RU1792817C - Method of reconditioning crankshafts - Google Patents

Method of reconditioning crankshafts

Info

Publication number
RU1792817C
RU1792817C SU914933654A SU4933654A RU1792817C RU 1792817 C RU1792817 C RU 1792817C SU 914933654 A SU914933654 A SU 914933654A SU 4933654 A SU4933654 A SU 4933654A RU 1792817 C RU1792817 C RU 1792817C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fillet
necks
additional
machined
neck
Prior art date
Application number
SU914933654A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Фархад Хикматович Бурумкулов
Александр Тихонович Кулаков
Лев Моисеевич Лельчук
Вячеслав Александрович Денисов
Вадим Ефимович Блох
Виталий Владимирович Юшков
Александр Григорьевич Степанов
Original Assignee
Всесоюзное Научно-Производственное Объединение Восстановления Деталей "Ремдеталь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзное Научно-Производственное Объединение Восстановления Деталей "Ремдеталь" filed Critical Всесоюзное Научно-Производственное Объединение Восстановления Деталей "Ремдеталь"
Priority to SU914933654A priority Critical patent/RU1792817C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1792817C publication Critical patent/RU1792817C/en

Links

Landscapes

  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

Использование: при ремонте двигателей . Сущность изобретени : способ восстановлени  .коленчатых валов включает механическую обработку шеек с одновременной обработкой дополнительных галтелей , закрепление на шейках полукольцевых накладок. При этом стыки накладок разме 2 щают в местах, наиболее удаленных от зон концентрации напр жений изгиба и кручени , а их торцы выполн ют с профилем, соответствующим профилю прилегающей дополнительной галтели. Параметры каждой накладки наход тс  с параметрами соответствующей механически обработанной шейки вала в следующих соотношени х: а « -- (0,8-1,1) R; L I - 2 д ; г (0.9...1,5) R; D/d - 0,003...0,05, где d - диметр шейки вала; I - длина механически обработанной части шейки под установку накладок; R - радиус исходной галтели, г - радиус дополнительной галтели; а - рассто ние начала дополнительной галтели от соответствующего кра  шейки; и - толщина накладки; L - ширина накладки; д -зазор между торцом накладки и поверхностью дополнительной галтели. 3 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 ил. ел сUse: in the repair of engines. SUMMARY OF THE INVENTION: a method for restoring crankshafts involves machining the necks while processing additional fillets, securing the semicircular linings to the necks. In this case, the joints of the pads are placed 2 in places farthest from the concentration zones of bending and torsional stresses, and their ends are made with a profile corresponding to the profile of the adjacent additional fillet. The parameters of each plate are those of the corresponding machined shaft journal in the following ratios: a "- (0.8-1.1) R; L I - 2 d; g (0.9 ... 1.5) R; D / d - 0.003 ... 0.05, where d is the diameter of the shaft journal; I - the length of the machined part of the neck for installing pads; R is the radius of the original fillet, g is the radius of the additional fillet; a - distance of the beginning of the additional fillet from the corresponding edge of the neck; and - lining thickness; L is the width of the lining; d is the gap between the end face of the lining and the surface of the additional fillet. 3 s.p. crystals, 3 tablets, 3 ill. ate with

Description

Изобретение касаетс  ремонта двигателе и предназначено, в частности, дл  обеспечени  восстановлени  коленчатых валов, изношенных сверх предельных ремонтных размеров.The invention relates to engine repair and is intended, in particular, to provide for the restoration of crankshafts worn beyond the maximum repair dimensions.

Известен способ восстановлени  изношенных шеек коленчатого вала (KB), включающий механическую обработку шеек и галтелей сверх предельных ремонтных размеров с последующей приваркой стальных полуколец по их стыкам, расположенным в зойе минимального износа шеек.A known method of restoring worn crankshaft necks (KB), including machining the necks and fillets over the maximum repair dimensions, followed by welding steel half rings at their joints, located in the zoya of minimal wear on the necks.

Однако предварительна  механическа  обработка коленчатого вала под постановку по луколец требуемой толщины (4.,.5 мм)However, preliminary mechanical processing of the crankshaft for setting on the chuck of the required thickness (4.,. 5 mm)

производитс  дополнительным шлифованием шеек и галтелей сверх предельных ремонтных размеров на 2,5...3,5 мм по диаметру, что ведет к падению остаточной усталостной прочности коле нчатого вала минимум на 20%, а остаточной усталостной долговечности в 5..ИО раз. Поэтому такой, способ не эффективен дл  восстановлени  валов изношенных сверх ремонтных размеров . Кроме того, расположение стыков полуколец в зоне минимального износа н;е оптимально, так как в общем случае эти зоны не совпадают с зонами минимальных напр жений от изгибающих и крут щих мо- ментов.is performed by additional grinding of the necks and fillets over the maximum repair dimensions by 2.5 ... 3.5 mm in diameter, which leads to a decrease in the residual fatigue strength of the crankshaft by at least 20%, and the residual fatigue life by 5..IO times. Therefore, such a method is not effective for restoring shafts worn beyond repair dimensions. In addition, the location of the joints of the semicircles in the zone of minimal wear is not optimal, since in the general case these zones do not coincide with the zones of minimum stresses from bending and torques.

