Przedmiotem wynalazku jest sposób regeneracji walów korbowych maszyn i urzadzen. Zasadniczy¬ mi elementami walów korbowych sa czopy prze¬ chodzace lukowo w ramiona wykorbienia. Czopy zawieraja zwykle otwory smarownicze. Sposób re¬ generacji oparty jest na napawaniu powierzchni czopów walów korbowych.Znane sposoby regeneracji metoda napawania obejmuja wyrównywanie wstepne powierzchni czopów walów, w celu nadania im ksztaltu wal¬ cowego. Wyrównywanie wstepne dokonuje sie zwykle przez obróbke wiórowa. Nastepnie, zwykle w atmosferze gazu obojetnego dokonuje sie na¬ pawania powierzchni czopów, na ogól wibrosty- kowo, po czym pokryte napoina walcowe po¬ wierzchnie czopów poddaje sie zgrubnemu wy¬ równywaniu. Zgrubnego wyrównywania dokonuje sie zwykle przez szlifowanie. Koncowa operacja regeneracji walów jest ostateczne szlifowanie wal¬ cowych powierzchni czopów, az do uzyskania sred¬ nicy nominalnej. Napawanie prowadzi sie przy róznych katach ustawienia koncówki spawalniczej w stosunku do powierzchni napawanej, zwykle przy kacie wynoszacym okolo 75°.Mocowanie koncówek spawalniczych pod katami znacznie rózniacymi sie od 90° jest wadliwe przy regeneracji czopów walów przez napawanie wibro- stykowe, gdyz uniemozliwia polozenie jednolitej napoiny na powierzchni calej wymaganej dlugos¬ ci czopa. Gdy spawarka dochodzi w poblize fa* mienia korby regenerowanego walu, konieczne jest zatrzymanie spawarki i przemocowanie walu kor¬ bowego lub obrócenie spawarki o 180°. Na skutek 5 tego napoina nie jest jednolita. W miejscu pola¬ czenia napoin zwieksza sie prawdopodobienstwo wystapienia wad spawalniczych, zwlaszcza peche¬ rzy i rozwarstwien. Ponadto twardosc napoiny w miejscu polaczenia jest zmienna w glab warstwy, 10 co powoduje rózna zywotnosc czopów na ich po¬ szczególnych wymiarach remontowych.Wada znanego sposobu jest nanoszenie napoiny na powierzchnie czopa walu korbowego dwoma lub wiecej przejsciami elektrody, gdyz powodowa¬ lo ono zwiekszenie ilosci karbów strukturalnych do czterech lub wiecej.Nastepna wada znanego sposobu jest nalozenie i pozostawienie napoiny az na powierzchni strefy przejscia czopa w ramie korby. Pozostawienie na¬ poiny w strefie przejscia jest niekorzystne, gdyz powoduje wystapienie spietrzenia naprezen w tej strefie. Sumowanie sie naprezen wynikajacych z istnienia karbu konstrukcyjnego walu korbowego i naprezen wynikajacych z istnienia karbu struk¬ turalnego na brzegu napoiny w tej strefie ma za¬ sadniczy wplyw na trwalosc walów korbowych.Wiekszosc pekniec zmeczeniowych wystepujacych w eksploatacji walów korbowych regenerowanych 30 znanym sposobem jest zwiazana ze strefa przejis- 20 25 109 384109 384 cia. Nalezy podkreslic, ze w znanych sposobach regeneracji walów korbowych nie zajmowano sie strefa przejscia.Podejmowano próby regeneracji walów korbo¬ wych poprzez galwaniczne nakladanie warstwy 3 chromu, co umozliwialo odzyskanie tylko jednego wymiaru remontowego. Wobec wysokich kosztów regeneracji i malej zywotnosci walów korbowych metoda ta nie budzi zainteresowania.