Способ восстановления коленчатого вала

 

Использование: восстановление и ремонт коленчатых валов двигателей Сущность изобретения1 перед наплавкой замеряют фактическую длину коленчатого вала и удлиняют его на величину Д1ф + + А 1ц, где 1ф - фактическая длина коленчатого вала перед наплавкой, н - фактическая длина коленчатого вала после наплавки; Д1ф - разность между номинальной и фактической перед наплавкой длинами коленчатого вала, А 1Н - разность между фактическими длинами коленчатого вала перед и после наплавки. Изношенные шейки кривошипов затем наплавляют и после охлаждения шлифуют. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)з В 23 К 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«4 (Л ф = h q+ Ьi,, (21) 4785222/08 (22) 23.01.90 (46) 15,08,92. Бюл, M 30 (71) Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (72) С.К.Буравцев (56) Технологический процесс восстановления коленчатого вала двигателя ЗМЗ-53.

ВНПО "Ремдеталь", ГОСНИТИ, M., 1982, с,13, п.19, 20. (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при ремонте коленчатых валов машин и механизмов.

Работоспособность коленчатого вала после износа шеек, исчерпав все ремонтные размеры, нарушается и для последующего его восстановления указанные шейки вала подлежат наплавке металлом. Наплавка ме, талла на шейки кривошипов коленчатого вала связана с воздействием высоких температур, возникновением термических на-. пряжений и влечет за собой деформацию и сближение щек, примыкающих к шейкам, что в свою очередь вызывает уменьшение длины коленчатого вала (укорочение) и изменение радиуса кривошипа.

Часто укорочение коленчатого вала достигает такой величины, что вал невозможно уложить в блок цилиндров автомобильного двигателя.

Известен способ восстановления коленчатого вала, заключающийся в том, что наплавляют металл на изношенные шатун„„. Щ „„1754361 А1 (57) Использование: восстановление и ремонт коленчатых валов двигателей. Сущность изобретения, перед наплавкой замеряют фактическую длину коленчатого вала и удлиняют его на величину! = Л1,р+

+ Л! <, где 1ф — фактическая длина коленчатого вала перед наплавкой; 1н — фактическая длина коленчатого вала после наплавки;

Л ly — разность между номинальной и фак тической перед наплавкой длинами коленчатого вала; Л 4 -- разность между фактическими длинами коленчатого вала перед и после наплавки. Изношенные шейки кривошипов затем наплавляют и после охлаждения шлифуют, 5 ил. ные шейки с одновременным растягиванием коленчатого вала, Затем шейки шлифуют.

Этот способ не позволяет полностью ликвидировать укорочение коленчатого вала, при этом растяжение вала происходит эа счет деформирования (искажения) в наиболее слабых участках щек (перемычек между шейками) с появлением в них опасных напряжений расгения, которые приводят к значительному снижению прочности.

Цель изобретения — повышение качества восстановления с обеспечением номинальной длины коленчатого вала после наплавки.

Поставленная цель достигается тем, что перед наплавкой металла на изношенные шатунные шейки кривошипов замеряют фактическу1о длину коленчатого вала и в зависимости от нее удлиняют его на величину

1T54361 где Л!ф — разность между номинальной (I> ) и фактической перед наплавкой (!ф) длинами коленчатого вала,мм;

Л !н — разность между фактическими перед наплавкой (!ф) и после наплавки (!) длинами коленчатого вала, мм, для чего поочередно каждую иэ подвергаемых наплавке шатунных шеек устанавливают на опоры, которые располагают со стороны оси коленчатого вала, с противоположной стороны шейки прикладывают усилия, подбираемые а зависимости от указанных разностей длины коленчатого вала,и изгибают шейки в плоскостях их кривошипов выпуклостью в сторону оси коленчатого вала, при этом каждый из кривошипов с подвергаемой наплавке шейкой удлиняют эа счет свободного расхождения щек в разные стороны на величину L/n, где n — количество шатунных шеек, подвергаемых изгибу.

Величина удлинения A I> определяется экспериментально путем измерения длины у партии коленчатых валов номинальной длины после наплавки, Она зависит от модели коленчатого вала и вида наплавки.

Подбираемые усилия для воздействия на шейку могут находиться в пределах 2—

300 т на мм длины коленчатого вала в зависимости от его конструкции.

При наплавке металла шейки коленчатого вала остаются изогнутыми, а щеки под влиянием сложного перераспределения термических напряжений при нагреве и охлаждении вала деформируются, сближаясь между собой, чем обеспечивается номинальная длина коленчатого вала, Причем предварительный изгиб шейки кривошипа перед наплавкой металла позволяет исключить принудительное деформирование щек, прилегающих к этим шейкам и являющихся наиболее слабым опасным местом коленчатого вала, и заменить их свободным расхождени"м щек в разные стороны, когда они, поворачиваясь вместе с изгибаемыми шейками, удлиняют коленчатый вал. При наплавке металла на шейки и остывании вала эти щеки под влиянием сложного перераспределения термических напряжений дефор мируются и сходятся, обеспечивая номинальную длину-коленчатого вала.

