柴油机气阀旋转装置的制作方法

本发明涉及一种旋转装置，尤其是一种用于大功率中低速柴油机进排气阀的旋转装置，属于内燃机零部件技术领域。

背景技术：

内燃机是当今世界应用最为广泛的动力机械，其中大功率中低转速的柴油机由于其动力强劲，能够使用轻重柴油等特点被广泛应用于矿山机械、船舶、核电站等重要工业领域。但由于长期使用轻重柴油，气阀盘和阀座表面极易形成积碳，导致二者贴合不严密，加上气阀盘受热不均匀，容易扭曲、翘屈，气阀盘在运行过程中经常出现漏气等现象，从而导致柴油机动力下降，同时阀杆和导管之间也会形成积碳，出现阀杆卡死，导管偏磨等现象，影响发动机的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构简单、可消除气阀盘和阀座表面以及阀杆和导管之间的积碳、改善气阀盘受热情况的柴油机气阀旋转装置。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种柴油机气阀旋转装置，包括壳体、转体、弹簧、轴承、数个自制螺栓和数个钢球；所述转体、弹簧和轴承自上而下设置在壳体内孔中，轴承固定支撑在壳体内孔底部台阶上，弹簧设置在轴承上侧，转体底部支撑在弹簧上侧；所述转体中部设有倒锥孔，转体外圆上设有一周波浪形球槽，数个自制螺栓对称旋合在壳体径向两侧上，自制螺栓顶部设有球槽，数个钢球一侧分别支撑在对应球槽内，数个钢球另一侧分别顶在对应波浪形球槽的波底上。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的柴油机气阀旋转装置，其中所述的转体底部设有弹簧座，弹簧上端支撑在所述弹簧座内；转体底部与壳体内孔的限位轴肩之间的间距l小于等于气阀凸轮轴的升程。

前述的柴油机气阀旋转装置，其中所述的波浪形球槽和球槽的深度h均为钢球直径d的0.25～0.33倍；波浪形球槽的波顶水平中心线与波底水平中心线之间的距离l1等于转体行程；波浪形球槽的两条槽边的波顶距a和波底距b均为钢球直径d的0.2～0.22倍。

前述的柴油机气阀旋转装置，其中所述的壳体底部对称设有气阀弹簧座。

前述的柴油机气阀旋转装置，其中所述的自制螺栓外端为光轴，内端设有螺纹。

前述的柴油机气阀旋转装置，其中所述的轴承为推力球轴承。

本发明在气阀启闭过程中，利用转体的旋转带动气阀杆绕自身轴线匀速转动，使气阀盘和阀座之间、气阀杆和导管之间均匀磨损，互相研磨，从而消除它们之间的积碳，防止漏气、卡死等现象的发生，保证柴油机的动力，同时还可使气阀盘均匀受热散热，避免气阀盘扭曲翘屈，延长其使用寿命。其中转体外圆上设有一周波浪形球槽，在两个钢球作用力下，可保证转体顺利转动，确保转体旋转移动平稳可靠，当气阀杆上的倒锥形卡子与转体内的倒锥孔相互锲合时，利用锥面的相互挤压作用，可保证转体和气阀杆之间力传递充分稳定，从而保证整个装置运行安全可靠。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明波浪形槽展开后的结构示意图；

图3是本发明安装在柴油机气阀上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明包括壳体1、转体2、弹簧3、推力球轴承4、两个自制螺栓5和两个钢球6。壳体1的底部对称设有气阀弹簧座11，转体2、弹簧3和推力球轴承4自上而下设置在壳体1的内孔中，推力球轴承4固定支撑在壳体1的内孔底部台阶上，弹簧3设置在推力球轴承4上侧，转体2底部支撑在弹簧3上侧。转体2底部设有弹簧座21，弹簧3上端支撑在弹簧座21内，转体2底部与壳体1内孔的限位轴肩12之间的间距l小于等于气阀凸轮轴的升程。转体2的中部设有倒锥孔22，倒锥孔22的锥度与气阀杆10上的倒锥形卡子20的锥度相配，转体2外圆上设有一周波浪形球槽23，两个自制螺栓5对称旋合在壳体1径向两侧上，自制螺栓5外端为光轴，内端设有螺纹，其顶部设有球槽51，两个钢球6一侧分别支撑在对应球槽51内，两个钢球6另一侧分别顶在对应波浪形球槽23的波底上。