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu re- io generacji walów korbowych opartego na napawa¬ niu wibrostykowym ale pozbawionym wyzej wy¬ mienionych wad.Sposób wedlug wynalazku opiera sie na napa¬ waniu powierzchni czopów walów, obejmujacym w wstepne wyrównywanie powierzchni czopa, zwyk¬ le przez obróbke wiórowa, w celu nadania ksztal¬ tu walcowego, napawanie wibrostykowe w at¬ mosferze gazu obojetnego, zgrubne wyrównywa¬ nie powierzchni walcowych pokrytych napoina 2° czopów, zwykle przez szlifowanie a na koncu wy¬ kanczajaca obróbke wiórowa walcowych po¬ wierzchni czopów.Istota sposobu wedlug wynalazku jest podda¬ nie wyrównywaniu wstepnemu równiez powierzen- * ni stref przejsciowych pomiedzy czopami walu a ramionami wykorbienia, prowadzenie napawania wibrostykowego dokonywanego jednym przejsciem i przy kacie ustawienia koncówki spawalniczej w stosunku do powierzchni napawanej ograniczonym do zblizonego do 90°, po zgrubnym wyrównaniu pokrytych napoina walcowych powierzchni czo¬ pów, ksztaltowanie powierzchni stref przejsciowych tak, aby uzyskac stanowiacy promieniowe wciecie karb odciazajacy o promieniu przejscia R, tym sa¬ mym usuwajac ze stref przejsciowych czesc war¬ stwy napawanej a takze po zgrubnym wyrówny¬ waniu a przed wykanczajaca obróbka wiórowa poddawanie umacnianiu, zwlaszcza przez srutowa¬ nie, zarówno walcowych powierzchni czopów jak i powierzchni stref przejsciowych a takze po¬ wierzchni wylotowych otworów smarowniczych.Korzystnie jest jesli kat ustawienia koncówki spawalniczej w stosunku do powierzchni napawa¬ nej wynosi 90°.Korzystnie jest jesli promien wciecia w strefie przejsciowej R jest wiekszy od 2 g a mniejszy od 8 g, gdzie g oznacza grubosc warstwy napoiny na powierzchni regenerowanego czopa walu, po M wykanczajacej obróbce wiórowej.Modyfikacja napawania wibrostykowego polega^ jaca na prowadzeniu napawania jednym przejs¬ ciem przy kacie zblizonym do 90° powoduje po¬ wstanie na. powierzchni czopa tylko dwóch kar- 55 bów strukturalnych, usytuowanych symetrycznie w poblizu ramion wykorbienia. Ponadto karby te stanowia wzgledem siebie odwzorowanie zwierciadlane i posiadaja identyczne charaktery¬ styki, co zawdziecza sie miedzy innymi polacze- w niu nakladania karbu jednym przejsciem z ogra¬ niczeniem kata do okolo 90°.Uzyskana w procesie napawania warstwa cha¬ rakteryzuje sie wymagana dla czopów walów kor¬ kowych twardoscia w zakresie 50—55 HRC, rów- *5 30 35 45 nomiernie rozlozona na calej dlugosci czopa i gru¬ bosci warstwy, nie wymagajaca stosowania w celu jej ujednolicenia, dodatkowej obróbki cieplnej.Ksztaltowanie strefy przejscia polegajace na wy¬ konaniu w strefie przejscia wciecia promienio¬ wego powoduje takze powstanie na obrzezu napoi¬ ny karbu odciazajacego, odciazajacego, w sensie u- suniecia spietrzenia naprezen. Ponadto wykonanie wciecia powoduje czesciowe usuniecie prawdopo¬ dobnych wad spawalniczych zgrupowanych na 0- brzezu napoiny.Stosowanie umocnienia powierzchni strefy przej¬ scia czopa w ramie korby metoda powierzchnio¬ wej obróbki plastycznej powoduje ujednorodnienie stanu warstwy wierzchniej, lagodzac oddzialywa¬ nie karbu strukturalnego . wystepujacego przy przejsciu napoina — material rodzimy.Sposób wedlug wynalazku wyeliminowal nieko¬ rzystne oddzialywanie karbu konstrukcyjnego