СПОСОБ РЕМОНТА ШЕЕК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА Российский патент 1997 года по МПК B23P6/00 B23K1/00 B23K31/00 

Изобретение относится к технологическим процессам ремонта деталей машин, в частности, шеек коленчатых валов.

Известен способ ремонта шеек коленчатого вала, заключающийся в том, что на изношенную поверхность шейки устанавливают основную кольцевую ленточную накладку с нанесенным на ее внутреннюю поверхность пастообразным припоем и фиксируют ее на шейке контактно-точечной импульсной пайкой, после чего на наружной поверхности основной накладки последовательно размещают по меньшей мере одну дополнительную кольцевую ленточную накладку с пастообразным припоем на внутренней поверхности, фиксируемую контактно-точечной импульсной пайкой, причем сумму толщин основной и дополнительных накладок выбирают из условия доведения диаметра изношенной шейки до номинального размера /1/.

Однако этот способ не обеспечивает высокой надежности отремонтированного вала, поскольку в процессе пайки накладки к шейке возникает зона термического влияния, которая распространяется внутрь шейки на значительную глубину, что приводит к нарушению ее термообработки и снижению усталостной прочности вала.

Задачей изобретения является повышение надежности отремонтированного вала путем сохранения его усталостной прочности.

Для достижения этого в известном способе ремонта шеек коленчатого вала, заключающемся в том, что на изношенную поверхность шейки устанавливают основную кольцевую ленточную накладку с нанесенным на ее внутреннюю поверхность пастообразным припоем и фиксируют ее на шейке контактно-точечной импульсной пайкой, после чего на наружной поверхности основной накладки последовательно размещают по меньшей мере одну дополнительную кольцевую ленточную накладку с пастообразным припоем на внутренней поверхности, фиксируемую контактно-точечной импульсной пайкой, причем сумму толщин основной и дополнительных накладок выбирают из условия доведения диаметра изношенной шейки до номинального размера, используют основную и дополнительные накладки, толщина каждой из которых по меньшей мере равна глубине зоны термического влияния на шейку вала при пайке, а перед установкой каждой последующей накладки наружную поверхность предыдущей подвергают механической обработке.

Кроме того, смежные точки контактно-точечной импульсной пайки располагают со взаимным перекрытием их площадей 30-50% в окружном и осевом направлениях.

Используют ленточные накладки, ширина которых ограничена расстоянием между галтелями шейки вала.

На фиг. 1 изображена изношенная шейка коленчатого вала, подлежащая ремонту; на фиг.2 шейка коленчатого вала с механически обработанной поверхностью, на которую установлена основная кольцевая накладка; на фиг.3 - шейка коленчатого вала с установленной и зафиксированной посредством контактно-точечной импульсной пайки основной кольцевой ленточной накладкой; на фиг.4 сечение А-А на фиг.3; на фиг.5 шейка коленчатого вала с установленными на ней основной и дополнительной накладками; на фиг.6 - установка для осуществления способа.

Способ ремонта шейки коленчатого вала состоит в том, что производят исправление геометрии изношенной шейки 1 коленчатого вала /фиг.1/ путем ее механической обработки до выведения следов износа. Затем на подготовленную поверхность шейки устанавливают кольцевую ленточную накладку 2, на внутреннюю поверхность которой нанесен слой 3 пастообразного припоя. Толщину "а" накладки 2 выбирают равной или большей глубины "в" зоны термического влияния, которая возникает при последующей фиксации накладки на шейке с помощью контактно-точечной импульсной пайки. Под зоной термического влияния понимается глубина нагрева шейки вала при прохождении импульса пайки, вызывающего структурные изменения ее. Глубина этой зоны зависит от количества тепла, возникающего при пайке и определяемого ее параметрами: силой тока, временем ее прохождения и усилием прижатия накладки к шейке вала под действием роликов 4 установки, на которой осуществляется пайка. Смежные точки 5 и 6 паяного шва располагают со взаимным перекрытием "с" в осевом направлении, а точки 5 и 7
со взаимным перекрытием "d" их площадей в окружном направлении. Величина этого перекрытия составляет 30-50% что обеспечивает равнопрочность паяного соединения в окружном и осевом направлениях. Затем на поверхность накладки 2, которую предварительно обрабатывают для снятия неровностей от воздействия роликов 4 при пайке, устанавливают дополнительную кольцевую ленточную накладку 8 с пастообразным припоем 9 на внутренней поверхности. После установки накладки 8, толщина которой по меньшей мере равна глубине зоны термического влияния на шейку вала при пайке, фиксируют ее на накладке 2 контактно-точечной импульсной пайкой.