VJ ЮVj yu

юYu

0000

Известен способ восстановлени  коленчатых вал ов, включающий механическую обработку цилиндрической поверхности изношенных шеек вала доремонтых размеров с одновременной обработкой части галтельного перехода и образованием дополнительной галтели  вл ющейс  продолжением обработанной цит линдрической поверхности, причем начало дополнительной талтели находитс  тельном переходе на рассто нии от соответствующего кра  шейки не менее половины величины радиуса исходного галтельного перехода, а радиус дополнительйой галтели равен половине радиуса исходной (основной ) галтели. :;/:/: -. : - : , У; .. . A known method for restoring crankshafts, including machining the cylindrical surface of worn shaft necks of pre-repair sizes with simultaneous processing of a part of the fillet transition and the formation of an additional fillet, which is a continuation of the machined cylindrical surface, the beginning of the additional taltel being at a distance from the corresponding edge of the neck less than half the radius of the original fillet transition, and the radius of the additional fillet is equal to the fault of the radius of the original (main) fillet. :; /: /: -. : -:, U; ..

Благодар  выполнению дополнительной галтели и сохранению исходной галтели (частично) известный способ восстановлени  по сравнению с аналогом позвол ет сохра-. нитьостаточную прочность и остаточный ресурс коленчатого вала при механической обработке в ремонтный размер. Однако дл  восстановлени  коленчатого вала, изио-. шенного сверх ремонтых размеров посредством приварки, например полукольцевых . накладок, параметры, предварительной механической обработки шеек указанные в формуле не правомерны дл  обеспечени  необходимой долговечности коленчатого, вата после восстановлени . Эти параметры, а именно: радиус дополнительной талтели и рассто ние от кра  шейки до начала дополнительной галтели, справедливы лишь дл , валов, изношенных до ремонтный размеров и требуют дополнительной оптимизации на оснований испытаний и экспериментов.Thanks to the implementation of the additional fillet and preservation of the original fillet (partially), the known recovery method compared to the analogue allows saving. residual strength and residual life of the crankshaft during machining to the repair size. However, to restore the crankshaft, isio-. overshoot beyond repair dimensions by welding, for example half-rings. pads, parameters, preliminary machining of the necks indicated in the formula are not legitimate to provide the necessary durability of the crankshaft, cotton wool after restoration. These parameters, namely, the radius of the additional taltel and the distance from the edge of the neck to the beginning of the additional fillet, are valid only for shafts worn to repair sizes and require additional optimization on the basis of tests and experiments.

Наиболее близким техническим per- шенйем (прототипом)  вл етс  способ ;восстановлени  шеек коленчатых валов, изношенных сверх пределов ремонтных размеров, при котором осуществл ют механическую обработку шеек с технологическим заглублением в тело восстанавливаемой по- . вё рхности с одновременной обработкой до- п о л-ните л ьн ы х га л тел е и,   в л   ю щихс  продолжением обработанной цилиндрической пбверхности, закрепление на обрабо- танны х шёй ках компенсирующего износа сло  материала, например, полукольцевых н.акладок,:с последующим шлифованием в ; номинальный размер. The closest technical solution (prototype) is the method of restoring crankshaft necks worn out beyond the limits of repair dimensions, in which the necks are machined with technological penetration into the body of the reconstructed. surfaces with simultaneous processing of additional cylindrical surfaces and, in the case of continuation of the machined cylindrical surface, fixing a compensating wear layer of the material, for example, half-ring N. ,: followed by grinding in; nominal size.

Известный способ восстановлени  коленчатых валовгйзношённых сверх ремонтных размеров, предусматривает выполнение в процессе механической обработки на шейках дополнительных галтелей под поста-- новку и приварку компенсирующих износ накладок, но имеет следующие недостатки:The known method of restoring crankshafts worn beyond repair dimensions involves the execution of additional fillets under the neck during the machining process on the necks — the installation and welding of wear-compensating linings, but has the following disadvantages:

1) указан лишь общий принцип подхода к восстановлению таких Еалов. Не проведена оптимизаци  соотношений параметров накладок и параметров соответствующих механически обработанных шеек валов, что в конечном счете приводит к снижению дол- товечности восстанавливаемых валов;1) only the general principle of the approach to the restoration of such Eals is indicated. The optimization of the ratios of the parameters of the pads and the parameters of the corresponding machined necks of the shafts was not carried out, which ultimately leads to a decrease in the durability of the restored shafts;

.2) приварка полуколец без их приклеивани  к поверхности шеек вызывает до- полнительные трудности, св занные с . обеспечением плотного прилегани  полуколец к шейкамвала.- ;./-;/ .;;:. . Возникает волнистость наружной поверхности полуколец из-за их упругой деформации под воздействием циклической динамической нагрузки и движени  центра масс (KB, полукольца, вкладыш, шатун), . вследствие чего инициируема  фриттинг- коррози  по цилиндрической части шейки. Этот процесс приводит.к повышению веро тности отказа KB по критери(р заедани , провороту вкладышей и снижению сопро тивлени  усталости. .;.; ;, : : В св зи с неплотным прилеганием полуколец к шейкам и упругими деформаци ми их, возникает так называемый; насосный эффект, выражающийс  в. подсасывании смазки между шейкой и полукольцами со сливом его через зазоры в торцевых сечени х , что приводит к масл нному голоданию.2) the welding of the half rings without gluing them to the surface of the necks causes additional difficulties associated with. ensuring a tight fit of the half rings to the sheikval .-; ./-; /. ;;:. . There is a waviness of the outer surface of the half rings due to their elastic deformation under the influence of a cyclic dynamic load and the movement of the center of mass (KB, half rings, liner, connecting rod),. as a result, initiated fritting corrosion along the cylindrical part of the neck. This process leads to an increase in the probability of failure of KB according to the criteria (jamming, turning of the liners and reducing fatigue resistance..;.;;,:: In connection with the loose fit of the half rings to the necks and their elastic deformations, the so-called ; pumping effect, which is expressed in the suction of lubricant between the neck and half rings with its discharge through the gaps in the end sections, which leads to oil starvation

