Способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания



Способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания
Способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания
Способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания

 


Владельцы патента RU 2487002:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) (RU)

Изобретение относится к технологии ремонта деталей, в частности коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания. Проводят обработку детали в установленные ремонтные размеры, предварительно проводят снятие с шейки материала оставшегося упрочненного азотированием слоя с помощью электроэрозионной обработки на глубину 0,4 мм. Затем проводят закалку шейки током высокой частоты, шлифовку в ремонтный размер и полирование шейки. Обеспечивается возможность получения необходимой твердости шеек коленчатого вала и увеличивается их срок службы. 3 ил.

 

Изобретение относится к технологии ремонта деталей, в частности коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Изобретение относится к области электроэрозионной обработки металлов и может быть использовано при ремонте упрочненных азотированием шеек коленчатых валов ДВС (фиг.1).

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности получения необходимой твердости шеек коленчатого вала после снятия с них упрочненного азотированного слоя для проведения дальнейшей закалки ТВЧ и механической обработки.

Известен способ ремонта шеек коленчатого вала с применением накладок (патент механической обработки и пайки кольцевых ленточных накладок (патент RU 2074802 C1, 10.03.1997, B23P 6/00), заключающийся в том, что на изношенную поверхность шейки устанавливают основную кольцевую ленточную накладку с нанесены на ее внутреннюю поверхность пастообразным припоем и фиксируют ее на шейке контактно-точечной импульсной пайкой, после чего на наружной стороне поверхности основной накладки последовательно размещают по меньшей мере одну дополнительную кольцевую ленточную накладку с пастообразным припоем на внутренней поверхности, фиксируемую контактно-импульсной пайкой, причем сумму толщин основной и дополнительной 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.

Недостатками такого способа ремонта являются высокая трудоемкость, вызванная необходимостью изготовления нескольких ленточных накладок, их неоднократной пайкой и механической обработкой, а также высокая концентрация напряжений в местах изменения сечений, приводящая к снижению прочности коленчатого вала. Кроме того, пайка не обеспечивает необходимой надежности и долговечности.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ ремонта упрочненных индукционной закалкой (ТВЧ) коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, включающий шлифовку шеек на установленные ремонтные размеры с последующей финишной обработкой, например суперфинишированием или полировкой и др. (см. Чернышов Г.Д., Созинов Г.И., Кротов В.М., Бесчастнов В.А. «Ремонт двигателей ЯМЗ», Москва, Транспорт, 1974, с.21-30).

Недостатком такого способа ремонта применительно к шейкам, упрочненным азотированием, является снижение допустимого уменьшения размера упрочненных ионным азотированием шеек от номинального до ремонтного размера, не превышающего 0,4 мм (на сторону), из-за резкого уменьшения твердости (кривая 3, фиг.2), износостойкости и прочности шеек коленчатых валов вследствие утоньшения, вплоть до полной выборки, упрочненного слоя после перешлифовки, что не позволяет, как в прототипе, значительную часть коленчатых валов восстановить перешлифовкой в ремонтные размеры. Ремонт шлифовкой в первый ремонтный размер 0,25 мм на сторону возможен только на шейках, не имеющих задиров, забоин, прижогов и при отсутствии изгиба, и скручивания коленчатого вала. Для основной массы шеек при ремонте ДВС применяются последующие ремонтные размеры с шлифовкой 0,5 мм, 0,75 мм, 1,0 мм на сторону, для которых имеются соответствующие ремонтные вкладыши. При этом требуется производить повторно термообработку или наплавку шеек, дающие необходимую твердость. Но это неприменимо для шеек, упрочненных азотированием из-за того, что повторная индукционная закалка или наплавка технологически невозможна на азотированном слое. Требуется удаление азотированного слоя, а процесс снятия азотированного слоя посредством шлифовки является трудоемким и требует расхода большого количества шлифовальных кругов.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи продления срока службы коленчатых валов при обеспечении высокой надежности.