i karbu strukturalnego bedacych w dotychczas sto¬ sowanych sposobach regeneracji walów korbo¬ wych glówna przyczyna ich bardzo niskiej wy¬ trzymalosci zmeczeniowej nizszej o 50% i wiecej w stosunku do walów nowych. Natomiast waly regenerowane wedlug omówionego sposobu wy¬ kazaly wytrzymalosc zmeczeniowa wyzsza niz wy¬ trzymalosc walów nowych. Odpornosc na zuzycie czopów regenerowanych walów korbowych nie u- legala zmianie w stosunku do czopów walów no¬ wych.Przyklad. Sposób zostanie blizej objasniony z pomoca rysunku na którym fig. 1 przedstawia fragment walu korbowego z uwidocznionymi w przekroju wzdluznym otworami smarowniczymi, fig. 2 przedstawia strefe przejscia czopa walu kor¬ bowego w ramie wykorbienia z obrzezem napoiny, fig. 3 — strefe przejscia z uksztaltowanym kar¬ bem odciazajacym o promieniu R, fig. 4 — strefe przejscia z karbem odciazajacym o powierzchni umocnionej za pomoca srutowania, po ostatecznym szlifowaniu, fig. 5 — fragment czopa walu kor¬ bowego z karbem odciazajacym i wyjsciem otwo¬ ru olejowego po umacnianiu i szlifowaniu z za¬ znaczona gruboscia napoiny „g".Na fig. 1 zaznaczono czop glówny 4 walu kor-* bowego i czop 1 korby walu. Strefa przejscia 0- znaczona 2 jest przedstawiona w róznym stadium regeneracji walu na fig. 2, 3 i 4.Otwory smarownicze sa oznaczone na fig. 1 cyfra 5, a ramie korby cyfra 3. Na fig. 2 cyfra 6 oznaczono napoine naniesiona w strefie przejscia.Na fig. 3 pokazano promieniowe wciecie o pro¬ mieniu R, ksztaltujace karb odciazajacy 7 stano¬ wiacy wraz z czesciowo usunietym obrzezem na¬ poiny, strefe przejscia 7 uksztaltowana wedlug projektu. Strela przejscia stanowi karb odciaza¬ jacy. Cyfra 8 oznaczono napoine o uksztaltowa¬ nym obrzezu. Na fig. 4 pokazano strefe przejscia 9 umocniona przez srutowanie a cyfra lOt ozna¬ czono obrzeze napoiny umocnione i ostatecznie o- szlifowane. Cyfra 11 oznacza strefe wspólpracy czop-panewka. Na fig.. 5 pokazano takze umocnio- ne wyjscie 12 otworu smarowniczego a litera „g"109 3S4 6 oznaczono grubosc napoiny po wykanczajacej ob¬ róbce wiórowej.Wal korbowy silnika S-4001/2/3 stosowanego w ciagnikach URSUS C-4011/355, którego powierzch¬ nie walcowe czopów 1, 4 i powierzchnie w stre- 5 fach przejscia 2 ulegaly zuzyciu, przekraczajac wszystkie konstrukcyjnie zalozone wymiary na¬ prawcze, poddaje sie obróbce wiórowej znanym sposobem w celu ujednorodnienia stanu warstwy . wierzchniej. Srednice czopów zostaly zmniejszone io o 1,75 mm w stosunku do wymiaru nominalnego, zalozona wartosc promienia w strefach przejscia nie ulega zmianie.Na tak przygotowana powierzchnie czopa, na jego czesc walcowa naklada sie napoine 6 meto- 15 da wibrostykowa w oslonie C02 jednym przejs¬ ciem wedlug wynalazku, przy odpowiednio dobra¬ nych parametrach procesu umozliwiajacych uzy¬ skanie warstwy remontowej o twardosci 50 HRC . w calym jej przekroju. Kat ustawienia ukladu 20 koncówki spawalniczej w stosunku do powierzch¬ ni napawanej wynosil 90°, przy czym napawanie prowadzi sie jednym przejsciem.Nalozona warstwa jest zgrubnie obrabiana przy pomocy obróbki wiórowej. Nastepnie ksztaltowa¬ na jest za pomoca obróbki wiórowej powierzchnia strefy przejscia 