RU2675868C1 - Способ ремонта упрочнённых индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания - Google Patents
Способ ремонта упрочнённых индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2675868C1 RU2675868C1 RU2017142233A RU2017142233A RU2675868C1 RU 2675868 C1 RU2675868 C1 RU 2675868C1 RU 2017142233 A RU2017142233 A RU 2017142233A RU 2017142233 A RU2017142233 A RU 2017142233A RU 2675868 C1 RU2675868 C1 RU 2675868C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- necks
- crankshafts
- hardened
- temperature
- crankshaft
- Prior art date
Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 claims abstract description 27
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000005256 carbonitriding Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 102220057728 rs151235720 Human genes 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60S5/00—Servicing, maintaining, repairing, or refitting of vehicles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ремонтному производству и может быть использовано при ремонте упрочненных индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, например двигателей КАМАЗ. Способ включает стабилизирующий объемный отпуск коленчатого вала, шлифовку шеек на ремонтные размеры, упрочнение вала низкотемпературной химико-термической обработкой и финишную обработку шеек, стабилизирующий объемный отпуск осуществляют в азотной атмосфере при температуре 500±10°С в течение 5 часов до получения твердости оставшегося упрочненного индукционной закалкой слоя 37-45HRC, а упрочнение вала осуществляют ионным азотированием при температуре 450±10°С в течение 36 часов. Изобретение позволяет в сочетании с низкотемпературной химико-термической обработкой после шлифовки шеек на ремонтные размеры повысить усталостную прочность и износостойкость отремонтированных коленчатых валов. 2 ил.
Description
Изобретение относится к ремонтному производству и может быть использовано при ремонте упрочненных индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, например, двигателей КАМАЗ.
Известна конструкция коленчатого вала, у которого на шейке на всей ее длине выполнен паз, в который уложена вставка, имеющая форму полуцилиндра. При этом шейка коленчатого вала и вставка по всей их длине охвачены разрезной втулкой, концы которой соединены со вставкой и между собой посредством сварных швов. При ремонте коленчатых валов замене подлежат только разрезные втулки и вставка. Недостатком такого решения является высокая трудоемкость, вызванная необходимостью изготовления разрезных втулок, выполнение паза на шейке вала, а также высокая концентрация напряжений в местах изменения сечений и в сварных швах, приводящая к снижению прочности коленчатого вала (SU 1812353 А1, 30.04.1993 F16C 3/06).
Известен способ ремонта шеек коленчатого вала, заключающийся в том, что производят исправление геометрии изношенной шейки путем ее механической обработки до выведения следов износа. Затем на подготовленную поверхность шейки устанавливают кольцевую ленточную накладку, на внутреннюю поверхность которой нанесен слой пастообразного припоя. Накладка фиксируется с помощью контактно-точечной импульсной пайки. Затем на поверхность накладки, которую предварительно обрабатывают для снятия неровностей, устанавливают дополнительную кольцевую ленточную накладку с пастообразным припоем на внутренней поверхности. После установки этой накладки ее фиксируют контактно-точечной импульсной пайкой. При необходимости может быть использовано несколько дополнительных кольцевых ленточных накладок, причем суммарную толщину основной и дополнительных накладок выбирают из условия доведения диаметра изношенной шейки до номинального размера (RU 2074802 С1, 10.03.1997, В23Р 6/00). Недостатками такого способа ремонта являются высокая трудоемкость, вызванная необходимостью изготовления нескольких ленточных накладок со слоем припоя, их неоднократной пайкой и механической обработкой, а также высокая концентрация напряжений в местах изменения сечений и в местах пайки, приводящая к снижению прочности коленчатого вала. Кроме того, пайка не является надежным способом фиксации и для высокофорсированных дизельных двигателей не обеспечивает необходимой надежности и долговечности.
Известен способ ремонта упрочненных индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, включающий шлифовку шеек на установленные ремонтные размеры с последующей финишной обработкой, например, суперфинишированием или полировкой и др. (см. Ремонт двигателей ЯМЗ, Москва, Транспорт, 1974, с. 21, 30). Недостатком такого способа ремонта является то, что при шлифовке шеек уменьшается износостойкость и прочность коленчатых валов, что не позволяет восстановить значительную часть коленчатых валов и они отправляются в металлолом.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ ремонта упрочненных индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, включающий стабилизирующий объемный отпуск коленчатых валов для обеспечения перехода материала оставшегося упрочненного индукционной закалкой слоя в состояние основной структуры, шлифовку шеек на ремонтные размеры, а после шлифовки шеек упрочнение азотированием или карбонитрированием с последующей финишной обработкой (RU 2158191 С1, 2000.10.27, 7 В23Р 6/00, B60S 5/00).
