Способ правки и упрочнения коленчатых валов Советский патент 1990 года по МПК B21D3/16 

Изобретение 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 производствео

Цель изобретения - повьш ение эффективности правки и упрочнение коленчатых валов

На фиго1 показана схема правки вала; на фиг.2 - сечение А-А на фигоI (схема распределения контактных давлений); на фигоЗ - схема распределения напряжений в галтели шейки при вдавливании индентора; на фиго4 - схема коленчатого вала со смещением осей коренных шеек; на фиго5 и 6 - зоны расположения максимальных напряжений в галтелях полых и сплошных шатунных шеек; на фиго 7-9 - последовательность нагруже- ния очередных шатунных шеек, удаленных от первоначальной на расстоянии

Способ осуществляют следующим об- разопо

Коленчатый вал 1 соответствующей шатунной шейкой 2 устанавливают на опору 3 с последующим приложением поперечной нагрузки дугообразным инден- тором 4 на концевые участки шейкио Под действием силы Q местные пластические деформации появляются в первую очередь у кромок концевых участков, Тое у галтелей шейки, где создается концентрация сжимакицих напряжений сх которых пластичность металла увеличивается и он течет как в поперечном направлении, так и в сторону щек 5, раздвигая последние на угол 9 и образовывая канавки глубиг ной до 0,002 диаметра шейки и шириной (,5) радиуса галтелис Вследствие поворота щек вал 1 выравнивается и его ось, имеющая до правки положение I, займет положение Но Так как вытесненньй индентором объем металла у галтелей шейки сохраняет свое постоянное значение, а остаточная напряженность шейки является практически стабильной, то достигнут посредством правки форма коленчатого вала является устойчивой по времени и вторичное искривление оси вала не имеет- место о

Вблизи галтелей возникают растягивающие напряжения, способствуюш Ие сближению щек, что является причиной искривления оси коленчатого валао В результате выполнения при правке дугообразным индентором эксцентричных канавок в местах максимальной «концентрации напряжений шатунной шейки происходит их перераспределение: растягивающие напряжения переходят в сжимакщиео

Замена растягиваюш 1х 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 канав ки выполняют в местах наибольших концентраций напряжений, т.е в точках m под углом 22° 30 к оси щеки для полых шатунных шеек и в точке п для сплошных шатунных шеек (фиго 5 и 6)о В процессе правки, когда одна из первоначально выбранных шеек ограничивает допускаемую деформацию, а прогиб оси коленчатого вала не устранен

пластическому деформированию галтель- ных участков подвергают другие шатунные шейки, находящиеся вблизи первоначальнойо

Поочередным деформированием шатунных шеек 6 и 7, находящихся вблизи первоначально нагружаемой шейки 2 на расстоянии Lg, равном расстоянию между шейками, устраняют полностью прогиб оси коленчатого валао При деформировании более отдаленных шатунных шеек от первоначальной нагружаемой эффект правки снижаетсяо

Это связано с удалением точки приложения поперечной силы от места с наибольшим прогибом f оси вала (фиго7- 9).

П р и м е РО Производят правку

коленчатого двигателя ЗМЗ-53„ Исходные данные следующие: материал вала - высокопрочный чугун с G ep 50 кг/мм и (. 66 кг/мм, D 60 мм, В 4 мм, об

Допускаемое контактное давление определяют по формуле:

Р ( 1,3. о с 1,4)

0,

р 1,3

66

170 кг/мм

0.56%

Допустимое усилие правки опреде- 35 ляют из уравнения:

0

Q Р .. D В I cos (у d

Q 170-60-4 (11/4 + - si.n.2 ).

40

52000 кгс

Предпагаемый способ позволяет осуществлять правку коленчатых валов из малопластичных материалов, выдержи- вающих большие напряжения при сжимающих нагрузках и разрушающихся при значительных изгибакщих нагрузкахо

50

Формула изобретения

Способ правки и упрочнения коленчатых валов, при котором вал устанавливают на опору выпуклой стороной искривленной шатунной шейки и с вогну- той стороны вала прикладывают поперечные изгибакщие усилия в галтелях шейки в сторону, противоположную вогнутости вала, отличающийс я

51606221

тем, что, с целью повышения ка- лей вала со стороны приложения качества правки и обеспечения упрочнения, за счет приложения изгибающего усилия образуют на поверхности галте

грузки канавки с переменной глубин до 0,002 диаметра шейки и,шириной (2,.о2,5) радиуса галтели.

лей вала со стороны приложения кагрузки канавки с переменной глубиной до 0,002 диаметра шейки и,шириной (2,.о2,5) радиуса галтели.

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.

Фиг. 1

Фиг. 5

А А

Фиг. г

ll°SO If so

Фие. 5

Фиг. 6