SU1157094A1 - Способ местной поверхностной закалки коленчатых валов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ МЕСТНОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЗАКАЛКИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ,включающий закалку участков щек в виде дугообразных полос, рассто ние между которыми Составл ет 0,9-1,0 диаметра коренной шейки и которые отсто т от коренной и шатунной шеек на рассто нии 0,5-1,О радиуса галтели , отличающийс  тем, что, с целью расширени  номенклатуры обрабатываемых деталей и удешевлени  продукции, закалке подвергают участки, расположенные симметрично линии, перпендикул рной оси щеки и проход щей через середину- перекрыти  шеек, а их длкну L определ ют по формуле (.R-), где R - радиус кривошипа; л - перекрытие шеек , - коэффициент, равный 0,280 ,009л. (Л

Description

ел ч

о

IUD « . Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  упрочнени  коленчатых валов дв гателей внутреннего сгорани . Известен способ местной поверхностной закалки коленчатых валов, включающий закалку участков щек дл ной более радиуса кривошипа, отсто щих от шеек на рассто нии более двух радиусов галтели. Недостатком данного способа  вл етс  то, что он не пригоден дл  закалки щек коленчатого вала формированных двигателей ввиду тог что при возрастании нагрузки при форсировании возникающа  усталостна  трещина уменьшает жесткость ва более чем на 10%, и происходит разрушение коленчатого вала. Значи тельные деформации возникают из-за больших закаливаемых поверхностей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  способ местной поверхностной закалки коле чатых валов включающий закалку уча ков щек в виде дугообразных полос длиной более радиуса кривошипа, отсто щих от коренных и шатунных шеек на рассто нии 0,5-1,0 радиуса галтели, причем рассто ние между закаленными участками составл ет 0,9-1,О диаметра коренной шейки. Обеспечение указанных параметров закаливаемых участков щек необходимо дл  повышени  сопротивлени  усталости и жесткости коленчатого вала при работе со стабилизированной трещиной. Трещина усталости в коленчатом вале зарождаетс  в галтел х коренной шш шатунной шеек, при развитии огибает шейку по галтели (стрела огибани  примерно равна величине перекрыти  шеек) после чего развиваетс  параллельно линии, перпендикул рной оси щеки и проход щей через середину перекрыти  шеек, пока не достигнет закаленного участка, где происходит ее стабилизаци . Недостатком последнего способа (признак более радиуса кривошипа )  вл етс  закалка участков щек не участвзпощих в процессе стабилизации усталостной трещины (участки на концах дугообразных полос). Наг рев этих участков приводит к излишнему расходу электрознергии. Кроме этого, у некоторых типов коленчатых валов, в частности четырехцилиндровых р дных двигателей, Динамическа  балансировка производитс  с помощью съема части металла со щек после полной обработки коленчатого вала (в том числе и после операции закалки щек). Частично съем металла может производитс  и с закаленного участка, что приводит к повьш1енному износу режущего инструмента (фрезы)j примен емого дл  балансировки. Цель изобретени  - расширение номенклатуры обрабатьгоаемых деталей и удешевление продукции. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу местной поверхностной закалки коленчатых валов, включающему закалку участков щек в виде дугообразных полос, рассто ние между которыми составл ет 0,,0 диаметра коренной шейки , и которые отсто т от коренной И шатунной шеек на рассто нии 0,51 ,0 радиуса галтели, закалке подвергают участки, расположенные симметрично линии, перпендикул рной оси щеки и проход щей через середину перекрыти  шеек, а их длину определ ют по формуле L.R-fc(R-u) , где R - радиус кривошипа} д - перекрытие шеек, k - козффициент,определ емьй из вьфажени  К 0,28-0,009 Л. При закалке участков щек коленчатых валов указаннь&1 способом длина закаливаемых участков получаетс  менее радиуса кривошипа, поэтому необходимо их расположение йа щеке симметрично линии, проход щей через середину перекрыти  и перпендикул рной оси щеки с тем, чтобы стабилизировать усталостную трещину. При определении длины закаливаемых участков по приведенной формуле с увеличением величины перекрыти  увеличиваетс  длина закаливаемого участка, остава сь при этом менее радиуса кривошипа, что дает возможность нар ду с успешной стабилизацией усталостной трепрны оставл ть незакаленными участки, служащие дл  динамической балансировки коленчатых валов. На чертеже показана щека коленчатого вала с закаленными предлагав мым способом участками. Закаленные участки 1 расположены симметрично линии 2, перпендикул рной оси щеки 3, и проход щей через середину перекрыти  шеек и j а их длина L определ етс  по формуле U R-1(R-4), гдеR - радиус кривошипа , К 0,28-0,009 Д- коэффициент, завис щий от величины перекрыти . Участки 4 служат дл  съема металла щ)и динамической балансировке коленчатого вала. Пример осуществлени  способа. Провод т закалку щек коленчатых валов двигателей Д-240 Минского моторного завода с помощью специального индуктора-спрейера, рабочий виток которого изготовлен таким образом, что он точно воспроизводит конфигурацию закаливаемого участка . ЗакаЛку провод т с помощью ламп вого генератора ТВЧ ЛПЗ-67М мощност 63 кВт и частотой тока 66 кГц. Получаема  конфигураци  закаливаемых участков дает возможность проводить динамическую балансировку валов без сн ти  закаленного металла ( участки 4), что. значительно расшир ет номенклатуру обрабатываемых коленчатых валов. Расход электроэнергии на зак&лку и необходимое врем  обработки по известному способу и предлагаемому представлены в табл.1. Данные о прочности обработанных коленчатых валов по известному и предлагаемому способам представлены в табл.2. База испытаний валов составл ла 10 циклов нагружени . Результаты испытаний оценивались по предельному изгибающему моменту. Из табл.1 и 2 следует, что предлагаемое техническое решение поз вол ет значительно сократить расход электроэнергии и времени обработки , что способствует удешевлению продукции с сохранейием прочностных свойств коленчатых валов. Таким образом, применение предлагаемого способа термической обработки коленчатых валов дает возможность расширить номенклатуру - брабатываемьгх деталей, в том числе и валов, у которых динамическа  балансировка осуществл етс  путем сн ти  части металла со щеки, а также удешевить продукцию благодар  снижению расхода электроэнергии и износа режущего инструмента при динамической балансировке валов.

45-50 Известный 30-35 Предлагаемый

Таблица 1 0,14-0,16 1,1-1,3 1,7 0,09-0,10 0,7-0,8 1,3

Claims (1)

1. СПОСОБ МЕСТНОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЗАКАЛКИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ,включающий закалку участков щек в виде дугообразных полос, расстояние между которыми составляет 0,9-1,0 диаметра коренной шейки и которые отстоят от коренной и шатунной шеек на расстоянии 0,5-1,0 радиуса галтели, отличающийся тем, что, с целью расширения номенклатуры обрабатываемых деталей и удешевления продукции, закалке подвергают участки, расположенные симметрично линии, перпендикулярной оси щеки и проходящей через середину- перекрытия шеек, а их длину L определяют по формуле t=R-k(R-2J), где R - радиус кривошипа;

   Д- перекрытие шеек;

   Ίί- коэффициент, равный 0,280.009Д.