汽车增压器叶轮喷丸清理夹持装置的制作方法

本发明涉及一种汽车增压器叶轮在喷丸清理时的专用工装。

背景技术：

汽车增压器（发动机涡轮增压器）由于其在提高发动机动力方面的优越表现，在汽车上的应用已经越来越广泛。作为增压器的核心部件之一，其结构如图1所示，为叶轮转子（即涡轮叶片总成）结构，其叶轮转子在工作时承受着高速空气流的冲击力，服役一段时间后，空气中的污浊物会附着在增压器叶轮上，影响压气机端的进气压，导致增压器增压不足。此外，当叶轮转子上沾上污物时，不但会使增压器效率降低，而且还会破坏转子的平衡，引起振动。因此需要定期对增压器叶轮进行清理。

叶轮转子的清理主要考量叶轮转子上污物的成分，通常叶轮转子上如柴油机汽车增压器，叶轮转子产生污染的主要原因是柴油机排气中含有低熔点的熔渣，其主要成分是五氧化二钒和硫酸钠，随着时间的推移，会在叶片上形成一层薄膜，并随着柴油机运转时间的延长而增厚。此外燃气中的碳也会在叶轮转子的叶片上沉积，形成积碳。

目前国内对服役增压器叶轮的清理一般采用手工清理，但是只适用于少量清理，且效率不高，手动清理主要针对污物的成分先进性酸洗，再进行碱洗，最后使用清水进行冲洗，吹净后干燥。尽管上述方式能够有效的清除污物，但由于所使用的清洗方法是化学清洗，而污物在叶轮转子叶片上的厚度不一致，化学清洗可能会造成叶片自身的损伤。

目前应用于叶轮转子的另一种清理方式是喷丸清理。喷丸处理是工厂广泛采用的一种表面清理方法，其设备简单、成本低廉，不受工件形状和位置限制，操作方便。喷丸广泛用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀性等，还可用于表面除污、去氧化皮和消除铸、锻、焊件的残余应力等。

目前工厂对增压器叶轮的喷丸处理主要是用专用自动喷丸机和人工手持喷丸两种。但是前者主要用于批量清理，不适于少量或者单件的喷丸处理。后者虽用于少量、单件喷丸处理，但是需要工人手持工件来完成对工件不同表面的清理，操作不便且效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种汽车增压器叶轮喷丸清理夹持装置，以用于单件或者少量件叶轮的装夹，提高叶轮转子喷丸清理的灵活性。

本发明采用以下技术方案：

一种汽车增压器叶轮喷丸清理夹持装置，包括：

棘轮机构，配有驱动棘轮机构中棘轮转动的转动手柄；

主轴，一端连接到棘轮的中心，并在该端设有轴向定位结构；

锁紧定位结构，配置在主轴的另一端，并与主轴间可拆连接。

上述汽车增压器叶轮喷丸清理夹持装置，可选地，主轴的另一端具有一段螺纹；

所述锁紧定位结构包括套装在主轴上的轴套和与所述螺纹配合以在主轴轴向挡住轴套的夹紧螺母。

可选地，所述轴套为橡胶轴套。

可选地，所述夹紧螺母为翼形螺母。

可选地，所述翼形螺母还附配有六角头螺母头。

可选地，所述轴向定位结构为形成在主轴上的定位轴环。

可选地，所述棘轮机构被封装在一外壳内；

在外壳的轴向匹配主轴探出位置开有过孔；

在外壳侧面开设沿外壳周向给定的范围内延展的侧孔，用以转动手柄的引出，并约束转动手柄的活动范围。

可选地，匹配侧孔的范围设有刻度盘。

可选地，所述侧孔在外壳的延展范围的圆心角为110度~150度。

可选地，所述棘轮为75齿棘轮。

依据本发明，提供一种棘轮机构，通过棘轮机构的转动控制，可以带动棘轮机构输出轴，即主轴的转动，从而控制主轴的转角，而在主轴上通过轴向定位结构和锁紧定位结构锁紧套在主轴上的叶轮转子，将该汽车增压器叶轮喷丸清理夹持装置安装在喷丸机中，适用于单件或者能够为主轴所装在数量的叶轮转子数量的喷丸处理。藉此所形成的工装结构使用灵活性比较强，主要体现在为叶轮提供一种专用喷丸工装，并能够通过棘轮机构来控制叶轮转子转角，对叶轮转子周向进行全面的喷丸清理。

附图说明

图1为一种汽车增压器叶轮结构示意图。

图2为一种依据本发明的汽车增压器叶轮喷丸清理夹持装置结构原理图。

图3为一种棘轮棘爪机构示意图。

图4为一种夹紧螺母结构示意图。

图5为一种棘轮棘爪与转动手柄、主轴连接总成图。

图中：1.轴孔，2.叶片，3.转动手柄，4.刻度盘，5.外壳，6.主轴，7.橡胶轴套，8.夹紧螺母，9.定位轴环，10.棘轮，11.棘爪。

具体实施方式

如图1所示，是一种汽车增压器叶轮的结构示意图，图中可见，其包括具有轴孔1的轮体和在轮体周向设置的若干叶片2。其中，轴孔1属于标准的轴孔，那么藉此技术条件，配置如图2中所示的主轴6，再辅助轴向定位，将叶轮转子可靠的定位在主轴6上。

