Индуктор для закалки щек коленвала

 

Использование: -индукционный нагрев при закалке участков щек коленчатых валов. Сущность изобретения: в конструкции индуктора полувитки последнего выполнены в виде сопряженных между собой дуг окружностей радиусами, соответствующими радиусам коренной и шатунной шеек обрабатываемого коленчатого вала, причем в области сопряжения окружностей размещен магнитопровод. Повышение качества закалки обеспечивается торможением возникающих в процессе многоциклового нагружения трещин на ранних этапах их развития при одновременной закалке по крайней мере одной пары параллельных плоскостей, а также галтелей, что и обусловливает повышение сопротивления усталости коленчатых валов.. 1 з.п. ф-лы, 3 и., 1 табл. fe

, Ф Ъ(ь

{, ) . 1 ((l (((<. i, И Х . (Г I I! 1 A 1 И И ((- С К И Х

I (. ГI" Г 1(1К (s(>c С 21 () 9/30

ГОСУДДРСТ(ЗЕ(1(К?(Г1Л1Г(II Г IГ((.

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 495Q449/02 (22) 26.06.91 (46) 23.03.93. Бюл. ¹ 11 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин AH СССР (72) С.П.Кравчук, К.И.Шовловский, Э,Ф.Капанец, H.Ñ.ßíêåâè÷ и В.С.Кузьменков (73) Институт надежности машин AH Белоруссии (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 420106, кл. С 21 D 9/30, 1974, 2, Авторское свидетельство СССР

¹1157094,,кл. С 21 D 9/30. 1985. (54) ИНДУКТОР ДЛЯ ЗАКАЛКИ ЩЕК КОЛЕНВАЛА (57) Использование: индукционный нагрев при закалке участков щек коленчатых валов.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к области индукционного нагрева, и может быть использовано при закалке плоских поверхностей, например участков щек коленчатых валов, Целью изобретения является повышение эффективности закалки путем выбора формы индуктора в плоскости щеки, обеспечивающей торможение возникающих в процессе многоциклового нагружения трещин на ранних этапах их развития при одновременной закалке по крайней мере одной пары параллельных плоскостей, а также галтелей, что обусловливает повышение сопротивления усталости коленчатых ,валов, На фиг, 1 показан вид индуктора в плоскости кривошипа; на фиг. 2 — индуктор в плоскости, перпендикулярной плоскости щеки кривошипа; на фиг. 3 — график зависимостей для определения окружностей, опи„., SU „„1804488 А3

Сущность изобретения .в конструкции индуктора полувитки последнего выполнены в виде сопряженных между собой дуг окружностей радиусами, соответствующими радиусам коренной и шатун ной шеек обрабатываемого коленчатого вала, причем в области сопряжения окружностей размещен магнитопровод. Повышение качества закалки обеспечивается торможением возникающих в процессе многоциклового нагружения трещин на ранних этапах их развития при одновременной закалке по ( крайней мере одной пары параллельных плоскостей, а также галтелей, что и обусловливает повышение сопротивления усталости коленчатых валов. 1 э.п. ф-лы, 3 и., 1 табл. сывающих форму индуктора в плоскости щеки.

Устройство (см. фиг, 1 и 2) состоит из активного 1 и спрейерного 2 полувитков, клеммы 3, изоляционного слоя 4, магнитопровода 5, гайки 6, болта 7 и шайбы 8, при помощи которых крепятся клеммы, трубок 9 и 10 для подвода закалочной жидкости. Витки индуктора. выполнены в виде сопряженных между собой дуг окружностей радиусами, соответствующими радиусам коренной и шатунной шеек обрабатываемого коленчатого вала.

Параметры, определяющие форму индуктора в плоскости щеки, находятся из следующих соображений (см, фиг. 3). Найдем расстояние от индуктора до центра окружностей, Рассмотрим трапецию АВОшОк. Ее высота CD равна высоте треугольника ВОГ Е.