波浪形球槽23和球槽51的深度h均为钢球6直径d的0.25～0.33倍，本实施例中h为d的0.32倍，波浪形球槽23的波顶水平中心线与波底水平中心线之间的距离l1等于转体2的行程，波浪形球槽23的两条槽边的波顶距a和波底距b均为钢球直径d的0.2～0.22倍，本实施例中a和b均为d的0.21倍，设置波顶距a和波底距b是为了当波顶或波底到达钢球6处时，能顺利通过钢球6，以免卡死。

壳体1采用45号钢加工而成，采用调质热处理工艺，其内限位轴肩12到转体2底部的距离l比转体2的行程l1长0～1mm。转体2和自制螺栓5均采用12crni2牌号的合金钢加工而成，采用渗碳淬火加回火的热处理工艺，热处理后波浪形球槽面和球槽面硬度均为hrc60±2，抛光后的表面粗糙度为ra0.3～0.4um。弹簧3采用65crsia牌号的弹簧钢加工而成，其装配后的装紧力与气阀弹簧的装紧力（气阀开启压力）相等，且其下压力小于气阀弹簧的下压力。钢球6采用gcr15牌号的轴承钢加工而成，球面硬度hrc54±4，抛光后的表面粗糙度为ra0.3～0.4um。

如图3所示，利用气阀弹簧7将本发明支撑在气缸盖8和阀桥组9之间，气阀杆10上端穿过壳体1，与壳体1内的推力球轴承4连接，并通过倒锥形卡子20与转体2的倒锥孔22锥面连接。气阀杆10的顶部与球头座之30间留有间隙，气阀弹簧7的弹力将气阀盘101紧贴着阀座40，由于本发明弹簧3的装紧力等于气阀弹簧7的装紧力，本发明的弹簧3将转体2有效顶住，此时两个钢球6分别位于波浪形球槽23的波底，气阀盘101处于关闭状态。

随着气阀凸轮的转动，挺杆做上下直线运动，当挺杆向上运动时，摇臂组带动阀桥组9向下运动，球头座30与气阀杆10的顶部贴合，球头座30推动气阀杆10向下运动，气阀杆10带动转体2向下运动，由于本发明的弹簧3向下压缩的弹力小于气阀弹簧7压缩的弹力，此时本发明的弹簧3压缩，两个钢球6位置不变，在钢球6阻力作用下，转体2上的波浪形球槽23沿两个钢球相对移动，使得转体2向下运动的同时绕轴线顺时针旋转，气阀杆10随之顺时针转动。当转体2下行至限位轴肩12处时，转体2和气阀杆10停止转动，整个装置克服气阀弹簧7的弹力向下运动直至挺杆处于凸轮轴表面的最高点（升程），此时波浪形球槽23的两个波顶分别到达两个钢球6处，气阀盘101完全开启。

同理，当挺杆沿凸轮轴最高点向下运动时，摇臂组带动阀桥组9向上运动，在气阀弹簧7回复力作用下，本发明带动气阀杆向上运动，当本发明的弹簧3弹力大于等于气阀弹簧7弹力时，转体2向上运动的同时继续顺时针转动，气阀杆10随之继续顺时针转动，直至挺杆处于凸轮轴表面的最低点，此时波浪形球槽23的两个波底分别到达两个钢球6处，气阀盘101完全关闭。到此一个循环结束，气阀杆10顺时针旋转了1/2圈。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。