в сопр жени х шейка-вкладыш и, как следтin conjunction with a neck insert and, as follows

Ств.иё;к повышению веро тности отказа KBStv.ie; to increase the probability of failure KB

. по критерию заедани  и пррвороту вкладышей . - .,., ;-;:: - .- - ---:.. :. - . В св зи с неплотным прилеганием пол- в уколец к шейкам возрастают напр жени  в сварных швах, которыми полукольца привариваютс  к шейкам возрастают напр жени  в сварных швах, которыми полукольца при. by the criterion of seizing and turning the liners. -.,.,; -; :: - .- - ---: ..:. -. Due to the loose fit of the half-prong to the necks, the stresses in the welds increase, with which the half rings are welded to the necks, the stresses in the welds increase, with which the half rings

вариваютс  к шейкам и соедин ютс  междуcook to the necks and connect between

собой. В св зи с этим в околошовной зоне ;и по сварным швам возникают трещины, усталости, ведущие к разрушению соединени  шейка-полукольца. .Производительноеby myself. In this connection, cracks and fatigue occur in the heat-affected zone and along the welds, leading to the destruction of the neck-half-ring joint. . Productive

расположение стыков полукольцевых накладок или в зоне минимального износа (см.аналог) приводит к снижению усталост- ной долговечности валов, так как в общем случае минимальные напр жени  от действующих нагрузок не совпадают с зонами минимального износа. the location of the joints of the semicircular linings or in the zone of minimal wear (see analog) leads to a decrease in the fatigue life of the shafts, since in the general case the minimum stresses from the acting loads do not coincide with the zones of minimal wear.

Между торцами полуколец и дополнительным галтельным переходом возникают .краевые эффекты в виде фриттинг-коррозииBetween the ends of the semirings and the additional fillet transition, edge effects in the form of fritting corrosion occur.

в св зи контактом и упругими микроперемещени ми полуколец относительно шеек КВ. Это ведет к росту концентрации напр жений в галтельных переходах и снижению усталостной долговечности и прочности коленчатого вала.in connection with the contact and elastic micro displacements of the half rings relative to the necks of the HF. This leads to an increase in the stress concentration in the fillet transitions and to a decrease in the fatigue life and strength of the crankshaft.

Целью изобретени   вл етс  повышение долговечности коленчатых валов путем устранени  указанных выше недостатков.The aim of the invention is to increase the durability of the crankshafts by eliminating the above disadvantages.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе восстановлени  коленчатых валов, изйошенных сверх пределов ремонтных размеров, при котором осуществл ют механическую обработку шеек с техническим заглублением в тело восстанавливаемой поверхности с одновременной обработкой дополнительных галтелей,  вл ющихс  про- .должением обработанной цилиндрической поверхности, закрепление на обработанный шейках компенсирующего сло  материала , например, полукольцевых накладок, с последующим шлифованием в номинальный размер, по предложению, стыки полуколец размещают в местах, наиболее удаленных от зон концентрации напр жений от изгиба и кручени , а их торцы, вы- поЬн ют с профилем соответствующим профилю прилегающей дополнительной галтели, причем параметры каждой наклад ки наход тс  с параметрами соответствующей механически обработанной шейки вала в следующих соотношени х: .This goal is achieved by the fact that in the method of restoring crankshafts, worn out beyond the limits of repair dimensions, in which the necks are machined with a technical deepening into the body of the surface being restored with the simultaneous processing of additional fillets, which are a continuation of the machined cylindrical surface, fixing on processed by the necks of the compensating layer of the material, for example, half-ring pads, followed by grinding to the nominal size, on the proposal, joints the half rings are placed in the places farthest from the stress concentration zones from bending and torsion, and their ends are raised with the profile corresponding to the profile of the adjacent additional fillet, and the parameters of each plate are with the parameters of the corresponding machined shaft neck in the following ratios x:.

a (0.8...1.1) ; r (0,9...1.5)R;d/b 0,03...0,05; где d - диаметр соответствующей шейки вала; . ... . a (0.8 ... 1.1); r (0.9 ... 1.5) R; d / b 0.03 ... 0.05; where d is the diameter of the corresponding shaft journal; . ...

гиgee

I - длина механически обработанной части шейки под установку накладок;I - the length of the machined part of the neck for installing pads;

R - радиус исходной необработанной галтели; R is the radius of the original untreated fillet;

1 г - радиус дополнительной галтели после механической обработки шейки;1 g is the radius of the additional fillet after machining the neck;

1 а - рассто ние начала дополнительной галдели на исходном галтелыюм переходе от Соответствующего крал шейки;1a is the distance of the beginning of the additional galdel at the initial fillet transition from the Corresponding neck neck;

b - толщина накладки п осле оконча- тел|ьной механической обработки;b - lining thickness after final machining;

; I - ширина наружной поверхности накладки;; I is the width of the outer surface of the lining;

6 - зазор между накладки и поверхно- стьЬ прилегающей дополнительной галтели . ..6 - the gap between the lining and the surface of the adjacent additional fillet. ..

