Способ упрочнения коленчатых валов

 

Способ относится к терюсческой обработке стальных деталей, в частности к упрочнению коленчатых валов поверхностей закалкой с нагревом токами высокой частоты. С целыо повышения предела выносливости закалке подвергают шейки {Ш ) коленчатого вала и участки галтелей шатунных Ш со стороны коренных Ш по дуге окружности 120-180. Способ закалки обеспечивает равномерный нагрев шатунной ffl по длине, что уменьшает коробление вала, в связи с чем отпадает необходимость рихтовки . 2 ил., 1 табл. i (Л

СОКИ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН

OQ (И) а9 4 С 21 Р 9/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А

Фикf

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИЙ (21) 3909732/22-02

{22) 07.06.85 (46) 23.09.86. Бюл. и 35 (71).Горский сельскохоэяйственнИ институт (72) В.О.Агуэаров и Т.Т.Агуэаров (53) 621.785.54(088.8) (56) Патент ФРГ У 1284981, кл. С 21 D 9/30, опублик. 1970.

Авторское свидетельство СССР

В 960280, кл. С 21 D 9/30, 1981. (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ

ВАЛОВ (57) Способ относится к термической обработке стальных деталей, в частности к упрочнению коленчатых валов поверхностей закалкой с нагревои то каин высокой частоты. С целью повышения предела выносливости закалке подвергают иейки (Щ ) коленчатого вала и участки галтелей аатунных 6 со стороны коренных 9 по дуге окруиности 120-18Î Ñ. Способ закалки обеспечивает равномерный нагрев ватунной 6 по длине, что уменьшает коробление вала, в связи с чем отпадает,необходимость рихтовки.

2 ил., 1 табл.

1258853

Изобретение относится к термической обработке, в частности к упрочнению коленчатых валов поверхностной закалкой с нагревом токами высокой частоты. 5

Цель изобретения — повышение предела выносливости и уменьшение коробления деталей.

На фиг. 1 показано колено вала, продольный разрез; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг. 1 {закаленный слой зачернен).

Предложенный способ упрочнения включает поверхностную закалку шеек галтелей, причем поверхностной закалке подвергают участки галтелей шатунных шеек со стороны коренных по дуге окружности 120-180

Укаэанная термообработка галтелей шатунных шеек дает воэможность вынести переходную зону . — границу между закаленным и незакаленным металлом, где из-за наличия напряжений растяжения зарождаются усталостные трещины, иэ зоны действия максималь25 ных циклических напряжений изгиба. о дуга 180 соответствует нейтральной г Н оси, здесь границы между действующими растягивающими и сжимающими нап- Предлагаемый ряжениями.при изгибе. На дуге 120 зти напряжения уже незначительны.

При этом, поскольку опасная зона зарождения трещин не подвергается действию циклических напряжений изгиба, не "îëüêî увеличивается уста- 35 лостная прочностьр но и уменьшается вероятность появления усталостных трещин вообще. Уменьшению вероятности закалочных трещин способствует и то, что по предлагаемому способу 210 галтели коренных шеек не подвергаются закалке.

Кроме того, при указанном способе закалки достигается равномерный на" грев шатунной шейки по длине, что уменьшает коробление вала в несколько раэ, биение находится в пределах

0,25 мм и отпадает необходимость рихтовки. Припуск под пшифовку составляет 0,4-0,5 мм. Это способству- 50 ет более равномерному распределению остаточных напряжений закалки после шлифовки, увеличивая сопротивле" нне усталости коленчатых валов.

Способ осуществляется .следующим 55 образом.

Производится закалка шеек и участ ков галтелей шатунных шеек коленчатых валов ЗИЛ-130 из стали 45.специальным индуктором, обеспечивающим получение заданной конфигурации закаленных участков.

Источником высокочастотного нагрева служит машинный генератор частотой 2,5 кГц закалочной станции

МГЗ-102 и мощностью 100 кВт. Продолжительность нагрева составляет 7 с, время паузы 0,8 с, с последующим охлаждением водяным душем в течение

5-6 с. Закалка по этому режиму позволяет достичь оптимальной глубины закаленного участка 3-4,5 мм при твердости 54-58 НКС и микроструктуре закаленных участков в виде мелкои среднеигольчатого мартенсита.

Для определения оптимальной величины дуги проводились усталостные испытания валов, закаленных по дугам

90, 120, 150, 180 и 210 .

Проводились также сравнительные испытания коленчатых валов, закаленных по известному способу.

Результаты испытаний приведены в таблице ° с выходом закаленного слоя на галтели шатунной шейки по дуге, 90

120 1 50

180

t63

173

195

152 и отступлением закаленного слоя от коренных шеек на 4-5 мм

Известный с выходом закаленного слоя на участки галтелей по окружности коренных и шатунных шеек по обе стороны от плоскости кривошипа размером четыре радиуса галтели

158

1258853

Составитель И.Липгарт

Техред Л,Олейник Корректор М.Самборская

Редактор А.Коэориэ

Заказ 5088/26 Тирах 552 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óìãîðoä, ул,Проектная, 4

Ъ з

Как видно из таблицы, наибольшая усталостная прочность (предел выносливости) коленчатых валов достигается при закалке по предлагаемому способу по дуге окружности 120-180 о

Это объясняется более равномерным распределением остаточных напряжений закалки на поверхности шатунной шейки, отсутствием переходной зоны в галтелях шатунных шеек на участке действия максимальных циклических напряжений изгиба.

Кроме того, уменьшение"биения до

0,25 мм, происходящее из-эа отсутствия сужения электромагнитного поля, способствует уменьшению припуска на шлифовку, и это уменьшает неравномерность распределения остаточных напряжений по глубине в галтелях.

Производительность процесса шлифования увеличивается в 1,5-2 раза.

Использование предлагаемого способа упрочнения шеек коленчатых валов по сравнению с известным способом обеспечивает увеличение усталост5 ной прочности до ЗОЖ, устранение операции рихтовки и уменьшение вероятности появления усталостных трещин в галтелях.

Формула изобретения

Способ упрочнения коленчатых валов, включающий поверхностную закалку шеек и участков галтелей шеек по окружности, о т л и.ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения предела выносливости, закалке под. вергают участки галатлей шатунных шеек со стороны корен» о: ных шеек по дуге окружности о

120-180 .