由于叶轮转子的周向定位比较简单，主要是键连接，在此不再赘述。简而言之，为了满足多个或者多型叶轮转子的共同喷丸清理，所使用的键可以采用比较长的平键。

图2所示的一种汽车增压器叶轮喷丸清理夹持装置，是其总成结构，图中所示的主轴6用于叶轮转子通过轴孔1的套装，在一根主轴6上可以套装一个或者多个叶轮转子，然后根据所套装的叶轮转子的多少调整图中所示的橡胶套筒7的长短或者数量，以及夹紧螺母8的旋进量，实现锁紧。

图中所示的外壳5作为机架或者与机架相连接的部件，从而可以操作棘轮机构控制叶轮转子的转角。

如前所述，基于本发明的汽车增压器叶轮喷丸清理夹持装置，其基本结构应当包括：棘轮机构、主轴和叶轮转子在主轴6上的定位部分。

首先关于棘轮机构，即ratchet and pawl，是由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。棘轮机构常用在各种机床和自动机中间歇进给或回转工作台的转位上，也常用在千斤顶上。在自行车中棘轮机构用于单向驱动，在手动绞车中棘轮机构常用以防止逆转。在本发明中，棘轮机构的使用主要用于防止逆转和转角控制。在图3所示的结构中，能够实现的运动方向是逆时针转动，图5中则是顺时针转动。

如图3和图5所示，棘轮机构包括棘轮10和棘爪11，其中棘轮10含有棘轮轴，图中所示的主轴6可以作为棘轮轴，也可以作为棘轮轴通过联轴结构连接的轴。

图3和图5中所示的棘轮10具有棘轮的一般结构，包括盘型结构棘轮盘和在棘轮盘上加工出的棘轮轮齿。棘轮轮齿是单向齿。

棘爪11的连架端则通过圆柱铰链（例如铰轴）铰接在转动手柄3上，通常为其设置压紧装置，例如扭簧。当棘爪11在方位上位于棘轮10上方时，也可以不设置扭簧。

转动手柄3则是典型的连架杆结构，其连架端通过圆柱铰链（例如铰轴）铰接在机架上，例如外壳4上，通过转动手柄3的转动来对主轴6的转角进行控制。

关于主轴6则是叶轮转子的装载轴，该主轴6的一端连接到棘轮10的中心，可以与棘轮轴一体，也可以分开制作，再通过联轴装置连接。

叶轮转子在主轴6上的定位包括周向定位和轴向定位，如前所述，周向定位可以匹配叶轮转子自身结构，例如已构的键槽，匹配地使用键连接。而对于轴向定位，一般使用挡件或者阻挡结构实现。

首先是相对固定的部分，在主轴6的棘轮连接端，直接采用定位轴环9进行定位，在一些实现中还可以采用例如套筒结构进行定位。在一些实施例中，直接采用结构简单的卡簧进行轴向的约束。

在主轴6的另一端则配置锁紧定位结构，该锁紧定位结构主轴6间可拆连接，可拆连接最简单的是螺纹连接和基于例如卡簧的连接，其中螺纹连接具有可调性，卡簧连接则直接产生的是位置固定的连接，不能调整。

在一些实施例中，直接采用过盈的配合实现连接。

在一些实施例中，还可以采用套筒配合侧面顶丝的方式实现连接。

关于螺纹连接，在一些实施例中，主轴6在远离棘轮10的一端具有一段螺纹；在一些实施例中，主轴6在远离棘轮10的一端构造为螺套。

相应地，所述锁紧定位结构包括套装在主轴6上的轴套，如图1中所示的橡胶轴套7，轴套7主要提供位置调整，然后再通过螺纹配合以在主轴6轴向挡住轴套，如图2中所示的夹紧螺母8。

关于前述的橡胶轴套7，是一种柔性套，可以提供一种非刚性的连接，在一些实施例中采用刚性的连接，例如钢套。

为了方便手动连接，所述夹紧螺母8为翼形螺母。

常规的翼形螺母只具备两个翼形部位，只考虑手动连接的便捷性，所述翼形螺母还附配有六角头螺母头，以在较多的叶轮转子进行抛丸作业时，提供比较高的轴向夹紧力。

在优选的实施例中，所述棘轮机构被封装在一外壳5内，具体可见于附图2。外壳5是一种柱面圆壳。

在外壳5的轴向匹配主轴6探出位置开有过孔。

此外，在外壳5侧面开设沿外壳5周向给定的范围内延展的侧孔，用以转动手柄3的引出，并约束转动手柄3的活动范围。

此外，可以考虑的，匹配侧孔的范围设有刻度盘4。

受侧孔自身结构的影响，侧孔在周向的两端用于约束一次驱动转动手柄3最大转角，从而在一些应用中不必设置刻度盘4。但在大多数的应用中，考虑到控制的精确性，尤其是抛丸角度的问题，每次转角不宜过大，需要通过刻度盘4进行相对精确地转角控制。

进而，关于所述侧孔，可以从两个方面考虑，一个方面是约束的圆心角范围，以一次转角最大为参考点，另一方面，则有利于连续的小角度调整，前者约束最小圆心角，后者约束最大圆心角，适配地，在外壳5的延展范围的圆心角为110度~150度。

涉及到转角控制的精度问题，还与棘轮10的棘齿的数量有关，为此，为了获得合适的转角控制，所述棘轮10为75齿棘轮。