Обкатная головка шеек коленчатого вала (конструкторская часть дипломного проекта)

8.1. Обоснование актуальности разработки.
Коленчатый вал является очень нагруженной деталью двигателя, работает при перегрузках. В процессе эксплуатации накапливаются усталостные напряжения.
Зоной накопления усталостных напряжений в тракторных двигателях являются галтели. В автомобильных двигателях этой зоной является центральная часть шеек. Для снятия напряжений у последних хватает лишь шлифования, т.е. снятие этого напряжения шлифовальным инструментом. В тракторных двигателях галтели нельзя шлифовать.
Во время шлифования коренных и шатунных шеек галтели вала подрезаются, задираются. Прочность снижается. Шероховатость увеличивается. Галтели вала являются ответственной частью коленчатого вала. При наличии трещин коленчатый вал выбраковывают. При этом в процессе восстановления галтели подвергаются только шлифованию (одновременно с шейками). Шлифование производится кругом со скругленными кромками в размер радиуса галтели. При таком шлифовании на галтелях могут образовываться микротрещины (недостаточное охлаждение), а при износе круга – изменение радиуса галтели. Всё это ведёт к образованию, во время эксплуатации, трещин в зоне галтелей и ведёт к выбраковке вала. Если это происходит во время гарантийного периода (завод даёт гарантию на восстановленные детали), то завод восстанавливает брак себе в убыток, если брак обнаруживается при проведении контрольной операции, завод несёт затраты по исправлению брака. При проведении контроля, где-то в 20 случаях из 100 восстановленные галтели коленчатого вала не соответствуют техническим требованиям на восстановления (отклонения радиуса галтели от номинального; обнаружение микротрещин).
Повысить качество ремонта коленчатого вала, снизить количество брака и, соответственно, снизить расходы предприятия можно благодаря введению операции позволяющей упрочнить галтель, придать ей правильную форму. Применение поверхностного пластического деформирования позволит решить вышепоставленную задачу. При ППД объем металла детали остается постоянным, увеличивается прочность, износостойкость, снижается шероховатость


8.3. Устройства и принцип работы.
Обкатная головка шеек коленчатого вала предназначена для упрочнения галтелей путем пластического деформирования роликами. Верхняя головка состоит из корпуса 4, в котором установлен подшипник 22, который установлен на оси. Наружная обойма подшипника сопрягается с роликом 2, который в свою очередь сопрягается с деформирующими роликами 8. Ролики 8 удерживаются сепаратором, который соединен с корпусом. В верхней части корпуса имеется отверстие для подвода СОЖ, которая через специальные каналы смазывает промежуточный ролик 2, и соответственно деформирующие ролики и саму деталь. Радиус деформирующего ролика
+0,2
(равен R4-0,5) соответствует радиусу галтели. Устройство нижней обкатной головки немного отличается. Деформирующие элементы – ролики
+0,2
цилиндрической формы со скруглениями радиусом R4-0,5 Ролики опираются на игольчатые подшипники, которые состоят из оси 4, иголок 5 и ролика 3 в виде кольца. Подшипник с иголками фиксируются правой и левой щекой 1,2; пластины 7,8 удерживают деформирующие ролики от осевого смещения.
Работает устройство следующим образом. Сила деформирования передается от цапф корпусу, затем оси 5 и через подшипник 22 на ролик 2 и на ролик 8. Коленвал вращается в центрах станка 16К20М. Упрочняющее устройство подводится к шейкам суппортами так, чтобы деформирующий ролик касался галтели. Вращательное движение от коленвала передается ролику 8, затем ролику 2 и на наружную обойму подшипника, которая вращается относительно оси 5. В процессе деформации подается смазывающе - охлаждающая жидкость. Процесс деформации рекомендуется вести со следующими режимами: усилие деформации Р=1500Н; S=0,1мм/об; V=24м/мин; n=125мин-1.