Из соотношений для площади Л ВОшЕ имеем:

1804488

= — ICDI R =

1 ш){р — г.)(p — (R — I СВ I )), (1) ! СО -- h-= 2 р(р — гш)(р — г,1(р — (R — . Ц

R откуда получим:

I CD I= Л r„+r +R S к+гш+R Srк гш+R S)(r, +r„, R+Я

2R (3) r +r +R S к+гш+ S гк r +R -«фк+гш R+Sg

2R (6) где R — радиус кривошипа, rm — радиус шатунной шейки до чистовой обработки;

rK — радиус коренной шейки до чистовой обработки, I CB I =S, где 3 — толщина трубУдаление центров окружностей от оси индуктора определяются соотношением !

00щ! =гщ ! й.

I DO„I = гк ! и (4) где гк, rtU — радиусы коренных и шатунных шеек до чистовой обработки; .

Л вЂ” величина перекрытия шерик, Поэтому центры окружностей радиуса-. ми rK и гш, описывающих форму индуктора 8

Устройство работает следующим обра.зом.

Устройство крепится к трансформатору клеммами 3. Индуктор подводится к обрабатываемой поверхности детали так, чтобы щека кривошипа оказалась между полувитками 1 и 2 индуктора, При этом форма полувитков выбрана такой, чтобы максимально приблизить последние к плоскости опасного сечения, что позволяет тормозить развитие возникающих в процессе многоциклового нагружения трещин непосредственно при их возникновении.

Кроме того, эффективность закалки повышается за счет одновременной закалки галтелей, что обусловлено выбором формы полувитков индуктора:

Клеммы 3 индуктора представляют собой пластины, суммарное сечение которых обеспечивает надежную работу индуктора, а также необходимую податливость, не пре,пятствующую схождению и расхождению полувитков, Слой 4 обеспечивает изоляцию клемм одна от другой. Трубка 10 служит для подвода закалочной жидкости в спрейерную область.

Эффективность работы предлагаемого индуктора продемонстрирована посредстки, р == 1/2 (r«. гш (R- S)) полупериметр

Л ВО«««Е.

Из (1) следует: плоскости щек коленчатого вала, лежат нэ пересечении прямых, две из которых параллельны оси индуктора и удалены от него на расстояние ! и

h ««« =- Г««

l hl

h,=r,- — -, (5)

2 а третья перпендикулярна первым двум и удалена от индуктора нэ расстояние вом закалки участков моделей коленчатых валов при их последующих испытаниях на усталость. Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице, 15 Таким образом, предлагаемый индуктор для закалки щек коленвалов позволяет значительно повысить предельный изгибающий момент детали, что обусловлено выбором формы индукторэ в плоскости щеки

20 кривошипэ.

Формула изобретения

1. Индуктор для закалки щек коленвала, содержащий активный и спрейерный участ25 ки, отл ича ю щи и с я тем, что, с целью повышения качества закалки путем обеспечения торможения трещины непосредственно при ее возникновении, участки индуктора выполнены в виде полувитков, 30 при этом каждый полувиток выполнен в виде сопряженных между собой дуг окружностей, образованных соответствующими радиусами коренной и шатунной шеек коленвала, центры которых размещены на оси

35 симметрии щек коленвала и удалены от оси индуктора на расстояния

Ьш = гш — IAI2, Ьк = r, — !Л!2, б г, фгк + гш + R — )(J + гш + R — - )(гк — гш + R — S)(fr + rп — R + 5) 2R где гк, гщ — радиусы коренных и шатунных шеек;

R — радиус кривошипа;

S — толщина трубки, из которой изготовлены витки индуктора;

Л вЂ” величина перекрытия шеек.

2. Индуктор по и. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем. что он выполнен с магнитопроводами, размещенными в местах сопряжения

5 каждого из полувитков.

18044В8

Составитель Н. Янкевич

Редактор А. Купрякова Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор И.Шмакова

Заказ 1071 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина 10)