Технический результат изобретения достигается тем, что поверхности шеек коленчатого вала подвергают электроэрозионной обработке (фиг.3) для снятия оставшегося упрочненного азотированием слоя на глубину азотированного слоя, затем поверхности шеек вала упрочняют индукционной закалкой током высокой частоты (ТВЧ), перешлифовывают и полируют в ремонтный размер. Это обеспечивает отсутствие появления дефектов шеек коленчатых валов при закалке ТВЧ: трещин, отслоений, пузырений. Последующая шлифовка поверхностей шеек на установленный ремонтный размер позволяет восстанавливать до 80% коленчатых валов с задирами шеек.

Использование предложенного способа ремонта азотированных коленчатых валов двигателей КамАЗ предлагается следующим образом. Коленчатый вал изготовлен из стали 42 ХМФА. Химический состав в %: углерод 0,40-0,45; ванадий 0,08-0,12; марганец 0,5-8; кремний 0,17-0,37; хром 1,0-1,3; молибден 0,35-0,45, остальное - железо. Процесс азотирования осуществляется по всей поверхности коленчатого вала объемным методом. Глубина упрочненного азотированного слоя у шатунных и коренных шеек составляет не более 0,4 мм.

Предлагается производить ремонт упрочненных азотированием шеек коленчатых валов удалением азотированного слоя электроэрозионной обработкой с последующей закалкой током высокой частоты (ТВЧ), шлифованием и полированием.

Описанный способ ремонта шеек коленчатых валов повышает долговечность путем создания необходимой твердости шеек за счет обеспечения возможности применения известного и доступного способа закалки ТВЧ по ранее упрочненным азотированном шейкам.

Способ ремонта упрочненной азотированием шейки коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания, включающий обработку в установленные ремонтные размеры, отличающийся тем, что предварительно проводят снятие с шейки материала оставшегося упрочненного азотированием слоя с помощью электроэрозионной обработки на глубину 0,4 мм, после которой проводят закалку шейки током высокой частоты, шлифовку в ремонтный размер и полирование шейки.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к машиностроению, а именно к производству двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано при создании и эксплуатации двигателей различных классов и двигателей, различных по назначению.
Изобретение относится к области энергетического машиностроения и предназначено преимущественно для элементов и/или узлов камеры сгорания (КС) двигателей. .

Изобретение относится к машиностроению и м.б. .
Изобретение относится к способам формирования поверхностных слоев деталей с заранее заданными триботехническими свойствами. .

Изобретение относится к поршневым двигателям внутреннего сгорания, преимущественно к дизельным. .
Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, конкретно к парам трения в ДВС и может быть использовано в общем машиностроении, например, в компрессорах, насосах и т.д.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для увеличения срока службы двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к рельсовому транспорту, в частности к железнодорожному транспорту, и может быть использовано для восстановления изношенных поверхностей обода вагонных колес методом наплавки.
Изобретение относится к области восстановления изношенных деталей и может быть использовано для восстановления с упрочнением наружных и внутренних цилиндрических, плоских и сложнопрофильных поверхностей деталей из черных и цветных металлов и сплавов.

Изобретение относится к области ремонта почвообрабатывающих, землеройных и погрузочных машин, в частности к восстановлению и упрочнению изношенных деталей, работающих в почвенной среде, и может быть использовано для возобновления ресурса конструктивных элементов строительной, сельскохозяйственной и дорожной техники.

Изобретение относится к способу механической обработки компонентов двигателя внутреннего сгорания посредством изменяющего качество поверхности обрабатывающего инструмента.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к восстановлению резьбы на валах без изменения первоначального размера, и может быть использовано при сорванной, изношенной резьбе или при наличии забоин на ней.
Изобретение относится к области восстановления изношенных деталей, например, может быть использовано для восстановления с упрочнением наружных и внутренних цилиндрических, плоских и сложнопрофильных поверхностей деталей из алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к способу восстановления элементов турбомашины. .
Изобретение относится к машиностроительному, металлургическому, транспортному и другим видам производств, где используются зубчатые передачи с чугунными зубчатыми колесами, и предназначено для восстановления изношенных слоев на рабочих поверхностях зубьев зубчатых колес.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в турбомашиностроении при восстановительном ремонте наплавкой или сваркой и модернизации рабочих и направляющих лопаток паровых турбин, газоперекачивающих установок и компрессоров газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к способу ремонта изношенной торцевой части металлической пластины ремонтируемой детали. .

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и может быть использовано для стабилизации межэлектродного промежутка на оптимальной величине при электроэрозионной обработке.
Наверх