DE1577507A1 - Self-centering grinding device, particularly suitable for finishing and repairing large crankshafts, and method for using this device - Google Patents
Self-centering grinding device, particularly suitable for finishing and repairing large crankshafts, and method for using this deviceInfo
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Description
SelbstZentrierende Schleifvorrichtung, besonders geeignet zur Fertigbearbeitung und Reparatur großer Kurbelwellen, und Verfahren zur- Anwendung dieser Votrichtung. - Daa Schleifen großer, Wellen" besonders der Kurbelwellen großer Motoren" Dampfraaachinen, Kompressoren, Pressen und ähnlichere Maschinen, die häufig ein Gewicht des Zehnfachen einer Tonne und mehr erreichen, stellt aufgrund ihrer'Konstruktion ein großes Problem dar und ein noch größeres Problem, wenn Reparaturen nötig werden, da dies im allgemeinen einen Schleifvorgang zur Wiederherstellung der Walzenförmigkeit ihrer Lager, besonders derjenigen ihrer Pleuelstangen erfordert.Self-centering grinding device, particularly suitable for finishing and repairing large crankshafts, and methods for applying this direction. - The grinding of large, shafts "especially the crankshafts of large engines" Steam machines, compressors, presses and similar machines, which often weigh ten times a ton and more, represent a major problem due to their construction and an even greater problem if Repairs become necessary as this generally requires a grinding operation to restore the rolling shape of their bearings, especially those of their connecting rods.
Tatsächlich werden derartige Reparaturen im allgemeinen durch vorherigen Auseinanderbau mit anschließendem Schleifen mittels einer großen Schleifmaschine.und darauf folgendem Zusammenbau durchgeführt. Neben den hierbei anfallenden Kosten muß die Tatsache in Betracht gezogen werden, daß die von dies'em Motor angetriebene Anlage (wie z. B. ein Schiffl einige Zeitznicht betriebsfähig ist. Andererseits ist die Schleifinaschine, die nur eine begrenzte Anwendung besitzt, oft'unbenutzt und stellt festliegendes Kapital mit einer schlechten Ausnut7"i-.ng dar.In fact, such repairs are generally replaced by previous ones Disassembly with subsequent grinding using a large grinding machine. And subsequent assembly carried out. In addition to the costs involved the fact that the motor driven by this motor must be taken into account Plant (such as a ship is not operational for some time. On the other hand the grinding machine, which has only a limited application, is often unused and shows fixed capital with a bad exploitation7 "i-.ng.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt diese Nachteile zu beseitigen und besteht aus einem neuen System des Spitzenlos-Schleifens, das für Ausrüstung zum Schleifen exzentrischer Lager wie z. -B. von P - leuelstangen vorgesehen ist, ohne daß die.Welle der betreffenden Maschine ausgebaut werden muß, -wodurch der Vorgang auf das Aus?. maß eines Wartungsdienstes reduziert wird, so daß im Falle eines Schiffes z. B. die Arbeit während des normalen Löschens oder Schiffsi-. Umschlages ohne Ausfall desselben durchgeführt Werden kann. Die Schleifausrüstung, die der Gegenstand der Erfindung ist, besitzt auch bemerkenswerte Vorteile beim Schleifen der Hauptlager der Welle, was für gewöhnlich den Ausbau der Welle aus dem Motor nötig macht. Mit dieser Ausrüstung jedoch können sie auf -einer großen, herkömmlichen Drehbank geschliffen werden, die zwischen aufeinanderfolgenden Schleifvorgängen auch anderweitig verwendet werden kann.The present invention intends to overcome these drawbacks and consists of a new system of centerless grinding which is suitable for equipment for grinding eccentric bearings such as e.g. -B. P - is provided leuelstangen, must be removed without die.Welle the machine in question, the process -wodurch on the off ?. measure of a maintenance service is reduced, so that in the case of a ship z. B. the work during normal unloading or marine. Envelope can be carried out without failure of the same. The grinding equipment which is the subject of the invention also has remarkable advantages in grinding the main bearings of the shaft, which usually requires the shaft to be removed from the motor. With this equipment, but they can on - a large, conventional lathe to be ground, which may also be used between successive grinding operations elsewhere.
