ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания

Классы МПК:B23P6/00 Восстановление или ремонт изделий
B23H1/00 Электроэрозионная обработка, те удаление металла серией быстропротекающих электрических разрядов между электродом и заготовкой в среде текучего диэлектрика
F02B77/02 поверхностные покрытия для частей, омываемых горячими газами
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-10-03
публикация патента:

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. способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов   двигателей внутреннего сгорания, патент № 2487002

Рисунки к патенту РФ 2487002

способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов   двигателей внутреннего сгорания, патент № 2487002 способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов   двигателей внутреннего сгорания, патент № 2487002 способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов   двигателей внутреннего сгорания, патент № 2487002

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.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

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.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2487002

patent-2487002.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B23P6/00 Восстановление или ремонт изделий

Патенты РФ в классе B23P6/00:
способ упрочнения рабочего органа почвообрабатывающей машины -  патент 2529610 (27.09.2014)
способ ремонта полых валков центробежной машины для получения минеральной ваты -  патент 2529147 (27.09.2014)
способ упрочняющего восстановления стрельчатых лап культиваторов различного назначения -  патент 2527558 (10.09.2014)
способ восстановления лопатки турбины, снабженной по меньшей мере одной платформой -  патент 2527509 (10.09.2014)
способ восстановления изношенных поверхностей металлических деталей -  патент 2524470 (27.07.2014)
способ и устройство для обработки уплотнительной поверхности запорной арматуры -  патент 2521569 (27.06.2014)
способ восстановления лемехов плугов -  патент 2520875 (27.06.2014)
способ ремонта диска вентиляторного ротора турбореактивного двигателя, вентиляторный ротор турбореактивного двигателя и турбореактивный двигатель -  патент 2519707 (20.06.2014)
способ задержки развития дефектов в конструкциях и устройство "токмач" для его осуществления -  патент 2519386 (10.06.2014)
способ восстановления и упрочнения стальных рабочих лопаток влажнопаровых ступеней паровой турбины -  патент 2518036 (10.06.2014)

Класс B23H1/00 Электроэрозионная обработка, те удаление металла серией быстропротекающих электрических разрядов между электродом и заготовкой в среде текучего диэлектрика

Патенты РФ в классе B23H1/00:
способ улучшения прирабатываемости пары трения "вкладыш подшипника - шейка вала" -  патент 2528070 (10.09.2014)
способ электроэрозионного легирования поверхностей стальных деталей -  патент 2524471 (27.07.2014)
способ восстановления изношенных поверхностей металлических деталей -  патент 2524470 (27.07.2014)
способ обработки вкладышей подшипников скольжения -  патент 2524467 (27.07.2014)
способ электроэрозионной обработки прецизионных сферических поверхностей -  патент 2507042 (20.02.2014)
способ стабилизации межэлектродного промежутка при электроэрозионном профилировании шлифовальных кругов с помощью автоматического экстремального регулятора подачи электрода -  патент 2486037 (27.06.2013)
способ автоматического управления системой подготовки и регенерации электролита и устройство для его воплощения -  патент 2471594 (10.01.2013)
трущаяся деталь в смазочной среде, работающая при контактном давлении, превышающем 200 мпа -  патент 2466307 (10.11.2012)
устройство для искровой обработки -  патент 2465990 (10.11.2012)
способ изготовления электрода для искровой модификации поверхности и электрод для искровой модификации поверхности -  патент 2465981 (10.11.2012)

Класс F02B77/02 поверхностные покрытия для частей, омываемых горячими газами

Патенты РФ в классе F02B77/02:
гильза цилиндра -  патент 2470172 (20.12.2012)
теплоизолирующее покрытие -  патент 2323357 (27.04.2008)
способ обеспечения минимальных механических потерь в цилиндро-поршневых группах двигателя внутреннего сгорания при формировании покрытий поверхностей деталей без разборки двигателя -  патент 2309274 (27.10.2007)
способ нанесения защитного покрытия на деталь тяжелого машиностроения -  патент 2300651 (10.06.2007)
способ обеспечения минимальных механических потерь в поршневых машинах-двигателях внутреннего сгорания -  патент 2263217 (27.10.2005)
адиабатная поршневая камера -  патент 2205284 (27.05.2003)
двигатель внутреннего сгорания с деталями, имеющими поверхностное покрытие, и установка для получения покрытия -  патент 2143573 (27.12.1999)
способ получения совместимости пар трения для двигателей внутреннего сгорания -  патент 2119587 (27.09.1998)
способ повышения износостойкости гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания -  патент 2100633 (27.12.1997)
способ работы двигателя внутреннего сгорания и каталитическая композиция для его осуществления -  патент 2069774 (27.11.1996)




Наверх