Причем на шейках, в местах их сопр жени  со щеками, выполнены профилированные лыски, расположенные перпендикул рно плоскости, проход щей через оси симметрии смежных коренных и шатунных шеек.Moreover, on the necks, in the places of their mating with the cheeks, profiled flats are made, located perpendicular to the plane passing through the axis of symmetry of the adjacent main and connecting rod necks.

| При этом в случае клеевого соединени  накладок с шейками, после отверждени  кле  в соединении производ т механическую разделку стыков полукольцевых накладок , внесение о разделку износостойкой клеевой композиции с последующим ее от- верждением.| In this case, in the case of adhesive bonding of the pads with the necks, after the adhesive has cured, the joints of the half-ring pads are mechanically cut, the wear-resistant adhesive composition is laid out, followed by its curing.

В случае клеесварного закреплени  накладок осуществл ют термический отпуск соединени  с одновременным отвержденй- ем кле  при температуре отпуска, равной 5 температуре отверждени  кле  в течение 2Д..З,5ч.In the case of adhesive bonding of the pads, the compound is thermally tempered while the adhesive is cured at the tempering temperature equal to 5, the temperature of curing of the adhesive for 2 to 3 hours, 5 hours.

Благодар  выполнению стыков накладок , в местах наиболее удаленных от зон концентрации напр жений от изгиба и кру0 чени , повышаетс  долговечность коленча-. тых валов.Это по сн ет фиг.2 и фиг.З. Как известно, на кривошип коленчатого вала воздействуют переменные нагрузки в виде изгибающего и.крут щего моментов. Макси5 мальные напр жени  от изгибных нагрузок возникают в зоне перекрыти  шатунных и коренных шеек (в зоне выполнени  лысок - фиг.2, точка а). Следовательно, стыки полукольцевых накладок должны бытьThanks to the joints of the pads, in places farthest from the concentration zones of stresses from bending and torsion, the longevity of the elbows increases. shafts. This is illustrated in FIG. 2 and FIG. As is known, the crankshaft crank is affected by variable loads in the form of bending and torsional moments. The maximum stresses from bending loads occur in the overlap area of the connecting rod and root necks (in the flange area - Fig. 2, point a). Therefore, the joints of the semicircular overlays should be

0 максимально удалены от зоны (фиг.З) соответствующей расположению точки а на фиг.2. С другой стороны максимальные напр жени  от крут щего момента возникают на кромках маслоподвод щих отверстий в0 are maximally removed from the zone (FIG. 3) corresponding to the location of point a in FIG. 2. On the other hand, maximum stresses from torque occur at the edges of the oil supply holes in

5 шейках (фиг. 3, точки Ь), от которых также должны быть максимально удаленьгстыки (лини  стыка) накладок. Поэтому оптимальное расположение стыков (фиг.З) на равном удалении от точек а и Ь. .5 necks (Fig. 3, points b), from which also should be as far away as possible the pegs (seam line) of the overlays. Therefore, the optimal location of the joints (Fig.Z) at an equal distance from points a and b. .

0 Оптимизаци  указанных в формуле соотношений между параметрами накладок и параметрами, соответствующих механически обработанных шеек вала позвол ет на.. основании результатов экспериментов.0 The optimization of the ratios specified in the formula between the parameters of the plates and the parameters corresponding to the machined shaft journals allows .. on the basis of experimental results.

5 приведенных в табл. 1-3, а также повысить долговечность коленчатых валов, примени- : тельно к случаю износа валов сверх предельных ремонтных размеров.5 are given in table. 1-3, and also increase the durability of the crankshafts, applicable-: to the case of wear of the shafts in excess of the maximum repair dimensions.

Многочисленные лабораторные испы0 тани.  показали, что дл  максимального повышени  долговечности KB, изношенных сверх предельных ремонтных размеров, и восстановленных клеевым или клеес- варнымсоединением накладок, величинуNumerous laboratory tests. showed that to maximize the durability of KB, worn beyond the maximum repair dimensions, and restored by adhesive or glue-bonded linings, the value

5 радиуса дополнительных галтелей необходимо увеличить по сравнению с рекомендуемым в прототипе г 0,5R до г (0,9...1.5)R.5, the radius of the additional fillets must be increased in comparison with the recommended in the prototype g 0.5R to g (0.9 ... 1.5) R.

Результаты испытаний приведены вTest results are given in

0 табл. 1. .0 tab. 1. .

Вы влено также, что оптимальное значение параметра а составл ет а : (0.80...1,10)R. Результаты испытаний приведены в табл. 2. .It was also found that the optimal value of the parameter a is a: (0.80 ... 1.10) R. The test results are given in table. 2..

5 Экспериментальные исследовани  показали , что оптимальное отношение толщины накладки к диаметру соответствующей шейки вала находитс  в диапазоне значений Ь /а (0,03-0,05).5 Experimental studies have shown that the optimum ratio of the thickness of the patch to the diameter of the corresponding shaft journal is in the range of b / a (0.03-0.05).