Das- technische Prinzip, auf dem die vorliegende Erfindung aufgebaut ist, besteht darin, daß ein abgerundeter, ovaler Körper, der auf zwei Punkten dreht, die eine Winkelentfernung von weniger als 1800 besitzen (in der Praxis möglichst nahe an 90 0 ) mittels eines Schleifkopfes (für gewöhnlich becherförmig).,.der zwischen die beiden Punkte eingeführt wird, geschliffen und genau zylindrisch gemacht werden kann, wenn der Schleifkopf nach vorne bewegt wird, so daß der Durchmesser seinerWirkungslinie durch einen Punkt verläuft, der mit den beiden Punkten, auf denen sich der Körper dreht, einen dem Umfang des Körpers entsprechenden Kreis, beschreibt.The technical principle on which the present invention is based is that a rounded, oval body which rotates on two points which have an angular distance of less than 1800 (in practice as close to 90 ° as possible) by means of a grinding head (usually cup-shaped).,. which is inserted between the two points, can be ground and made precisely cylindrical if the grinding head is moved forward so that the diameter of its line of action passes through a point corresponding to the two points on which the body turns, describes a circle corresponding to the circumference of the body.
Bei der Draktischen Anwendung kann die Schleifvorrichtung welche dieses Prinzip verkörpert, diejenigen Höcker äuf dem Körper entfernen, die noch nicht durch die Abnützung entfernt worden sind, und die Schleifvorrichtung kann auf diese Weise den Durchmesser auf den dere:#!i'-x,--alentfernung zwischen den verschiedenen, abgenutzten Ab- schnitten entsprechenden Durchmesser reduzieren.In the Dractic application, the grinding device, which embodies this principle, can remove those bumps on the body that have not yet been removed by wear, and the grinding device can in this way the diameter to the other: #! I'-x, - -alentfernung among the worn sections by reducing the corresponding diameter.
Dieses technische Prinzip ist gemäß der Erfindung in einer verhältnismäßig einfachen und billigen Ausrüstung verkörpert. Da diese leicht beweglich ist, kann sie an die zu bearbeitende Welle herangebracht werden, wobei zuerst alle kurbelwellenseitigen Pleuellager durch Entfernung des unteren Elements der Pleuelstange und Zurücknahme des entsprechenden oberen Teils und der Kolbenstange zum höchsten Punkt im Zylinder auseinandergebaut worden sind. Dann wird die Schleifvorrichtung mit dem zu schleifenden Lager in Berührung gebracht und die Kurbelwelle selbst wird langsam gedreht, während der Arbeitsgang ausgeführt wird. Die gleiche Ausrüstung oder eine im wesentlichen ähnliche kann, wie bereits festgestellt, zum Schleifen eines Hauptlagers in Verbindung mit einer großen Drehbank verwendet werden. Obwohl dieser Vorgang den Ausbau der Welle aus dem Motor oder der Maschine erforderlich macht, bestehen keine solchen Schwierigkeiten, da keine besondere Maschine benötigt wird. Außerdem ist. dies kein so häufiger Vorgang wie das Schleifen eines kurbelwellenseitigen Lagers und kann daher im Verlauf einer Ausbesserung (wie z. B. eines Schiffes) oder während der Überholung eines Motors vorgenommen werden, Die beiliegende Zeichnung stellt anhand eines nicht begrenzenden Beispiels eirie Ausführungsform der Erfindung dar. Dabei gehen aus der Zeichnung und ihrer Erläuterung weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung hervor.According to the invention, this technical principle is proportionate embodied simple and cheap equipment. Since this is easy to move, can they are brought up to the shaft to be machined, first of all all on the crankshaft side Connecting rod bearing by removing the lower element of the connecting rod and withdrawing it the corresponding upper part and the piston rod to the highest point in the cylinder have been dismantled. Then the grinder is connected to the one to be grinded Bearings are brought into contact and the crankshaft itself is rotated slowly while the operation is carried out. The same equipment or essentially one similar can, as already stated, be used in conjunction with grinding a main bearing be used with a large lathe. Although this operation is expanding the Shaft from the motor or the machine required, there are no such Difficulties as no special machine is required. Also is. this no as common as grinding a crankshaft-side bearing and can therefore in the course of a repair (e.g. a ship) or during the An engine is overhauled, The accompanying drawing represents, by way of non-limiting example, an embodiment of the invention There are further advantages and features from the drawing and its explanation of the invention.