7 czesci walcowej czopa w ramie korby wraz z obrzezem napoiny 8. Ksztaltowa¬ nie strefy przejscia polegalo na wykonaniu karbu odciazajacego, w sensie zmniejszenia spietrzenia naprezen, o promieniu R == 2,25 mm. Uksztalto¬ wana w powyzszy sposób powierzchnie strefy przejscia 7 wraz z wyjsciem otworów smarowni¬ czych 5 na powierzchnie walcowa czopa, poddano powierzchniowej obróbce plastycznej, metoda sru¬ towania. Stosowano zaokraglony srut stalowy o sredniej granulacji mieszanki roboczej 0 0,8 mm.Cisnienie robocze w procesie srutowania wynosilo 540—590 kPa, czas srutowania jednego czopa wy¬ nosil t = 2,0 min.Po srutowaniu czesc walcowa czopów 1, 4 pod¬ dana zostala wiórowej obróbce wykanczajacej.Wytrzymalosc zmeczeniowa tak regenerowanego walu korbowego byla wyzsza o 5°/» od wytrzyma¬ losci zmeczeniowej nowych walów produkcyjnych. 45 Zastosowany sposób regeneracji walów korbo¬ wych pozwolil na przywrócenie wymiarów nomi¬ nalnych z mozliwoscia uzyskania wszystkich ko¬ lejnych wymiarów remontowych, co pozwala na 25 30 35 , 40 stuprocentowe przedluzenie zywotnosci walu kor-1 bowego.Dotychczas waly korbowe silnika S-4001/2/3 po przekroczeniu wymiarów remontowych byly zlo¬ mowane.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób regeneracji walów korbowych, posia¬ dajacych lukowe przejscia od ramion wykorbienia do czopów walów zawierajacych otwory smarow¬ nicze, metoda napawania obejmujaca wyrówny¬ wanie wstepne powierzchni czopów, zwlaszcza przez obróbke wiórowa w celu nadania ksztaltu walcowego, napawanie wibrostykowe w atmosfe¬ rze gazu obojetnego, zgrubne wyrównywanie po¬ krytych napoina walcowych powierzchni czopów, zwlaszcza przez obróbke wiórowa, po czym wy¬ kanczajaca obróbke wiórowa walcowych po¬ wierzchni czopów az do uzyskania srednicy no¬ minalnej, znamienny tym, ze wyrównywaniu wstepnemu poddaje sie równiez powierzchnie stref przejsciowych (2) pomiedzy czopami walu a ra¬ mionami wykorbienia, napawanie wibrostykowe prowadzi sie jednym przejsciem i przy kacie usta¬ wienia koncówki spawalniczej w stosunku do po¬ wierzchni napawanej zblizonym do 90°, po zgrub¬ nym wyrównywaniu pokrytych napoina (6) walco¬ wych powierzchni czopów, ksztaltuje sie, zwlasz¬ cza przez obróbke wiórowa powierzchnie stref przejsciowych tak, aby uzyskac stanowiacy pro¬ mieniowe wciecie karb odciazajacy (7) o promie¬ niu przejscia R, jednoczesnie usuwajac ze stref przejsciowych czesc warstwy napawanej, równiez po zgrubnym wyrównaniu a przed wykanczaja¬ ca obróbka wiórowa poddaje sie umacnianiu, zwlaszcza przez srutowanie, zarówno walcowe po¬ wierzchnie czopów jak i powierzchnie stref przejs¬ ciowych (9) oraz powierzchnie wylotowe (12) ot¬ worów smarowniczych (5). 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kat ustawienia koncówki spawalniczej w stosun¬ ku do powierzchni napawanej wynosi 90°. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze promien przejsciowy karbu odciazajacego R jest wiekszy od 2 g a mniejszy od 8 g, gdzie g ozna¬ cza grubosc warstwy napoiny na powierzchni re¬ generowanego czopa walu po wykanczajacej Ob¬ róbce wiórowej.109 384 Fig.1 fig. 2. fij. 4 fij.3 Rj.5 DN-3, 2. 829/80 Cena 45 zl PL