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи продления срока службы коленчатых валов при обеспечении высокой надежности. Данный технический результат достигается тем, что стабилизирующий объемный отпуск не переводит материал оставшегося упрочненного индукционной закалкой слоя в состояние основной структуры, а преобразует его в состояние, исключающее появление на коленчатых валах трещин и обеспечивающее допуски на размеры. Преобразованный материал оставшегося упрочненного индукционной закалкой слоя по сравнению с основной структурой коленчатого вала имеет повышенную твердость, что позволяет увеличить прочность коленчатых валов и увеличить твердость шеек после низкотемпературной химико-термической обработки. Последнее повышает износостойкость коленчатого вала.
Способ ремонта упрочненных индукционной закалкой коленчатых валов по заявляемому изобретению осуществляется следующим образом: коленчатый вал, подлежащий восстановлению, сначала подвергают стабилизирующему объемному отпуску, обеспечивающему преобразование материала оставшегося упрочненного индукционной закалкой слоя в состояние, исключающее появление на коленчатых валах трещин и обеспечивающее допуски на размеры, затем шейки вала шлифуют на ремонтные размеры, после чего вал упрочняют низкотемпературной химико-термической обработкой (азотированием, ионным азотированием, католитическим азотированием, карбонитрированием, оксикарбонитрированием и др.) и подвергают финишной обработке (суперфинишированием, полировкой и др.)
Конкретное выполнение заявляемого способа ремонта упрочненных индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания показано на примере коленчатого вала двигателя КАМАЗ.
Заявляемый способ поясняется чертежами на фиг. 1 и фиг. 2, где показаны позициями:
1 - фрагмент коленчатого вала;
2 - коренная шейка;
3 - шатунная шейка;
4 - щека коленчатого вала;
5 - галтель на переходе коренной шейки в щеку;
6 - галтель на переходе шатунной шейки в щеку;
7 - торец коренной шейки;
8 - торец шатунной шейки;
9 - упрочненный индукционной закалкой слой, оставшийся после шлифовки на ремонтный размер;
10 - слой, упрочненный низкотемпературной химико-термической обработкой.
Коленчатый вал двигателя КАМАЗ изготовлен из стали 42ХМФА следующего химического состава, %: углерод 0,40-0,45; ванадий 0,08-0,12; марганец 0,50-0,80; кремний 0,17-0,37; хром 1,0-1,3; молибден 0,35-0,45.
Твердость основной структуры коленчатого вала 248-286 НВ.
Глубина упрочненного индукционной закалкой слоя на шейках коленчатого вала номинального размера составляет 2,5-5,5 мм, твердость 52-62 HRC.
Сначала коленчатый вал подвергается стабилизирующему объемному отпуску в азотной атмосфере при температуре 500±10°С в течение 5 часов. Твердость оставшегося упрочненного индукционной закалкой слоя после стабилизирующего объемного отпуска 37-45 HRC.
Затем коленчатый вал подвергается шлифовке шеек на ремонтные размеры, упрочнению ионным азотированием при температуре 450±10°С в течение 36 часов и финишной обработке суперфинишированием и полировкой шеек. После ионного азотирования твердость на поверхности шеек отремонтированного коленчатого вала составляет около 800 HV0,3.
Проведенными работами было установлено, что способ ремонта по заявляемому изобретению обеспечивает исключение появления на коленчатых валах трещин и установленные допуски на размеры. При этом по сравнению с прототипом отремонтированные коленчатые валы имеют выше усталостную прочность на изгиб и кручение соответственно на 42% и 20% и уменьшенный износ при работе на двигателе на 38-63%.
На двигатели КАМАЗ такие коленчатые валы устанавливают в комплекте с ремонтными вкладышами.
Заявляемый способ ремонта можно реализовать в условиях современного производства с использованием стандартного оборудования.