Fig. 1 und 2 zeigen d as technische Prinzip schematisch. 1 and 2 show the technical principle schematically.
Fig. 3 ist die Seitenansicht einer Ausrüstung, die zum Schleifen eines Kurbelwellenhauptlagers auf einer Drehbank geeignet ist.Figure 3 is a side view of equipment suitable for grinding a crankshaft main bearing on a lathe.
Fig. 4 ist eine analoge Ausrüstung zum Schleifen der kurbelwellenseitigen Pleuellager auf einer Drehbank.Fig. 4 is analogous equipment for grinding the crankshaft side Connecting rod bearings on a lathe.
Fig. 5 ist die Darstellung einer der Fig. 4- ähnlichen Ausrüstung in vergrößertem Maßstab.Figure 5 is an enlarged scale illustration of equipment similar to Figure 4.
Fig, 6 ist ein Querschnitt längs der Ebene VI VI aus Fig. 5. Fig. 7 stellt das Verfahren der Anwendung der -erfindungsgemäßen Ausrüstung bei einem großen Motor dar, dem, zufolge die kurbelwellenoeltigen Pleuellagerdirekt ohne Ausbau der Kurbelwelle geschliffen werden können. In den Zeichnungen stellt 1 das zu schleifende Werkstück dar, wie z. B. ein kurbelwellenseitiges Pleuellager, worin das Lager als Ergebnis der von der Pleuelstange verursachten Abnützung einige Flächen reduzierten Durchmessers 1 ` und folglich einige Flächen in Form von Höckern V' hat. Das Lager 1 sitzt- auf Lagerrollen 2 auf, die so angeordnet sind, daß sie mit'dem Mittelpunkt 0 des Lagers einen Winkel von ungefähr 90 0 bilden.Fig. 6 is a cross-section along the plane VI VI of Fig. 5. Fig. 7 shows the method of applying the equipment according to the invention to a large engine, according to which the crankshaft oiled connecting rod bearings can be ground directly without dismantling the crankshaft. In the drawings, 1 represents the workpiece to be ground, e.g. B. a crankshaft-side connecting rod bearing, wherein the bearing, as a result of the wear caused by the connecting rod, has some areas of reduced diameter 1 ' and consequently some areas in the form of humps V' . The bearing 1 is seated on bearing rollers 2 which are arranged in such a way that they form an angle of approximately 90 ° with the center 0 of the bearing.
Zwischen diesen Lagerrollen 2 iigt ein vorzugsweise becherförmiger Schleifkopf 3 angeordnet, dessen Schleiflinie einen,dri tten Berührungspunkt auf dem Umfang des zu schleifenden Lagers bildet.. Dieser Schleifkopf kann sich neben seiner normalen drehenden Bewegung längs der Schleiflinie auch gegen das zu schleifende Werkstück bewegen, wobei das wirksame Ausmaß einer derartigen Bewegung sich von einem ersten Berübri#ngspunkt mit dem Werkstück zu dem Punkt erstreckt, bei welchem die Schleiflinie durch einen Kreis verläuft, dessen Um- fang von dem Durchmesser bestimmt wird" auf den das Werkstück abgeschliffen werden soll, wobei die Berührungspunkte der beiden Lagerrollen'2 ebenfalls auf dem gleichen Umfang liegen.Between these bearing rollers 2 iigt a preferably cup-shaped grinding head 3 is arranged, the grinding line of which forms a third point of contact on the circumference of the bearing to be ground the effective amount of such movement from a first Berübri # ngspunkt with the workpiece extending to the point at which the grinding line passes through a circle whose circumferential determined by the diameter "is intended to be ground on the workpiece, the The points of contact of the two bearing rollers 2 also lie on the same circumference.
Fig. 6 ist ein praktisches Beispiel einer Schleifanordnung. In dieser Figur ist das zu schleifende Lager ein kurbelwellenseitiges Pleuellager, gegen das zwei Lagerrollen 2 andrücken, die verstellbar und an einem Rahmen 4 befestigt sind.. der auch die Lager 5' eines anderen Satzes von Lagerrollen 5 trägt, di e mittels Federn 7 gegen das Lager 1 angedrückt werden und nur die Aufgabe haben, durch Gegenwirkung zu den Lagerrollen 2 die Vorrichtung zu zentrieren..Fig. 6 is a practical example of a grinding arrangement. In this figure, the to be ground bearing is a crankshaft side rod bearings, press against the two bearing rollers 2, which are adjustably mounted and on a frame 4 .. the 'also carries the bearing 5 a different set of bearing rollers 5, di e by springs 7 against the bearing 1 are pressed and only have the task of centering the device by counteracting the bearing rollers 2 ..
