Усталостные испытания коленчатых валов
Усталостные
испытания коленчатых валов проводились в условиях знакопеременного кручения.
Образцами служили отрезки нормального коленчатого вала, состоящие из двух
?атунных и двух коренных ?еек. Усталостная прочность новых коленчатых валов
(первая серия) была принята за 100%. Шейки валов второй и третьей серий
наплавлялись вибродуговым способом на обычно принятых режимах, причем образцы
второй серии наплавлялись от галтели к галтели, а образцы третьей серии - от
середины ?ейки к галтели. Образцы четвертой серии восстанавливались способом
автоматической наплавки под флюсом АН348А с добавкой к нему 4-6% (по весу)
коллоидального графита для увеличения твердости слоя. Образцы пятой серии
наплавляли в защитной среде углекислого газа проволокой 10X13. Образцы ?естой
серии наплавляли под флюсом АН348А пружинной проволокой II класса (ГОСТ
9389-60). Вначале наплавляли галтели, затем цилиндрическую часть ?еек. После
наплавки образцы подвергали отпуску (2 часа при 650°) и затем ?ейки закаливали
на установке т.в.ч. Галтели не закаливали.
Таким
образом были изучены наиболее распространенные случаи восстановления коленчатых
валов. ?сследования показали, что вибродуговая наплавка значительно (на 54-55%)
снижает прочность коленчатых валов, в связи с чем были разработаны методы
упрочнения таких валов путем наклепа галтелей чеканкой. Автоматическая наплавка
под флюсом и наплавка в среде углекислого газа также снижают усталостную
прочность вала, хотя и в мень?ей мере (на 36,5-39,5%).
Полное
сохранение усталостной прочности вала обеспечивается только в случае
восстановления вала наплавкой под флюсом с последующими высоким отпуском и
закалкой ?еек.
Как
показывает опыт эксплуатации, срок службы некоторых коленчатых валов, в том
числе и у автомобиля ГАЗ51, дополнительно снижается из-за того, что глубина
слоя закалки на ?ейках недостаточна. Поэтому уже после двухчетырех ?лифовок
твердость, а следовательно, и износостойкость ?еек резко понижаются. Этим, а
также отсутствием вклады?ей последних ремонтных размеров объясняется
недостаточный срок службы коленчатого вала автомобиля ГАЗ51.
Технология
восстановления коленчатых валов достаточно сложна и требует специального
оборудования и высокой квалификации исполнителей.
В настоящее
время наиболее ?ирокое распространение получили два варианта технологии
восстановления коленчатых валов наплавкой под флюсом. По первому варианту
наплавка осуществляется проволокой У7У8 (Нп80 по ГОСТ 10543-63) под флюсом
АН348А. Наплавленные ?ейки обрабатывают на токарном станке. Затем валы
подвергают высокому отпуску в печи при 650° или нормализации. После этого ?ейки
валов закаливают на установке т.в.ч. и ?лифуют до номинального размера.
По второму
варианту ?ейки наплавляют проволокой У7 или У8 (Нп65 и Нп80) под слоем
специально изготовленного легирующего керамического флюса. Наплавленный слой
при этом имеет высокую твердость, и термообработка ?еек исключается.
Преимуществами
первого варианта являются снятие сварочных напряжений отпуском, значительное
облегчение механической обработки, сохранение высокой усталостной прочности
вала.
Преимущество
второго варианта состоит в умень?ении трудоемкости и исключении операции
закалки т.в.ч. Однако в этом случае возникает необходимость изготовления
специального флюса, который централизованно не поставляется. Затрудняется также
и обработка наплавленных ?еек, поскольку проточка ?еек исключается вследствие
высокой твердости слоя.
|