Результаты экспериментов приведены в табл. 3.The experimental results are given in table. 3.

Выполнение торцо.в накладок, примыкающих в дополнительным галтел м с про- филем, соответствующим профилю прилегающей галтели, с обеспечением необходимого оптимального зазора между ними равного обеспечить максимально возможное увеличение длины накладок при одновременном исключением трени  торцов накладок с поверхностью прилегающих галтелей .The execution of the end face in the overlays adjacent to the additional fillets with a profile corresponding to the profile of the adjacent fillet, providing the necessary optimal gap between them equal to ensure the maximum possible increase in the length of the overlays while excluding the friction of the ends of the overlays with the surface of the adjacent fillets.

Выполнение пункта 2 предложенной формулы позвол ет повысить надежность работы коленчатого вала за счет снижени  пика напр жений в опасных сечени х вала на шейках в местах их сопр жени  со щеками .The implementation of paragraph 2 of the proposed formula allows to increase the reliability of the crankshaft by reducing the peak voltage in the dangerous sections of the shaft on the necks in the places of their contact with the cheeks.

Следует добавить, что исключаютс  эффекты в виде фреттинг-коррозии в опасных сечени х за счет исключени  упругих микроперемещений полуколец относительно шеек. Это уменьшает концентрацию напр жений в галтельных переходах и повышает усталостную долговечность вала в целом. При этом, как показали испытани , максимальна  ширина лыски составл ет не менее радиуса исходной галтели. Ее глубина дл  чугунных (не закаленных валов) должна быть не менее 1/3R, а дл  стальных валов (закаленных) не более 0,10...0,20 мм. Только дл  исключени  фреттинг-коррозии в стыке между торцами полуколец и галтель- ными переходами шеек.It should be added that effects in the form of fretting corrosion in dangerous sections are excluded due to the exclusion of elastic micromotion of the half rings relative to the necks. This reduces the stress concentration in the fillet transitions and increases the fatigue life of the shaft as a whole. Moreover, as tests have shown, the maximum width of the flat is at least the radius of the original fillet. Its depth for cast iron (non-hardened shafts) should be at least 1 / 3R, and for steel shafts (hardened) no more than 0.10 ... 0.20 mm. Only to exclude fretting corrosion in the joint between the ends of the half rings and the fillet transitions of the necks.

Осуществление термического отпуска клёесварного соединени  накладок одновременно с отверждением кле  при температуре отпуска, равной температуре отверждению кле  в течение 2,5..,3,5 ч позвол ют повысить не только надежность соединени , но и производительность процесса восстановлени  в целом,Thermal tempering of the welded joint of the pads simultaneously with the curing of the adhesive at a tempering temperature equal to the curing temperature of the adhesive for 2.5 .., 3.5 hours not only improves the reliability of the connection, but also the productivity of the restoration process as a whole

Использование клеесварного соединени  накладок в отличие от прототипа, где используетс  только сварка, позвол ет гарантированно обеспечить плотное прилегание накладок к поверхности цилиндрической части шеек и в галтельных переходах, что позвол ет исключить все вышеуказанные недостатки, Св занные с неплотным прилеганием накладок в соединени х.The use of a glue-welded joint of overlays, in contrast to the prototype where only welding is used, ensures that the overlays are tight against the surface of the cylindrical part of the necks and at the fillet transitions, which eliminates all of the above-mentioned disadvantages associated with the loose fit of the overlays in the joints.

На фиг. 1 изображена шейка вала, восстановленна  клеесварным (клеевым) соединением полукольцевых накладок, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.In FIG. 1 shows a neck of a shaft restored by glue-welded (glue) connection of half-ring overlays, general view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; FIG. 3 is a section BB in FIG. 1.

Способ осуществл етс  следующим образом .The method is carried out as follows.

Шлифование шеек 1 вала дл  создани  технологического заглублени  под установку накладок производитс  отступа  от щек 2 (фиг.1) на величину а (0,8...1,1)R. Этим сохран ет исходную геометрию галтели в зоне максимальной концентрации напр жений, где зарождакж:  усталостные разрушени , не внос  в нее дополнительные концентраторы от механической обработки и не исключа  чистоту поверхности. Заглубление производ т с образованием дополнительной галтели с радиусом г (0,9-1,5)R на глубину по диаметру шейки b (0,03...0,05)R, счита  от номинального размера диаметраGrinding the shaft necks 1 to create a technological recess for installing the pads is offset from the cheeks 2 (Fig. 1) by a value (0.8 ... 1.1) R. This preserves the initial geometry of the fillet in the zone of maximum stress concentration, where the nucleation is also fatigue failure, without introducing additional concentrators from machining and without excluding the surface cleanliness. Deepening is carried out with the formation of an additional fillet with a radius r (0.9-1.5) R to a depth along the neck diameter b (0.03 ... 0.05) R, counting from the nominal diameter size

шеек вала.necks of a shaft.

Если вал уже подвергалс  до восстановг лени  перешлифовкам на ремонтные размеры , то сначала восстанавливают проектную, то есть предусмотренную чертежом, геометрию галтельного перехода, потом производ т технологическое заглубление шеек.If the shaft has already undergone resurfacing and regrinding to repair dimensions, then the design geometry, i.e. provided for by the drawing, of the fillet transition is restored, then the necks are deepened technologically.

