СПОСОБ ПРАВКИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ Российский патент 2003 года по МПК B21D3/16 C21D9/30 

Изобретение относится к ремонтному производству и может быть использовано при восстановлении коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания.

Пространственная геометрия коленчатого вала оказывает значительное влияние на показатели работы двигателя внутреннего сгорания. Вследствие этого при ремонте коленчатых валов необходимо строго соблюдать и восстанавливать правильную пространственную геометрию коленчатого вала.

Известен способ правки коленчатых валов (SU 1632558 A1, B 21 D 3/16, 13.06.80, А.Н. Клейнер и П.Н. Ратушняк), основанный на нанесении в определенных местах щек коленчатого вала, а именно, вдоль касательных шатунных шеек, сварных швов. В результате охлаждения сварных швов щеки деформируются, благодаря чему уменьшается прогиб оси коренных шеек коленчатого вала.

К недостаткам данного способа относится невозможность устранения скрученности (нарушения углового расположения шатунных шеек) коленчатого вала.

Известен способ правки коленчатых валов (SU 1286312 A1, B 21 D 3/16, 30.01.87, А. Г. Дорошенко), предназначенный для правки прогиба оси коренных шеек коленчатого вала и основанный на воздействии на шатунные шейки коленчатого вала комбинированной термической обработки, заключающейся в нагреве шейки вала со стороны выпуклости до 860-930^oС, а со стороны вогнутости - до 550-650^oС, с последующим охлаждением до 40-70^oС участков шеек, которые были нагреты до 860-930^oС, а остальных участков шеек с охлаждением на воздухе, после чего вал повторно нагревают до 860-930^oС и охлаждают до комнатной температуры.

К недостаткам данного способа относится неполное решение задачи правки пространственной геометрии коленчатого вала, так как исключена возможность устранения дефекта скрученности.

Техническая задача - повышение эффективности правки пространственной геометрии коленчатого вала при устранении дефекта скрученности, а также повышение долговечности коленчатых валов.

Это достигается тем, что на коленчатом валу находят секцию (секции) со скрученностью, превышающей значения, установленные техническими требованиями. На этой секции (секциях) определяют направление скрученности и боковые поверхности щек, прилегающие к шатунной шейке, подвергают комбинированной термической обработке, заключающейся в нормализации по всему периметру и одновременной закалке определенных зон боковых поверхностей щек со стороны выявленного направления скрученности за счет подачи струи охлаждающей среды.

При комбинированной термической обработке, нагревая боковые поверхности щек до температуры выше температуры рекристаллизации для данного материала, например, токами высокой частоты, в поверхностных слоях щек происходит релаксация напряжении и, как следствие, достижение равновесной структуры материала, стабилизирующей пространственную геометрию коленчатого вала. По достижении заданной температуры, определенные зоны боковых поверхностей щек со стороны выявленного направления скрученности подвергают закалке за счет подачи струи охлаждающей среды (например, воды). Интенсивное охлаждение обеспечивает частичное или полное протекание процессов закалки в этих зонах и, как следствие, упрочнение и деформацию щек в направлении исправления скрученности коленчатого вала.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

Подвергаемая правке секция коленчатого вала содержит шатунную шейку 1, две коренные шейки 2 и соединяемые их две щеки 3. Секцию (секции) коленчатого вала помещают в индуктор 4 высокочастотною нагревательного устройства, при этом индуктор 4 имеет форму, копирующую профиль щек 3, и обеспечивает нагрев только боковых поверхностей щек. По достижении заданной температуры нагрева на определенные зоны 5 боковых поверхностей щек со стороны выявленного направления скрученности подают струю 6 охлаждающей среды (например, вода).

Правку производят следующим образом.

На коленчатом валу находят секцию (секции) со скрученностью, превышающей значения, установленные техническими требованиями. На этой секции (секциях) определяют направление скрученности шатунной шейки 1. Данную секцию (секции) коленчатого вала помещают в индуктор 4 высокочастотного нагревательного устройства, обеспечивая нагрев боковых поверхностей щек 3, примыкающих к выбранной шатунной шейке (шейкам). По достижении заданной температуры нагрева на определенные зоны 5 боковых поверхностей щек со стороны выявленного направления скрученности подают струю охлаждающей среды 6 (например, вода). Интенсивное охлаждение обеспечивает частичное или полное протекание процессов закалки в этих зонах и, как следствие, деформацию щек 3 в направлении исправления скрученности коленчатого вала за счет увеличения объема материала при его закалке.

Для повышения эффективности данного способа режимы нагрева и параметры охлаждающей среды выбирают в соответствии с рекомендуемыми режимами термической обработки материалов коленчатых валов, режимы и параметры зон термического воздействия корректируют на основе экспериментальных данных в зависимости от величины выявленной скрученности.

Изобретение относится к ремонтному производству и может быть использовано при восстановлении коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания. Боковые поверхности щек, прилегающие к шатунной шейке, подвергают нормализации по всему периметру и одновременной закалке определенных зон боковых поверхностей щек со стороны выявленного направления скрученности за счет подачи струи охлаждающей среды. Для повышения эффективности данного способа режимы нагрева и параметры охлаждающей среды выбирают в соответствии с рекомендуемыми режимами термической обработки материалов коленчатых валов, режимы и параметры зон термического воздействия корректируют на основе экспериментальных данных в зависимости от величины выявленной скрученности. Применение данного способа в производстве позволит повысить точность пространственной геометрии коленчатых валов, а также повысить их долговечность путем увеличения количества ремонтных размеров при восстановлении. 1 ил.

Способ правки коленчатых валов, включающий комбинированную термическую обработку посредством нормализации и одновременной закалки подачей струи охлаждающей среды, отличающийся тем, что для устранения дефекта скрученности нормализации подвергают по всему их периметру боковые поверхности щек, прилегающие к шатунной шейке, находящейся в области скрученности, а одновременной закалке - зоны боковых поверхностей щек со стороны выявленного направления скрученности.