Поскольку наиболее слабые участки коленчатого вала (щеки) в процессе применяемого способа восстановления не подвергаются силовым воздействиям и деформированию, то первоначальная прочность коленчатого вала не снижается, На фиг.1 показана секция коленчатого вала с изношенной шатунной шейкой до наплавки ее металлом; на фиг.2 — секция коленчатого вала, у которого изгибают предложенным способом шатунную шейку; на фиг,3 — то же, после наплавки металла на изношенную предварительно изогнутую шейку и термической деформации щек; на фиг.4-то же, после шлифования направленной металлом шейки с восстановленной номинальной длиной кривошипа; на фиг.5— четырехсекционный коленчатый вал авто10 мобильного двигателя номинальной длины (а), изменение его длины после наплавки шатунных шеек (б), вал, поступивший в ремонт, с длиной менее номинальной величины (в) и тот же коленчатый вал, удлиненный

55 предложенным способом до (г) и после (д) наплавки

Коленчатый вал, имевший первоначальные параметры кривошипов; длину lo, радиус кривошипа г и диаметр шеек dp, утративший работоспособность вследствие износа шеек, выходящего за пределы ремонтных размеров, и получивший диаметр шеек d>, восстанавливают следующим образом, Перед наплавкой металла на изношенные прямые шатунные шейки 1 замеряют фактическую длину (Ie) коленчатого вала (фиг.1 и 5 в) и сравнивают ее с номинальной длиной (4),B зависимости оТ фактической длины вала удлиняют его на величину L =

= Alp + Al<, где Л!ф — разность между номинальной (!,) и фактической (!ф) длинами коленчатого вала перед наплавкой; Л I<— разность между фактическими перед наплавкой (I>) и после наплавки (I,) длинами коленчатого вала, Для удлинения вала поочередно каждую из подвергаемых наплавке шатунных шеек 1 устанавливают краями на опоры 2, таким образом чтобы опоры 2 располагались со стороны оси вала (фиг,2 и 5г).

С противоположной стороны каждой шейки прикладывают подбираемые в зависимости от указанных разностей длин коленчатого вала (Л!ф и Л IH) усилия Р и изгибают шейки в плоскостях их кривошипов выпуклостью в сторону оси коленчатого вала. Каждый иэ кривошипов с подвергаемой наплавке шейкой 1 удлиняют за счет свободного расхождения его щек в разные стороны на величину L/n, где n — количество шатунных шеек 1, подвергаемых изгибу. Таким образом, длину коленчатого вала увеличивают до значения !, т,е, до величины, обеспечивающей при наплавке и остывании шеек восстановление длины коленчатого вала с учетом его укорочения от деформации щек, Если наплавке подлежат одна или несколько шеек (не все), то только они влияют на изменение общей длины коленчатого ва1754361

Предложенный способ позволяет иметь большой экономический эффект при восстановлении кбленчатых валов наплавкой металла на шейки, сохраняя около 307ь

5 коленчатых валов, которые выбраковываются как окончательный брак в результате черезмерного укорочения, Способ позволяет сохранить ремонтный фонд, экономить запасные части и металл на изготовление этих

10 запасных частей.

Сйособ восстановления коленчатого ва15 ла, при котором на изношенные шейки кривошипов наплавляют металл и после охлаждения наплавленные шейки шлифуют, отличающийся тем, что, с целью повышения качества восстановления путем

20 обеспечения номинальной длины коленчатого вала после наплавки, перед наплавкой замеряют фактическую длину коленчатого вала и удлиняют его на величину

25 L= h,l4,+ AIH, где Л !ф — разность между номинальной и фактической перед наплавкой длинами коленчатого вала, мм;

30 Л I — разность между фактическими длинами коленчатого вала перед и после наплавки, мм, для чего поочередно каждую из шатунных шеек восстанавливаемого кривошипа устанавливают на опоры; которые

35 располагают со стороны оси коленчатого вала, с противоположной стороны шейки прикладывают усилие и изгибают шейки выпуклостью в сторойу оси коленчатого ва- ла, при этом каждый из кривошипов с под40 вергаемой наплавке шейкой удлиняют на величину 1/è, где n — количество шатунных шеек, подвергаемых наплавке, ла, так как только в результате их наплавки будут деформироваться примыкаемые к . ним щеки. Следовательно, только эти шатунные шейки должны подвергаться изгибу с целью восстановления номинальной длины коленчатого вала.

Затем производят наплавку металла на предварительно изогнутые изношенные шейки коленчатого вала, при которой щеки, сопряженные с ними, под влиянием сложного перераспределения термических напряжений деформируются и сходятся; обеспечивая номинальную длину коленчатого вала (фиг.3 и 5 д).

Далее шлифуют заплавленные пред- . варительно изогнутые шейки 1 до диа. метра do, выдерживая при этом радиус гю кривошипов, равным по первоначальному значению (фиг.4). Наличие и рипуска на шлифование позволяет восстановить номинальное значение диаметра шеек.

После проведения в описанной последовательности действий работоспособность коленчатого вала восстанавливается, Предложенйый способ восстановления коленчатого вала высокоэффективен, так как обеспечивается полная восстанавливаемость номинальной длины коленчатого вала при наплавке изношенных шеек, Этот способ прост, не требует больших затрат и специал ьн ого дорогостоя щего оборудования, технологичен, поскольку позволяет производить удлинение коленчатого вала в . холодном состоянии с возможностью непосредственного контроля за результатами процесса, при этом исключается силовое воздействие на наиболее опасные слабые элементы коленчатого вала — щеки, что способствует сохранению его прочности и позволяет использовать этот способ для восстановления коленчатых валов из хрупких материалов — чугунов.

Формула изобретения

1754361

1754Э61

+ nxud u м-Ф

1754361

Составитель С.Буравцев

Техред M. Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор А.Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2849 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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