При этом глубина "е" зоны термического влияния при пайке накладки 8 не выходит за пределы толщины накладки 2 и не оказывает заметного влияния на структуру шейки коленчатого вала.

При необходимости может быть использовано несколько дополнительных кольцевых ленточных накладок, причем суммарную толщину основной и дополнительной накладок выбирают из условия доведения диаметра изношенной шейки до номинального размера.

Процесс пайки сопровождается жидкостным охлаждением припаеваемой накладки снаружи, что приводит к ее закалке и повышению ее твердости. Описанные приемы способа по выбору толщины и количества накладок обеспечивают минимальный нагрев шейки вала и незначительное влияние на ее усталостную прочность, которая практически остается неизменной. Ширину каждой накладки выбирают равной расстоянию "f" между галтелями 10 и 11 шейки вала, что дополнительно способствует сохранению усталостной прочности шейки, поскольку на галтель в процессе восстановления не сказывается никакого термического влияния.

Пример выполнения способа. Изношенную шейку коленчатого вала, материалом которой является высокопрочный чугун механически обрабатывают до диаметра 60 мм. Из ленточной стали марки 50 ХФА изготавливают накладку толщиной 0,5 мм, на внутренней стороне которой имеется покрытие из самофлюсующегося припоя толщиной 0,09 мм. Накладку, которая имеет кольцевую форму, устанавливают на обработанной поверхности шейки и фиксируют контактно-точечной импульсной пайкой со следующими параметрами: величина тока при пайке 5,5 кА, продолжительность импульса пайки 0,04 с, скорость пайки 0,5 м/мин.

Описанный способ ремонта шейки коленчатого вала обеспечивает повышение надежности отремонтированного вала путем сохранения его усталостной прочности.

Использование: ремонт деталей машин, в частности, шеек коленчатых валов. Сущность изобретения: на изношенную поверхность шейки устанавливают основную кольцевую ленточную накладку с пастообразным припоем, которую фиксируют контактно-точечной импульсной пайкой. Затем на наружной поверхности основной накладки последовательно размещают по меньшей мере одну дополнительную накладку с пастообразным припоем на внутренней поверхности. Дополнительные накладки фиксируют контактно-точечной импульсной пайкой. Толщина каждой накладки по меньшей мере равна глубине зоны термического влияния на шейку вала при пайке. Суммарную толщину основной и дополнительных накладок выбирают из условия доведения диаметра изношенной шейки до номинального размера. Перед установкой каждой последующей накладки наружную поверхность предыдущей обрабатывают механическим путем. Ширину накладок ограничивают расстоянием между галтелями шейки вала. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Способ ремонта шеек коленчатого вала, заключающийся в том, что на изношенную поверхность шейки устанавливают основную кольцевую ленточную накладку с нанесенным на ее внутреннюю поверхность пастообразным припоем и фиксируют ее на шейке контактно-точечной импульсной пайкой, после чего на наружной поверхности основной накладки последовательно размещают по меньшей мере одну дополнительную кольцевую ленточную накладку с пастообразным припоем на внутренней поверхности, фиксируемую контактно-точечной импульсной пайкой, причем суммарную толщину основной и дополнительных накладок выбирают из условия доведения диаметра изношенной шейки до номинального размера, отличающийся тем, что используют основную и дополнительные накладки, толщина каждой из которых по меньшей мере равна глубине зоны термического влияния на шейку вала при пайке, а перед установкой каждой последующей накладки наружную поверхность предыдущей подвергают механической обработке. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смежные точки контактно-точечной импульсной пайки располагают со взаимным перекрытием их площадей на 30 50% в окружном и осевом направлениях. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют ленточные накладки, ширина которых ограничена расстоянием между галтелями шейки вала.