Далее нанос т профилированные лыски в опасных сечени х вала, расположенные перпендикул рно плоскости, проход щейNext, profiled flats are applied in dangerous sections of the shaft, located perpendicular to the plane passing

через оси симметрии смежных коренных и шатунных шеек.- Основные размеры лысок применительно к чугунным (незакаленным) валам составл ют: Гл S:R;e 1/3R. Применительно , к стальным (закаленным) валамthrough the axis of symmetry of the adjacent main and connecting rods. - The main sizes of the flats in relation to cast iron (non-hardened) shafts are: Ch S: R; e 1 / 3R. Applicable to steel (hardened) shafts

размеры лысок составл ют: гл S R, е (0,03...0,04)R. При этом необходимо обес- иечить плавные переходы от щеки к лыске, На этом заканчиваетс  подготовка шеек вала под установку накладок.sizes of flats are: hl S R, e (0.03 ... 0.04) R. In this case, it is necessary to ensure smooth transitions from the cheek to the flat, This completes the preparation of the shaft necks for the installation of overlays.

Полукольцевые накладки 3 выполн ют .из листового материалаSemi-ring pads 3 are made of sheet material

Ьо b + ДB b + d

где А- припуск на обработку. Их изготавливают штамповкой с последующей сверловкой маслоподвод щих отверстий, расточкой по внутренней поверхности с плавным закруглением торцов с внутренней поверхности, обеспечением необходимой ширины полуколец и закалкой с целью обеспечени  оптимальной твердости по наружной поверхности. Длина накладки по наружной поверхности L I - 2 д, где д- зазор между торцами накладки и поверхностью прилегающих дополнительных галтелей (д 0,2,„0,3 мм).where A is the machining allowance. They are made by stamping, followed by drilling oil-supplying holes, boring along the inner surface with smooth curvature of the ends from the inner surface, providing the necessary width of the half rings and hardening in order to ensure optimal hardness on the outer surface. The length of the lining on the outer surface L I is 2 d, where d is the gap between the ends of the lining and the surface of the adjacent additional fillets (d 0.2, „0.3 mm).

Далее полукольца 3 по внутренней поверхности и шейки вала подвергаютс  очистке и обезжириванию. На подготовленные поверхности нанос т слой кле  4 и произво5 д т сборку соединений с использованием специальных струбцин. После этого при необходимости , производ т приварку накладок продольными швами 5 к шейкам и между собой.Next, the half rings 3 along the inner surface and the shaft journal are cleaned and degreased. An adhesive layer 4 is applied to the prepared surfaces and joints are assembled using special clamps. After that, if necessary, the plates are welded with longitudinal seams 5 to the necks and between each other.

II

I Отверждение кле  4 ведут в печи с одновременным отпуском при температуре 250...300°С, равной температуре отверждени  кле  (клей берут из класса клеев гор чего; отверждени ).I The curing of adhesive 4 is carried out in a furnace with simultaneous tempering at a temperature of 250 ... 300 ° C equal to the temperature of the adhesive curing (the adhesive is taken from the class of hot adhesives; curing).

Пример. Восстановление шатунных шеек коленчатого вала двигател  ЗМЗ-53 из ковкого чугуна ВЧ-50 (d 60 мм - диаметр шейки вала, R 2 мм (радиус исходной галтели ). Example. Restoration of the crankpins of the crankshaft of the ZMZ-53 engine from ductile iron VCh-50 (d 60 mm - diameter of the shaft journal, R 2 mm (radius of the original fillet).

1 Шлифование шеек вала дл  создани  технологического заглублени  производитс  отступа  от щек на величину а 1,6 мм, чтф составл ет 0,8 R.1 The grinding of the neck of the shaft to create a technological deepening is offset from the cheeks by a value of 1.6 mm, which is 0.8 R.

Заглубление производ т с образованием дополнительной галтели радиусом г 2 мм (R г), на глубину b 2 мм по диаметру ше йки вала, счита  от номинального размера что:составл ет при d 60 мм; b/d 0,033. Профилированные лыски выполн ютс  профильной цилиндрической фрезой с обеспечением радиуса лыски гл 3мм; а глубины лырки I 1 мм, что составл ет I 1 /2 R. Полукольцевые накладки изготавливаютс  штЬмповкой из листового материала толщиной bo 2,2 мм с припуском на окончательную обработку А 0,2 мм. Далее производ тс  сверление маслоподвод щих отверстий, расточка полукольцевых накла- док1 в специальном патроне по внутренней сто ронё поверхности до толщины b 2 мм, плавное закругление торцов накладок, прилегающих к дополнительным галтел м с профилем, соответствующим профилю дополнительной галтели, выдержива  ширину наружной поверхности полукольца, равную L .1 - 2 д. Дл  рассматриваемого частногоDeepening is carried out with the formation of an additional fillet with a radius of r 2 mm (R g), to a depth of b 2 mm in diameter of the journal of the shaft, counting from the nominal size, which is: at d 60 mm; b / d 0.033. Profiled flats are made with a cylindrical profile cutter with a flat radius of 3 mm; and the depth of the hole is I 1 mm, which is I 1/2 R. Semi-ring pads are made by stamping from sheet material with a thickness of bo 2.2 mm with a finishing allowance A of 0.2 mm. Then, oil-supplying holes are drilled, half-ring overlays are bored1 in a special chuck along the inner side of the surface to a thickness of b 2 mm, the ends of the overlays adjacent to the additional fillets are smoothly curved, with a profile corresponding to the profile of the additional fillet, keeping the width of the outer surface of the half ring equal to L .1 - 2 d. For the particular