Claims (1)
- Способ ремонта упрочненного индукционной закалкой коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, включающий стабилизирующий объемный отпуск коленчатого вала, шлифовку шеек на ремонтные размеры, упрочнение вала низкотемпературной химико-термической обработкой и финишную обработку шеек, отличающийся тем, что стабилизирующий объемный отпуск осуществляют в азотной атмосфере при температуре 500±10°С в течение 5 часов до получения твердости оставшегося упрочненного индукционной закалкой слоя 37-45HRC, а упрочнение вала осуществляют ионным азотированием при температуре 450±10°С в течение 36 часов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142233A RU2675868C1 (ru) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | Способ ремонта упрочнённых индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017142233A RU2675868C1 (ru) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | Способ ремонта упрочнённых индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2675868C1 true RU2675868C1 (ru) | 2018-12-25 |
Family
ID=64753613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017142233A RU2675868C1 (ru) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | Способ ремонта упрочнённых индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2675868C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3419949A (en) * | 1966-12-14 | 1969-01-07 | Robert L. Huebner | Method of reconditioning crankshafts, camshafts, and the like |
| DE2605841A1 (de) * | 1975-02-13 | 1976-08-19 | Donald Kenneth Healey | Verfahren zum ausbessern abgenutzter oder beschaedigter wellen |
| SU1722765A1 (ru) * | 1990-01-23 | 1992-03-30 | Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт | Способ восстановлени коленчатого вала |
| RU2074802C1 (ru) * | 1994-06-28 | 1997-03-10 | Леонард Брониславович Рогинский | Способ ремонта шеек коленчатого вала |
| RU2158191C1 (ru) * | 1999-07-22 | 2000-10-27 | Открытое акционерное общество "КАМАЗ" | Способ ремонта упрочненных индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания |
-
2017
- 2017-12-04 RU RU2017142233A patent/RU2675868C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3419949A (en) * | 1966-12-14 | 1969-01-07 | Robert L. Huebner | Method of reconditioning crankshafts, camshafts, and the like |
| DE2605841A1 (de) * | 1975-02-13 | 1976-08-19 | Donald Kenneth Healey | Verfahren zum ausbessern abgenutzter oder beschaedigter wellen |
| SU1722765A1 (ru) * | 1990-01-23 | 1992-03-30 | Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт | Способ восстановлени коленчатого вала |
| RU2074802C1 (ru) * | 1994-06-28 | 1997-03-10 | Леонард Брониславович Рогинский | Способ ремонта шеек коленчатого вала |
| RU2158191C1 (ru) * | 1999-07-22 | 2000-10-27 | Открытое акционерное общество "КАМАЗ" | Способ ремонта упрочненных индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7249638B2 (en) | Impact wrench anvil and method of forming an impact wrench anvil | |
| CN103124841A (zh) | 用于内燃机的活塞以及活塞的制造方法 | |
| US5737975A (en) | Built-up camshaft having induction-hardened cams and method of inductively hardening the cams | |
| EP1462669A3 (en) | Rolling bearings | |
| CN101724808B (zh) | 高碳铬轴承钢制轴承套圈表面渗碳处理方法 | |
| US20100083791A1 (en) | Crank drive | |
| US8393800B2 (en) | Needle roller bearing and crankshaft support structure | |
| RU2675868C1 (ru) | Способ ремонта упрочнённых индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания | |
| JPS60188661A (ja) | ピストンリング | |
| Michalski et al. | An experimental study of diesel engine cam and follower wear with particular reference to the properties of the materials | |
| RU2158191C1 (ru) | Способ ремонта упрочненных индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания | |
| RU2487002C2 (ru) | Способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания | |
| WO2005042931A1 (ja) | カムシャフトの製造方法、カムシャフト及びこれに用いるカムロブ材 | |
| JPH05195070A (ja) | 軸受部品の製造方法 | |
| JPH05195069A (ja) | 軸受部品の製造方法 | |
| JP2020528526A (ja) | ショートピーニングされたなじみ層を備えるピストンリング、並びにその製造方法 | |
| US20150107072A1 (en) | Fatigue resistant turbine through bolt | |
| US20100126638A1 (en) | Method for producing a crankshaft, in particular for diesel engines | |
| JP2009228829A (ja) | 軸棒の製造方法、軸受の製造方法、軸棒および軸受 | |
| RU2235009C2 (ru) | Способ восстановления коленчатого вала и коленчатый вал | |
| EP2463391A1 (en) | Induction hardened component containing a hole which is unhardened. | |
| AU2014401013A1 (en) | Anti-galling method for treating materials | |
| RU2080230C1 (ru) | Способ дагиса восстановления изношенных шеек валов | |
| RU2673900C1 (ru) | Способ ремонта упрочненных индукционной закалкой коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания | |
| US20210404512A1 (en) | Crankshaft |