Der Rahmen 4 trägt auch einen Support 6, in dem die Welle. des Schleifkopfes 3 befestigt ist. Diese Welle ist mit bekannten Vorrichtungen (nicht dargestellt) zur Vorwärtsbewegung-des Schleifkopfes 3 gegen das Lager 1 versehen, wobei die Vorrichtungen aus einem Schaltrad 8, einer Riemenscheibe 9 und einem Riemen 10, der von einem elektrischen Motor 11 angetrieben wird, bestehen, welcher an einem Hilfsäupport 6 # gelagert ist, der seinerseits am Support 6 befestigt ist. Diese Gruppe ist mit der Kolbenstange 12 eines pneumatischen oder hydraulischen Zylinders 13 verbunden, durch den die ganze Konstruktion des Rahmens 4 und der damit verbundenen Elemente entsprechend der langsamen, rotierenden Bewegung der Kurbelwelle auf dem Lager, an dem die Schleifvorrichtung befestigt ist, vor und zurück bewegt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Zylinder 13 mittels der Bolzen 15 an seinem eigenen Lager 14 befestigt und die gesamte Schleifkonstruk-tion kann auf diese Weise die verschiedenen Neigungen einnehmen, die aufgrund der Bewegung der Kurbelwelle erforderlich sind, da-ja die ganze Konstruktion- in Bezug auf die Kurbelwelle praktisch wie eine Pleuelstange wirkt. Beim Schleifvorgang wird das zu schleifende Werkstück 1 gegen die Lagerrollen 2 gedrückt, während sich die K urbelwelle langsam dreht. Der Schleifkopf 3 wird -ue-uen die Kurbelwelle bewegt, während die Schleifeinheit.. deren Lager 14 gleitbar im starren Support 16 befestigt ist und von einer Schraube 17 mit einer Schnecke 17' und von einem Betätigungsrad gesteuert wird, eine Bewegung von Seite zu Seite ausführt, wie durch den Pfeil A (Fig. 5) angedeutet, so daß der Schleifkopf # über . die Gesamtbreite des Lagers wandert. Auf diese Weise entfernt der Schleifkopf jegliche Höcker, die von Verschleiß oder im Falle einer neuen Kurbelwelle von mängelhafter Herstellung herrühren.The frame 4 also carries a support 6 in which the shaft. of the grinding head 3 is attached. This shaft is provided with known devices (not shown) for moving the grinding head 3 forward against the bearing 1 , the devices consisting of a ratchet wheel 8, a pulley 9 and a belt 10 driven by an electric motor 11 , which is mounted on an auxiliary support 6 #, which in turn is attached to the support 6. This group is connected to the piston rod 12 of a pneumatic or hydraulic cylinder 13 , through which the whole construction of the frame 4 and the elements connected to it back and forth according to the slow rotating movement of the crankshaft on the bearing to which the grinding device is attached can be moved. For this purpose, the cylinder 13 is fastened to its own bearing 14 by means of the bolts 15 and the entire grinding structure can in this way adopt the various inclinations that are required due to the movement of the crankshaft, and the whole structure in relation to it acts practically like a connecting rod on the crankshaft. During the grinding process, the workpiece 1 to be ground is pressed against the bearing rollers 2 while the crankshaft rotates slowly. The grinding head 3 is moved -ue-uen the crankshaft, while the grinding unit .. whose bearing 14 is slidably mounted in the rigid support 16 and is controlled by a screw 17 with a worm 17 ' and by an actuating wheel, a movement from side to side executes, as indicated by arrow A (Fig. 5) , so that the grinding head # over . the total width of the warehouse moves. In this way, the grinding head removes any bumps resulting from wear or, in the case of a new crankshaft, from defective manufacture.