случа  L 26,2 ± 0,1 мм. При этом обеспечиваетс  средний зазор 6 0,2 мм между торцом накладки и поверхностью галтель- ного перехода. После соответствующейcase L 26.2 ± 0.1 mm. This provides an average clearance of 6 0.2 mm between the end face of the patch and the surface of the fillet transition. After appropriate

подготовки накладок производ т их приклеивание к шейкам. Далее накладки дополнительно креп т к шейгмм и между совой продольными сварными ивами по стыклм дл  сохранени  в зоне предельных стыковthe preparation of the plates makes them glued to the necks. Further, the overlays are additionally attached to the sheigmm and between the owl along the longitudinal welded willows along the joints to preserve the limit joints in the zone

необходимого уровн  износостойкости близкого к уровню износостойкости поверхности накладок.the required level of wear resistance close to the level of wear resistance of the surface of the pads.

При отказе от использовани  сварки испытывались соединени , га которых послеWhen refusing to use welding, compounds were tested whose ha after

отверждени  кле  производилась расчистка стыков от наплывов кле  (механическа  разделка ) с последующим внесением в зону стыков антифрикционной износостойкой композиции, например на базе анаэробныхthe curing of the glue, the joints were cleared from the glue gaps (mechanical cutting) with the subsequent introduction of an antifriction wear-resistant composition into the joint zone, for example, based on anaerobic

материалов (клеев) и т.д., с наполнител ми в виде медных, железных и алюминиевых порошков.materials (glues), etc., with fillers in the form of copper, iron and aluminum powders.

Отверждение кле  ведут в печи с одновременным отпуском при температуреCuring of the glue is carried out in a furnace with simultaneous tempering at a temperature

250..,300°С, равной температуре отвержде- ни  кле . Клей выбирают из класса клеев гор чего отверждени . После отверждени  кле  производ т окончателную механическую обработку шлифование шеек в номинальный размер.250 .., 300 ° С, equal to the temperature of curing the adhesive. The adhesive is selected from the class of hot cured adhesives. After the adhesive has cured, the necks are final machined to a nominal size.

Восстановление коренных шеек коленчатых валов производитс  аналогично.The restoration of the crankshaft main journals is similar.

Коленчатые валы, восстановленные предлагаемым способом, обладают в дваThe crankshafts restored by the proposed method have two

раза большей усталостной долпвечностью по сравнению с коленчатыми i лами, восстановленными по способу-прот.типу.times fatigue durability in comparison with cranked i-lami, restored by the method prot prototype.

Claims (4)

