固定，滑台3底部通过水平滑移装置5左右移动，滑台3顶部设有两个以上的定位销过孔6，定位销过孔6能够分别与机架1上的定位销通道7及压杆8对应；压杆8通过复位装置9设置在机架1上，压杆8在升降机构2驱动下对定位销16施压。

水平滑移装置5的齿轮51由设置在机架1底部的电机驱动，齿条52设置在滑台3底部，机架1两侧对称设有相向的调节螺杆10，调节螺杆10端部为弧面、且对应滑台3两侧的止推螺钉53。

复位装置9的复位弹簧91套装在压杆座94上，压杆座94顶部与升降机构2的活动端对应；压杆通道92设置在机架1上，压杆座94与压杆通道92配合，压杆8固定在压杆座94下端；限位台架93设置在压杆座94一侧、且限位台架93上台元设置在压杆座94上方对压杆座94进行限位。

压杆座94顶部设有止挡台圆95，复位弹簧91套装在压杆座94上，止挡台圆95对复位弹簧91进行限位，限位台架93上台元设置在止挡台圆95上方对压杆座94进行限位。

为了更好地调节压杆8下压定位销16的压入深度，压杆座94顶部设有调节杆96，调节杆96与升降机构2的活动端相对应。

工件定位装置4的支撑架41设置在滑台3上、且其底部形状与工件11外形相匹配，紧固机构42包括调节螺杆10和弹性部件12，调节螺杆10设置支撑架41一侧，弹性部件12对应调节螺杆10设置在支撑架41另一侧，弹性部件12包括顶杆13和顶紧弹簧14，顶杆13水平设置在支撑架41上、且顶杆13后端设有弹簧座15，顶紧弹簧14设置在顶杆13尾部与弹簧座15之间；将工件11置于调节螺杆10与弹性部件12的顶杆13之间，利用调节螺杆10和弹性部件12对工件11进行夹紧定位。为了避免在放置工件过程中对工件11底部造成磕碰，在支撑架41底部与工件11之间设有铜垫片。

滑台3上的定位销过孔6为三个且相邻两个定位销过孔6的间距与工件11上销孔间距一致；两侧定位销过孔6能够分别对应机架1两侧的定位销通道7。通过滑台3的水平移动，可将工件11上的销孔依次与滑台3上的定位销过孔6相对应。

升降机构2为液压缸，液压缸活塞中心线与压杆8中心线重合。具体操作过程如下：工件11以连杆盖（如图2中复位装置的结构图）为例，将工件11放置到滑台3上的支撑架41上，利用调节螺杆10将工件11顶紧，顶杆13在顶紧弹簧14作用下对工件11施加压力，实现工件11定位、固定的目的；启动机架1底部电机驱动齿轮51转动，齿轮51与齿条52啮合带动滑台3左右移动，利用机架1两端的调节螺杆10对滑台3的行程进行限位，使滑台3上定位销过孔6依次与工件11上的销孔相对应，启动作为升降机构2的液压缸，液压缸下端活塞杆对压杆座94顶部的调节杆96施压，从而使压杆座94下端的压杆8讲定位销16压入连杆盖上的销孔内；然后压杆8在复位弹簧91的作用下回弹复位，滑台3移位使连杆盖另一侧销孔与滑台3上定位销过孔6对应，完成定位销16的压入。通过机架1底部电机的正反转带动滑台3实现往复运动，进而逐个完成定位销16的压装。

4. 结论：

该设备结构紧凑、操作方便、安装精度高、安全系数高的优点，将工件放置在滑台上，利用工件定位装置进行固定夹紧，定位销自定位销通道滑入滑台上的定位销过孔，滑台通过水平滑移装置实现水平左右移动，依次将定位销过孔与工件上的销孔对正，利用升降机构推动压杆将定位销压入工件，完成定位销的安装；压杆在复位装置作用下回弹复位。从生产方面说：提高定位销安装效率，降低操作人员劳动强度，有效预防人工砸销的安全隐患，从技术方面说：提高了装配精度，自该设备投入使用来因装配导致的连杆大头失圆废品率降低为0%。为发动机的有效运转提供了安全保障。

作者简介：韩薇（1989年），女，汉族，籍贯河北省南宫市，技术主管，学历大专，研究方向:汽车零部件制造