In Fig. 4 sind das Lager 1 und die Schleifeinheit auf einer Drehbank befestigt, wobei ersteres zwischen den Spitzen- befestigt ist und mittels geeigneter Stützen auf der Drehbank festgehalten wird, während die Schleifeinheit am Schlitten (oder an einem der Schlitten) der Drehbank mittels des Lagers 14 befestigt ist, so daß sie das,zu schleifende Werkstück 1 bearbeiten kann, das von den Rollen 23 5 getragen wird. Eine ähnliche Konstruktionsausführung gestattet ebenfalls das Drehbankschleifen der Hauptlager (Fig. 3). In diesem Fall jedoch ist die Hin- und Herbe-wegung ähnlich der einer Pleuelstange nicht notwendig, und deshalb ist auch kein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder, 13 erforderlich. Außerdem braucht man, falls die Drehbank ausreichend präzise gebaut ist, keinen Rahmen 4 oder damit verbundene Teile.In Fig. 4, the bearing 1 and the grinding unit are mounted on a lathe, the former being attached between the centers and held by means of suitable supports on the lathe, while the grinding unit on the slide (or on one of the slides) of the lathe by means of the Bearing 14 is attached so that it can process the workpiece 1 to be ground, which is carried by the rollers 23 5 . A similar design also allows the main bearings to be lathe grinding (Fig. 3). In this case, however, the reciprocating motion similar to that of a connecting rod is not necessary, and therefore no hydraulic or pneumatic cylinder 13, 13 is required either. In addition, if the lathe is built with sufficient precision, there is no need for a frame 4 or associated parts.
Fig. 7 ist die zufriedenstellendste und vorteilhafteste Ausführungsform der Erfindung. Sie ermöglicht das Schleifen eines kurbelwellenseitigen Pleuellagers eines sehr Üoßen Diesel-Motors. Zu diesem Zweck werden die seitlichen Rahmendeckel entfernt, welche derartige Motoren im allgemeinen zwecks Zugang zu den Pleuelstangen besitzen. Dann wird das Pleuelstangenkopflager selbst entfernt und sowohl Kolben als auch Pleuelstange werden in den oberen Teil des Zylinders verschoben. Das-Lager ist nun vollständig zugänglich und der Rahmen 4 mit den beiden Gruppen der Lagerrollen 2 und 5 wird daran befestigt, Das Lager 14 wird seitlich am Motorrahmen fixiert und der Vorgang läuft ab wie bereits beschrieben.Figure 7 is the most satisfactory and advantageous embodiment of the invention. It enables a connecting rod bearing on the crankshaft side of a very large diesel engine to be grinded. To this end, the side frame covers, which such engines generally have for the purpose of access to the connecting rods, are removed. Then the connecting rod end bearing itself is removed and both the piston and connecting rod are moved into the top of the cylinder. The bearing is now completely accessible and the frame 4 with the two groups of bearing rollers 2 and 5 is attached to it. The bearing 14 is fixed to the side of the motor frame and the process proceeds as already described.
Bei sehr großen Motoren sind die Hauptlager zugänglich und auch in diesem Fall ist es möglich, durch Entfernung der Lagerschalen jedes Hauptlager -züi schleifen, ohne daß der Motor auseinandergenommen werden muß. Dieser Vorgang jedoch ist weniger häufig als der erstere. Er kann deshalb einer der verschiedenen Arbeitsgänge sein, und nicht einmal der längste, die bei einer Überholung durchgeführt werden. Schließlich ist festzuhalten, daß bei dem erfindungsgemäßen System kein Gegengewicht an der Kurbelwelle angebracht werden muß, da> diese auf normale Weise rotiert. Wo das zu schleifende Lager um seinen eigenen Alittelpunkt rotiert, müssen Gegengewichte verwendet werden, doch erfolgt gemäß der Erfindung die Rotation um die Achse der Kurbelwelle selbst.In the case of very large engines, the main bearings are accessible and also in In this case it is possible to remove each main bearing by removing the bearing shells grind without having to dismantle the motor. This process, however is less common than the former. He can therefore do one of the various work steps be, and not once the longest that performed during an overhaul will. Finally, it should be noted that in the system according to the invention no Counterweight must be attached to the crankshaft, since> this is done in the normal way rotates. Where the bearing to be ground rotates around its own center point, must Counterweights are used, but according to the invention the rotation is about the axis of the crankshaft itself.
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