SU812839A1 - Способ местной поверхностной закалкиКОлЕНчАТыХ ВАлОВ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к термообработке , в частности к способам местной поверхностной закалки коленчатых валов, и может быть использовано дл  коленчатых валов автотракторных двигателей внутреннего сгорани .

Известен способ поверхностной закалки коленчатых валов, включающий индукционную закалку шеек и галтелей ll .

Недостаток этого способа - непригодность при закалке плоских поверхностей, например щек коленчатого вала.

Известен способ местной поверхностной закалки коленчатых валов, включающий индукционную поверхностную закалку шеек и участков плоское тей щек между коренными шейками, отавл   незакаленными галтели от щеек к щекам. При этом закалку участков щек между коренными и шатунными шейками производ т в зоне, отсто щей от шеек на рассто нии не менее двух радиусов галтели и на длине не менее радиуса кривошипа, При работе коленчатого вала с закаленными по данному способу щеками в галтел х по вл ютс  усталостные трещины, однако разрушени  не происходит, так как закаленные слои не дают возможности распростране«ию усталостной трещины - она стабилизируетс . Причем жесткость коленчатого вала снижаетс  незначительно {2.

Однако данный способ непригоден дл  закалки щек коленчатого вала форсированных двигателей ввиду того,

0 что при возрастании нагрузки при форсировании возникающа  усталостна  трещина уменьшает жесткость вала более чем на 10%, что не дает возможности ее стабилизации- происходит 5 разрушение коленчатого вала; значительные деформации возникают из-за больших закаливаемых поверхностей.

Цель изобретени  - повышение сопротивлени  усталости и жесткости коленчатого вала при работе со стабилизированной трещиной.

Поставленна  иель достигаетс  тем, что индукционной закалке подвергают 5 участки щек длиной более радиуса кривошипа, отсто щее от коренной и шатунной шеек на рассто нии 0,5-1,0 радиуса галтели, причем рассто ние между закаленнымиУчастками составл ет 0,9-1,0 диаметра коренной шейки и имеет наименьшее значение на уровне перекрыти  шеек.

KpOMte этого,, с целью уменьшени  деформации коленчатого вала в резултате закалки щек закаленные участки имеют форму дугообразных полос.

Пример. Провод т закалку ще коленчатых валов двигателей Д-240 (форсированный вариант двигател  Д-50) на различных режимах закалки. Эффективность закалки оцениваетс  по результатс м усталостных испытаний при симметричном изгибе колена на fiase 10 циклов на специально разработанном и изготовленном стенде . Вид нагружени  выбран исход  из того/ что в эксплуатации более 80% поломок коленчатых валов происходит по щекам от напр жений изгиба. Результаты испытаний оцениваютс  по предельному изгибающему моменту. Выбор режима, закалки иллюстрируетс табл. 1.

Из данных табл. 1 видно, что оптимальным режимом закалки  вл етс  врем  нагрева одной щеки 22 с, врем  охлаждени  10,5 с. Закалка щек по этому режиму позвол ет дости оптимальной глубины закаленных слоев 3-5 мм при твердости 52-55 НРС и микроструктурой закаленных слоев в виде мелко и среднеигольчатого мартенсита.

После определени  оптимального режима закалки щек производитс  исследование вли ни  различных вариантов закалки на сопротивление усталости коленчатых валов { табл. 2).

Из приведенных данных видно, что оптимальными  вл ютс  следующие параметры закаливаемых участков щек: рассто ние дугообразных полос от шеек 0,5/1,0 радиуса галтели; рассто ние между дугообразными полосами на уровне перекрыти  щеек 0,9-1,0 ,аиаметра коренной шейки.

Кроме этого, исследовано вли ние видазакаливаемых участков на величину деформации коленчатого вала (табл. 3).

Исследовани , проведенные с целью определени  предельного изгибающего момента, при котором происходит стабилизаци  трещины дл  двух вариантов закалки щек, представлены в т а бл . 4 .

Таблица

Рассто ние дугообразных полос закалки от шеек

0,5

0,8

1,0

1,5

Т а

лица

20500 20500 20000 18500

Измененные величины размерных параметров зоны закалки испытаний число

2,0

2,5

Рассто ние между .дугообразными полоса на уровне перекрыти  шеек

0,9

1.0

1.1

1.2

римечание: Испытани  валов с измененВид закаливаемых . Величина деучастков формации коСплошной нагрев

всего участка

щеки0,22-0,29

Дугообразна 

полоса.0,08-0,14

,„ - ,п ц. j..-n, mjf,fT, т-- - - - - -

Предельный Уменьшение жесткости коленчатого изгибгиощий вала, % от первоначешьной момент,

кг/см Предлагаемый способ Известный

17000 18000 20000

8128396

Продолжение табл, 2

Предельный изгибающий момент, кг/см

17500 17000

20500 20000 19000 17500 ной величиной одного из размерных параметров полосы закалки выполн ютс  при условии посто нства остальных параметров:г - радиус голтели; d - диаметр коренной шейки.

Таблица 3 ленчатого вала в резуль; тате закалки щек, мм

Таблица 4

способ

4,8

10,2. 100

Claims (2)

1. Формула изобретени  1, Способ местной поверхностной закалкиэ-коленчатых валов, включающий закалку щеек и участков щек длиной более радиуса кривошипа, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  сопротивлени  усталости и жесткости при работе со стабилизированной трещиной, индукционной закалке подвергают участки щек, отсто щие от коренной и шатунной щеек на рассто нии 0,5-1,0 радиуса галтели, причем рассто ние между закаленными участками состс.вл ет 0,9-1,0 диаметра коренной шейки.
2. 2. Способ поп, 1, отличающийс  тем, что, с целью уменшени  деформации коленчатого вала, закалку ведут участками,имеющими форму дугообразных йолос.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Патент ФРГ 1284981, кл. С 21 D 9/30, 1970.

   2.Авторское свидетельство СССР 429106, кл. С 21 D 1/10, 1972.