Способ местной поверхностной закалкиколенчатых валов

Союз Советскик Социалистическик Республик. Кл 1 О 9/3 1 О 1/1 рствеииый комитеСССРлам изобретенийи открытий. 3 (088. 8) Дата оп ования опи 15,0 3.81(54) СПОСОБ МЕСТНОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЗАКАЛКИКОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ ко разрушения не происходит, так как закаленные слои не дают воэможности распространению усталостной трещины - она стабилизируется. Причем жесткость коленчатого вала сни жается незначительно 21.Однако данный способ непригоден для закалки щек коленчатого вала фо сированных двигателей ввиду того, что при возрастании нагрузки при фо сировании возникающая усталостная трещина уменьшает жесткость вала бо лее чем на 10, что не дает возможности ее стабилизации в происходит разрушение коленчатого вала; значи тельные деформации возникают иэ-за больших эакаливаемых поверхностей. Изобрработке,ной повтых валоно дляторных дания. я к термообспособам мес лки коленча- использовав автотракреннего сготение относит в частно "ти к рхностной зак и может быт тых вал ей внутколенча вигат ел р" ЭТОГО С закалк например Цель изобре ротивления уст ленчатого вала лизированной т Поставленн оннрещино ая цель ой эак длиной б отстоящее ек на рас тели, при енными уч0 диаметр й.достига алке под олее радот коре стоянии чем расс астками а корен ется т вергаю что индукци участки щекри воши па,шатунной ш радиуса гамежду закал 30 ляет О, 9-1 иной и 0,5-1, тояние состав ой шей рИзвестен способ поверхностной закалки коленчатых валов, включающий индукционную закалку шеек и галтелей 111.Недостаток пособа - непригодность при е плоских поверхностей, щек коленчатого вала.Известен способ местной поверхностной закалки коленчатых валов, включающий индукционную поверхностную закалку шеек и участков плоскос-. тей щек между коренными шейками, оставляя незакаленными галтели от щеек к щекам, При этом закалку участков щек между коренными и шатунными шейками производят в зоне, отстоящей от шеек на расстоянии не менее двух радиусов галтели и на длине не менее радиуса кривошипа, При работе коленчатого вала с закаленными по данному способу щеками в галтелях появляются усталостные трещины, однания - повышение сопости и жесткости копри работе со стаби812839 Т а б л и ц а 1 Продолжительностьиспытаний, цикл Режим закалки время нагрева (время охлаждения, с) Предельныйизгибающиймомент,кг/см 10 18/1020/10,522/10,525/1130/1232/12 17000 18500 20500 19000 17000 16500 10 10 107 10 10 Таблица 2 Продолжительность (число циклов) Предельныйизгибающиймомент,кг/см ч10 20500 20500 20000 18500 10 0,8 10 1,0 10 1,5 ки и имеет наименьшее значение на уровне перекрытия шеек.КроьЪ этого,с целью уменьшения деформации коленчатого вала в результате закалки щек закаленные участки имеют форму дугообразных полос.П р и м е р. Проводят закалку щек коленчатых валов двигателей,Ч(Форсированный вариант двигателя Д) на различных режимах закалки. ЭФфективность закалки оценивается по результатам усталостных испытаний при симметричном изгибе колена на базе 10циклов на специально разработанном и изготовленном стенде. Вид нагружения выбран исходя иэ того, что в эксплуатации более 80 поломок коленчатых валов происходит по щекам от напряжений изгиба. Результаты испытаний оцениваются по предельному изгибающему моменту. Выбор режима. закалки иллюстрируется табл, 1.Иэ данных табл. 1 видно, что оптимальным режимом закалки является время нагрева одной щеки 22 с, время охлаждения 10,5 с. Закалка щек по этому режиму позволяет достичь оптимальной глубины закаленных слоИзмененные величины размерных параметров э оны з а калки и спыт аний (число) Расстояние дугообразных полос закалки от шеек0,5 ев 3-5 мм при твердости 52-55 НРС и микроструктурой закаленных слоев в виде мелко-и среднеигольчатого мартенсита.После определения оптимального режима закалки щек производится исследование влияния различных вариантов закалки на сопротивление усталости коленчатых валов ( табл, 2). Из приведенных данных видно, что 10 оптимальными являются следующие параметры закаливаемых участков щек:расстояние дугообразных полос от шеек 0,5/1,0 радиуса галтели; расстояние между дугообразными полосамина уровне перекрытия щеек 0,9-1,0,циаметра коренной шейки.Кроме этого, исследовано влияниевида эакаливаемых участков на величину деформации коленчатого вала(табл, 3),Исследования, проведенные с целью определения предельного изгибаЮщего момента, при котором происходит стабилизация трещины для двух вариантов закалки щек, представлены в табл, 4,812839 Продолжение табл. 2 Измененные величины размерных параметров зоны закалки испытаний число Продолжитель/ НОСТЬ ЧИСЛО циклов, Предельныйизгибающиймомент,кг/см 7 102,0 17500 17000 10 2,5 Расстояние междудугообразными полосамина уровне перекрытияшеек 7.10 0,9 10 1,0 10 10 1,2 П р и м е ч а н и е: Испытания валов с измененной величиной одного из размерных параметров полосы закалки выполняются при условии постоянства остальных параметров:г - радиус голтели; Й - диаметр коренной шейки. аблица 3т Вид э ак алив аемых Величи на деучастков Формации коленчатого вала в результате закалкищек, мм Сплошной нагреввсего участкащеки 0,22-0,29 Дугообразная полоса О, 08-0, 14 Таблица 4 Предельныйизгибающиймомент,кг/см 4,8 2,2 10, 2. 100 4,1 17000 18000 20000 20500 20000 19000 17500 Уменьшение жесткости коленчатоговала, Ъ от первоначальной Предлагаемый способ Известныйспособ812839 Составитель А.,ЦенисоваРедактор С.Лыжова Техред М.Голинка Корректор Н.Стец 701/32 Тираж б 18 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,Москва, М,Раушская наб.,д.4/5Заказ Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения1, Способ местной поверхностной закалкиоколенчатых валов, включающий закалку щеек и участков щекдлиной более радиуса кривошипа, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с 5 целью повышения сопротивления усталости и жесткости при работе со стабилизированной трещиной, индукционной закалке подвергают участки щек, отстоящие от коренной и шатунной щеек на расстоянии 0,5-1,0 радиусаО галтели, причем расстояние между закаленными участками сост, оляет0,9-1,0 диаметра коренной шейки.2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения деформации коленчатого вала,закалку ведут участками, имеющимиФорму дугообразных полос.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ 9 1284981,кл. С 21 О 9/30, 1970,2. Авторское свидетельство СССРМ 429106, кл. С 21 В 1/10, 1972.