Формула и з о е т е н и   1. Способ восстановлени  коленчатых валов, изношенных сверх предельных ремонтных размеров, при котором осуществл ют механическую обработку шеек с технологическим заглублением в тело восстанавливаемой поверхности с одновременной обработкой дополнительных галтелей,  вл ющихс  продолжением обработанной цилиндрической поверхности, за- крепление на обработанных шейках полукольцевых накладок, с последующим шлифованием в номинальный размер, о т- л и ч а ю щи и с   тем, что, с целью повышени  долговечности коленчатых валов, восстанавливаемых клеевым или кле есварным соединением полукольцевых накладок, стыки последних размещают с местах наиболее удаленных от зон концентрации напр жений от изгиба и кручени , а торцы накладок выполн ют с профилем, соответствующим профилю прилегающей дополнительной галтели, причем параметры каждой наклад- ки наход тс  с параметрами соответствующем механически обработанной шейки вала в следующих соотношени х:Formula and Notices 1. A method for restoring crankshafts worn beyond the maximum repair dimensions, in which the necks are machined with technological penetration into the body of the surface being restored with the simultaneous processing of additional fillets, which are a continuation of the machined cylindrical surface, for - fastening on machined necks of semicircular linings, with subsequent grinding to a nominal size, with a lt; and so on, so that, in order to increase the durability of the crankshaft shafts restored by gluing or gluing the semicircular overlays, the joints of the latter are placed at the locations of the most distant stress concentration zones from bending and torsion, and the ends of the overlays are made with a profile corresponding to the profile of the adjacent additional fillet, and the parameters of each overlay are with the parameters corresponding to the machined shaft journal in the following ratios: a (0,0-1,1)R, r«(0,9-1.5)R;a (0.0-1.1) R, r "(0.9-1.5) R; b/d 0,03-0,05,b / d 0.03-0.05, где d - диаметр соответствующей шейки вала;where d is the diameter of the corresponding shaft journal; I -длина механически обработанной части шейки под установку накладок;I is the length of the machined part of the neck for the installation of pads; R - радиус исходной необработанной галтели;. .R is the radius of the original untreated fillet ;. . г-радиус дополнительной галтели после механической обработки шейки;r-radius of the additional fillet after machining the neck; а - рассто ние начала дополнительной галтели на исходном галтельном переходе от соответствующего кра  шейки;a - distance of the beginning of the additional fillet at the initial fillet transition from the corresponding edge of the neck; b -толщина накладки после окончательной механической обработки;b is the thickness of the lining after the final machining; I - ширина наружной поверхности накладки; ...-.. ... ;I is the width of the outer surface of the lining; ...- .. ...; 6 - зазор между торцом накладки и поверхностью прилегающей дополнительной галтели.6 - the gap between the end face of the lining and the surface of the adjacent additional fillet. 2. Способ по п.1, от л ичающийс  тем, что на шейках в местах их сопр жени  со щеками выполн ют профилированные2. The method according to claim 1, characterized in that on the necks in the places of their mating with the cheeks, profiled Усталостна  прочность по сравнению с исходной, прин той за 100%Fatigue strength compared to the original, accepted for 100% Ниже на 10-25%10-25% lower Сохран етс  100%100% saved Рост на 15%15% increase П р им е ч а н и е. Испытани  проведены при ,9R; 6 - 0.4 d.NOTE Tests were carried out at 9R; 6 - 0.4 d. Примечание. Испытани  проведены при ,04dNote. Tested at 04d 00 55 лыски, расположенные перпендикул рно плоскости, проход щей через оси симметрии смежных коренных и шатунных шеек.flats located perpendicular to the plane passing through the axis of symmetry of the adjacent main and connecting rod necks. 3. Способ по п.1, отл и ч а ю щ и йс   тем, что после отверждени  кле  в соединении производ т механическую разделку стыков полукольцевых накладок, внесение в разделку износостойкой композиции с последующим ее отверждением.3. The method according to claim 1, wherein the adhesive in the joint is cured, the joints of the semicircular overlays are mechanically cut, the wear-resistant composition is added to the cut, followed by curing. 4. Способ по п.1, отл и ч а ю щ и и с   тем, что в случае клеёсварного закреплени  накладок осуществл ют термический отпуск соединени  с одновременным отверждением кле  при температуре отпуска, равной : температуре отверждени  кле  в течение 2,5-3,5 ч. 4. The method according to claim 1, with the exception that in the case of adhesive bonding of the pads, the compound is thermally tempered while the adhesive is cured at a tempering temperature equal to: adhesive curing temperature for 2.5-3 5 hours Таблица 1Table 1 Прочность сцеплени Grip strength Достаточна Enough Наблюдаетс  снижениеThere is a decrease Таблица 2table 2 Показатели изностойкости, задиростойкости и усталост- ной прочности соединени Indicators of wear resistance, scoring resistance and fatigue strength of the joint ,03d, 03d ,03d ,04d ,05d ,05d, 03d, 04d, 05d, 05d Возникают остаточные напр жени  в накладках, ведущие к росту волнистости наружной поверхности и как следствие, к снижению изностойкости и задиростойкости Все показатели удовлетвор ют требовани мResidual stresses arise in the plates, leading to an increase in the waviness of the outer surface and, as a result, to a decrease in wear resistance and scoring resistance. All indicators satisfy the requirements Снижаетс  усталостна  прочностьFatigue strength is reduced. Приме ч а И и е. Испытани  проведены при ,30R,Note I and e. Tests carried out at, 30R, Та б л и ц а . 3Tabl. 3 Снижаетс  усталостна  прочностьFatigue strength is reduced.
SU914933654A 1991-04-30 1991-04-30 Method of reconditioning crankshafts RU1792817C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914933654A RU1792817C (en) 1991-04-30 1991-04-30 Method of reconditioning crankshafts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914933654A RU1792817C (en) 1991-04-30 1991-04-30 Method of reconditioning crankshafts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1792817C true RU1792817C (en) 1993-02-07

Family

ID=21573124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914933654A RU1792817C (en) 1991-04-30 1991-04-30 Method of reconditioning crankshafts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1792817C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1442355. кл. В 23 Р 6/00, 1986. (54 СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4784574A (en) Turbine rotor units and method of producing the same
US9015939B2 (en) Method for increasing the strength of components
US4980241A (en) Foil insert in a joint between machine components
JPH05501755A (en) Joining cylindrical parts finished to finished dimensions
US5737975A (en) Built-up camshaft having induction-hardened cams and method of inductively hardening the cams
EP0197694B1 (en) A metal-ceramic combination
EP1450008B1 (en) Automobile engine valve mechanism system shim and lifter, and combination of these and cam shaft
RU2420386C2 (en) Method of shaft recovery
US5265566A (en) Assembled seal disc for a crankshaft
RU1792817C (en) Method of reconditioning crankshafts
US20070245558A1 (en) Method for linking elements to hollow shafts, preferably for producing camshafts, and resulting camshaft
Wulpi Failures of shafts
US6006429A (en) Method of inductively hardening the cams of a camshaft
US4161321A (en) Piston ring and method of manufacture
RU2235009C2 (en) Method for restoring crankshaft and restored crankshaft
RU2319592C2 (en) Shaft restoring method
WO2010104448A1 (en) A roller comprising a drive shaft and a roller ring, as well as a method for assembling such a roller
US20020157500A1 (en) Built-up camshaft
Wang et al. Wear mechanisms of valve seat and insert in heavy duty diesel engine
RU2007287C1 (en) Method for reclaiming crankpins
RU2337802C2 (en) Shaft recostruction method
US8677620B2 (en) Method for linking elements to hollow shafts, preferably for producing camshafts, and resulting camshaft
RU2296660C1 (en) Method of repairing seats for roller bearings
RU2158191C1 (en) Method for repairing induction hardened crank shafts of internal combustion engine
RU2106547C1 (en) Crankshaft and method of its manufacture