Способ правки и упрочнения коленчатых валов

 

Изобретение касается обработки металлов давлением, относится к правке и упрочнению деталей и может быть использовано при восстановлении коленчатых валов автомобильных двигателей в авторемонтном производстве. Цель изобретения - повышение эффективности правки и упрочнение вала. Коленчатый вал соответствующей шатунной шейкой выпуклой стороной устанавливают на опору с последующим приложением поперечной нагрузки посредством дугообразного индентора на концевые участки шейки. Под действием силы давления местные пластические деформации появляются в первую очередь у кромок концевых участков, т.е. у галтелей шейки, где наносят эксцентричные канавки глубиной до 0,002 диаметра шейки и шириной (2...2,5) радиуса галтелей. Вследствие поворота щек вал выравнивается. В результате выполнения при правке дугообразным индентором эксцентричных канавок в местах максимальной концентрации напряжений шатунной шейки происходит их перераспределение: растягивающие напряжения переходят в сжимающие. 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 D 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4421564/27-27 (22) 04.05.88 (46) 15.11.90. Бюп. N - 42 (71) Научно-производственное объединение "Автотранспорт" (72) И.П.Трубачев, В,А,Какуевицкий и С.И.Трубачев (53) 621.982(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 912332, кл. В 21 D 3/16, 13.06.80. (54) СПОСОБ ПРАВКИ И УПРОЧНЕНИЯ КО-.

ЛЕНЧА П1Х ВАЛОВ (57) Изобретение касается обработки металлов давлением, относится к правке и упрочнению деталей и может быть использовано при восстановлении коленчатых валов автомобильных двигателей в авторемонтном производстве.

Цель изобретения — повышение эффективности правки и упрочнение вала. КоИзобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к правке и упрочнению деталей машин, и может быть использовано при восстановлении коленчатых валов автомобильных двигателей в авторемонтном производстве.

Цель изобретения — повышение эффективности правки и упрочнение коленчатых валов.

На фиг.l показана схема правки вала; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.! (схема распределения контактных давлений); на фиг.3 — схема расÄÄSUÄÄ 1606221 А1

2 ленчатый вал соответствующей шатунной шейкой выпуклой стороной устанавливают на опору с последующим приложением поперечной нагрузки посредст" вом дугообразного индентора на концевые участки шейки, Под действием силы давления местные пластические деформации появляются в первую оче1 редь у кромок концевых участков, т.е. у галтелей шейки, где наносят эксцентричные канавки глубиной до 0,002 диаметра шейки и шириной (2...2,5) радиуса галтелей. Вследствие поворота щек вал выравнивается. В результате выполнения при правке дугообразным индентором эксцентричных канавок в местах максимальной концентрации напряжений шатунной шейки происходит их перераспределение: растягивающие напряжения переходят в сжимающие.

9 ил. пределения напряжений в галтели шейки нри вдавливании индентора; на фиг.4 — схема коленчатого вала со смещением осей коренных шеек; на фиг.5 и 6 — зоны расположения максимальных напряжений в галтелях полых и сплошных шатунных шеек; на фиг.7-9 - последовательность нагружения очередных шатунных шеек, удален- Ь ных от первоначальной на расстоянии

L, Способ осуществляют следующим образом.

1606221

f5

25

30 правки опредеМ йЫ;

+ — sin2 -) 2 4

= 52000 кг.

Коленчатый вал 1 соответствующей шатунной шейкой 2 устанавливают на опору 3 с последующим приложением поперечной нагрузки дугообразным индентором 4 на концевые участки шейки.

Под действием силы Q местные пластические деформации появляются в первую очередь у кромок концевых участков, т.е. у галтелей шейки, где создается концентрация сжимающих напряжений при которых пластичность металла увеличивается и он течет как в поперечном направлении, так и в сторону щек 5, раздвигая последние на угол 8 и образовывая канавки глуби-, ной до 0,002 диаметра шейки и шириной (2...2,5) радиуса галтели. Вследствие поворота щек вал 1 выравнивается и его ось, имеющая до правки положение I займет положение II. Так как вытесненный индентором объем металла у галтелей шейки сохраняет свое постоянное значение, а остаточная напряженность шейки является практически стабильной, то достигнутая по" средством правки форма коленчатого вала является устойчивой повремени и вторичное искривление оси вала не имеет место.

Вблизи галтелей возникают растягивающие напряжения, способствующие сближению щек, что является причиной искривления оси коленчатого вала. В результате выполнения при правке дугообразным индентором эксцентричных канавок в местах максимальной концентрации напряжений шатунной шейки происходит их перераспределение: растягивающие напряжения переходят в сжимающие.

Замена растягивающих напряжений остаточными сжимающими напряжениями в галтельной части шейки позволяет не только получить необходимую величину смещения щеки и связанной с ней коренной щеки, но и упрочнить галтели с достижением заданной величины наклона.

Первоначально эксцентричные канавки выполняют в местах наиболыпих концентраций напряжений, т,е. в точках

m под углом 22 30 к оси щеки для полых шатунных шеек и в точке а для сплошных шатунных шеек (фиг,5 и 6).

В процессе правки, когда одна из первоначально выбранных шеек ограничивает допускаемую деформацию, а прогиб оси коленчатого вала не устранен пластическому деформиррванию галтельных участков подвергают другие шатунные шейки, находящиеся вблизи первоначальной.

Поочередным деформированием шатунных шеек 6 и 7, находящихся вблизи первоначально нагружаемой шейки

2 на расстоянии, равном расстоянию между шейками, устраняют полностью прогиб оси коленчатого вала.

При деформировании более отдаленных шатунных шеек от первоначальной нагружаемой эффект правки снижается.

Это связано с удалением точки приложения поперечной силы от места с наибольшим прогибом К оси вала (фиг.79).

Hp и м е р. Производят правку коленчатого вша двигателя 3М3-53.

Исходные данные следующие: материал вала — высокопрочный чугун с 6 6

= 50 кг/мм и 6 = 66 кг/мм, С 2

D= 60мм, В =4мм, у .=и/4.

Допускаемое контактное давление определяют по формуле: сж

Р=(1314)

9 9 0 0 j Ф

gyp

0,56 с к

66 2

P = 1 3 — — — — — = 170 кг/мм

0 56 56

> 50

Допустимое усилие ляют из уравнения;

Q -=Р 0 В j cos

О (1 = 1 70 ° 60 4 (и/4

Предлагаемый способ позволяет осуществлять правку коленчатых валов из малопластичных материалов, выдерживающих большие напряжения при сжимающих нагрузках и разрушающихся при значительных изгибающих нагрузках.

Формула изобретения

Способ правки и упрочнения коленчатых валов, при котором вал устанавливают на опору выпуклой стороной искривленной шатунной шейки и с вогнутой стороны вала прикладывают поперечные изгибающие усилия в галтелях шейки в сторону, противоположную вогнутости вала, о т л и ч а ю щ и й5 1606221 6 с я тем, что с целью повышения ка- лей вала со стороны приложения наФ чества правки и обеспечения упрочне- грузки канавки с переменной глубиной ния, за счет приложения изгибающего до 0,002 диаметра шейки и,шириной усилия образуют на поверхности галте- {2...?,5) радиуса галтели.

1606221 30 ?7 Яр

Составитель Э.Копаев

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Редактор М.Петрова

Заказ 3513 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101