Шатун Советский патент 1991 года по МПК F16C7/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигате- лестроекии.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение надежности для условий высокофорсированных дизелей путем дифференцированного упрочнения шатуна.

На фиг.1 изображена схема типового распределения рабочих динамических напряжений на поверхности шатуна от действия сил инерции; на фиг.2 - то же, от действия сил давления газов; на фиг.З - распределение характерных зон (поэ.1) по поверхности шатуна (распределение рабочих динамических напряжений пс поверхности шатуна имеет 5 характерных зсм а пределах которых распределение динамических рабочих напряжений имеет одинаковый характер, эпюры средних рабочи динамических напряжений цикла (поз } распределение упрочняющих остаточных

сжимающих напряжений в шатуне до (поз.З) и после (поз.5) их взаимодействия с рабочими динамическими напряжениями в различных сечениях шатуна (поз 4 и 6), на фиг.4 - дифференцированно упрочненный шатун высокофорсированного дизеля 124Н21/21 после гидродробесструйного упрочнения.

СК

СП

:с

КЗ

о

О1

л

Шатун высокофорсированного дизеля содержит стержень 1, поршневую 2 и кривошипную 3 головки с вкладышем 4 {фиг,1}.

Поверхность шатуна упрочнена, при этом остаточные сжимающие напряжения по высоте шатуна от верхней точки поршневой головки составляют {фиг.З, поз 1 и 2):

-в зоне, протяженностью (0-0,3)dn.

0ср -(0,20-0,25) -оь,2, где dn - наружный диаметр поршневой головки шатуна в вертикальной плоскости; оь,2 - предел текучести матариала;

-в зоне, протяженностью (0,3-0,6)dn,

соответственно оЈр -(0,05-0,07) -ойз; -в зоне, протяженностью (0,15-0,7)1

-(0,005-0,01) -00,2;

-в зоне, протяженностью от 0,7 до d,

-(0,10-0,20) -00,2;

-в зоне, протяженностью от 0,6dn до

0,15, оЈр -(0,25-0,3)-оо,2, где I - длина стержня шатуна;

dK - диаметр кривошипной головки в вертикальной плоскости.

Превышение верхнего предела на всех участках шатуна приводит к нарушению условия адекватности нарпяжений разгрузки - напряжениям нагрузки Ораб и не обеспечивает выравнивание напряжен ности смежных объемов металла и, следовательно, их равнопрочность. Приуменьшении

нижнего предела 0 рзначительно чада ет эффективность упрочняющего алия ния параметра сжимающих напряжении как самостоятельного фактора, а также нарушается условие обеспечения адекватности распределения распределению off.

Технологически требования по регламентирован, ю остаточных напряжений обеспечиваются программируемой гидро- дробесструйнойобработкой. Контроль правильности распределения остаточных

напряжений можег осуществляться неразрушающими методами на основе метода магни- гоупругости

Сравнительный анализ опюр на фиг.З (поз 4 и 6) показывает, что в шатуне в 3,5- 4 раза снижается неравномерность распределения результирующих напряжений

Л(7§еэ по отдельным сечениям и соответственно повышается равнопрочность и уста

лостная прочность шатуна в целом.

Формула изобретения Шатун серийного дизеля содержащий стержень, поршневую и кривошипную голе- вки со сжимающими остаточными напряжениями в поверхностном слое, отличающийся тем, что. с целью расширения технологических возможностей и повышения надежности, преимущественно для условий высокофорсированных дизелей за счет дифференцированного упрочнения шатуна, остаточные напряжения по высоте шатуна от верхней точки поршневой головки соответственно составляют:

а зоне протяженностью (0-0,3)dn

с&- -(0,20-025)

-з зоне, протяженностью (0,,6)dn (Гср--(0,05-0,07) оь,2,

-в зоне, протяженностью (0,15-0,7)1.

-(0,005-0,01) 002.

в зоне, протяженностью 0.7i-d. -(0,20-0.25) оь.2.

-в зоне, протяженностью 0,6dn-0,15l.

-(0,25-0,30) оь.2,

где dn - диаметр поршневой головки;

d - диаметр кривошипной головки; I - длина стержня шатуна:

- остаточные сжимающие напряжения;

поз предел текучести материала шаТУНЗ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использоаано в двигате- лестроении Цель изобреренмя - расширение технологических возможностей и повышение надежности для условий высокофорсированных дизелей за счет дифференцированного упрочнения. Шатун, содержащий стержень, поршневую и кривошипную головки, дифференцированно упрочнен, Остаточные сжимающие напряжения в поверхностном слое по высоте шатуна от верхней поршневой головки составляют в зоне, протяженностью (0-0,3)dn, Оср -(0,20 0,25) Оо в зоне, протях енностью (0,3-0,6)dn, -(0,05-0.07) OQ2 , в зоне, протяженностью {0,15-0,7)1, -(0,03-0,01)ой,2; в зоне, протяженностью 0,7l-dK, Оср -(0,20-0, в зоне, протяженностью 0,6drrO 151, о|Ч - --(О 25- 0,30} (JQ2 где dn - диаметр nopuj- невой головки dt. дийметр кривошипной головки I длина стержня Шатуна, Оср - остаточные сжимающие нэпряу-ен п 00.2 - предел текучести материала шзг/ на. Таким образом, в шатуне снижается неравномерность распределения результирующих напряжений по отдельным сеченичм, соответственно повышаются равнопроч- ность и усталостная прочность шатуна в целом 4 ил И

Фм.1

Фиг.2

а

3 © fi Ъ

ii

is ©

.

Ь

M

&

f,

МГ

И И Э

§ и. V ©

X

ггтт

DlJliilli

1656205

Ш

4

111

I

i

$

ггтт

iill

«M

О/

+fO

+165

-100

+ 100

5

69

)

,/tts

Ю.5

-ПО

,-0

Фиг. 4