Валы коленчатые —Увеличение прочности

Коленчатые валы автотракторных двигателей изготовляют из углеродистых и легированных сталей или из высокопрочных чугунов, модифицированных магнием, из никелемолибденовых чугунов и др. Литые валы обычно полые, имеют несколько увеличенные диаметры коренных и шатунных шеек, большую толщину щек и радиусы галтелей. Литые валы имеют меньшую прочность при изгибе, чем кованые. Внутренние полости литых валов обычно бочкообразные, благодаря чему уменьшается неравномерность толщины тела в разных сечениях вала и повышается плотность отливки. [c.376]

Рис. 210. Увеличение прочности коленчатых валов

В конструкции 4 диаметр шеек увеличен до появления перекрытия шатунных и коренных шеек, обеспечивающего прямую связь шеек (участок п). Введена бочкообразная расточка шатунной и коренной шеек, снижающая концентрацию напряжений от маслоподводящих отверстий в щеках коленчатого вала и увеличивающая прочность соединения шеек со щеками. Совокупность всех этих мер значительно увеличивает прочность коленчатого вала по сравнению с исходной конструкцией. [c.336]

Чугун с шаровидным графитом и металлической основой из пластинчатого или зернистого перлита — наиболее распространенный материал для изготовления коленчатых валов двигателей автомобилей, тракторов, комбайнов, тепловозов и других машин. В простейшем случае термообработка вала ограничивается старением, что позволяет механически обрабатывать валы с минимальной правкой для ликвидации коробления. Для увеличения прочности прибегают к термообработке или к легированию никелем, хромом, молибденом, медью. Для повышения циклической вязкости материала создают чугун со смешанной формой графита — в литье до [c.324]

Необходимо отметить, что чрез-г. мерное уменьшение толщины щек ё (с целью снижения веса коленчатого вала и увеличения длины коренных и шатунных шеек) приводит, как правило, к поломкам коленчатого вала, причем местами поломок являются обычно щеки. Для обеспечения возможно большей прочности коленчатого вала желательно, чтобы напряжения изгиба в щеках вала были бы примерно такими же, как и в шатунных шейках. [c.220]

Для увеличения прочности коленчатых валов в США и Англии широко применяется упрочнение шеек коленчатых валов накаткой их поверхности роликами. Давление на ролики с постепенным его увеличением осуществляется гидравлическим приводом. Максимальной величины давление достигает на пятом обороте вала и сохраняется в течение 10-12 следующих оборотов. Затем давление плавно снижается. [c.53]

На литом чугунном блоке размещены узлы и агрегаты дизеля. Блок с подвесками образует постели для коленчатого вала. Для увеличения жесткости и прочности соединения подвески в поперечном направлении стянуты болтами. При переборках дизеля эти болты следует надежно затянуть. [c.84]

Значит, этот вал (рис. 2.78, а) действительно представляет собой элементарный механизм, и с точки зрения структуры механизмов он является работоспособным. Однако на практике такой коленчатый вал (рис. 2.78, а) из-за малой жесткости не применяют. Этот вал с целью увеличения прочности и жесткости выполняют многоопорным (рис. 2.78, б). [c.162]

Постройка агрегатов большой мощности ограничивается числом оборотов коленчатого вала двигателя, так как рост.числа оборотов вала поршневого двигателя увеличивает силы инерции движущихся деталей (поршни, шатуны и пр.). Это приводит к утяжелению конструкции в связи с необходимостью увеличения прочности и массы частей двигателя. Поэтому скорость вращения вала крупных стационарных двигателей находится в пределах 300—600 об/мин, для быстроходных (карбюраторных) двигателей она составляет 3000—5000 об мин, а для транспортных дизелей 1000—2500 об мин. [c.519]

Наклеп ротационным упрочнителем применяют, например, для упрочнения коленчатых и торсионных валов. Процесс ведут на токарном станке с помощью приспособления (см. рис. 3.45). Усталостная прочность в результате наклепа повышается на 30...60 %. Этому способствует увеличение нормального давления (силы удара) и продолжительности упрочнения, однако до определенного предела. [c.541]

Хромистые стали (ЗОХ, 38Х, 40Х, 50Х) идут на изготовление коленчатых валов, зубчатых колес, осей, втулок, болтов, гаек. Эти стали характеризуются небольшой прокаливаемостью (15...25 мм), склонны к отпускной хрупкости. Прочность сталей увеличивается с увеличением содержания углерода, но при этом снижается пластичность. [c.88]

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 55 отличаются большой прочностью, но меньшей пластичностью, чем низкоуглеродистые. Их применяют после улучшения, нормализации и поверхностной закалки. В улучшенном состоянии — после закалки и высокого отпуска на структуру сорбита — достигаются высокая вязкость, пластичность и, как следствие, малая чувствительность к концентраторам напряжений. При увеличении сечения деталей из-за несквозной прокаливаемости механические свойства сталей снижаются. После улучшения стали применяют для изготовления деталей небольшого размера, работоспособность которых определяется сопротивлением усталости (шатуны, коленчатые валы малооборотных двигателей, зубчатые колеса, маховики, оси и т. п.). При этом возможный размер деталей зависит от условий их работы и требований к прокаливаемости. Для деталей, работающих на растяжение, сжатие (например, шатуны), необходима однородность свойств металла по всему сечению и, как следствие, сквозная прокаливаемость. Размер поперечного сечения таких нагруженных деталей ограничивается 12 мм. Для деталей, испытывающих главным образом напряжения изгиба и кручения (валы, оси и т. п.), которые максимальны на поверхности, толщина упрочненного при закалке слоя должна быть не менее половины радиуса детали. Возможный размер поперечного сечения таких деталей — 30 мм. [c.281]

Для получения большой мощности можно пойти двумя путями или увеличивать силу тяги, развиваемую двигателем, или увеличивать его быстроходность. Первый путь связан с увеличением силовых нагрузок на все движущиеся части двигателя. Например, в автомобильном моторе такое увеличение мощности будет связано с увеличением сил давления на поршни, шатуны, коленчатый вал и т. д. Но все материалы обладают ограниченной прочностью. Поэтому, для того чтобы детали смогли выдерживать действие таких больших сил, нужно увеличивать размеры деталей, делать их более массивными. Все мощные тихоходные машины оказываются необычайно громоздкими. [c.256]

Изменение размеров деталей при ремонте ограничивается необходимой прочностью самой детали (например, толщиной стенки цилиндра, диаметром шейки вала и т. д.). Для цилиндров двигателя ЗИЛ-130, например, установлено три ремонтных размера с увеличением диаметра цилиндра соответственно на 0,5, 1,0 и 1,5 мм для коренных и шатунных шеек коленчатого вала — семь ремонтных размеров с уменьшением диаметра шейки на 0,05, 0,3, 0,6, 1,0, 1,25, 1,5 и 2 мм. [c.520]

Литые коленчатые валы обладают меньшей по сравнению со штампованными валами прочностью, что может привести к необходимости увеличения размеров вала и даже полного изменения его конструкции. Заслуживает внимания применение пустотелых литых коленчатых валов, отличающихся небольшим весом и достаточной жесткостью. Трехопорный вал такого типа приведен на рис. 125. К числу отрицательных качеств литых коленчатых валов относится также пока еще значительный процент брака литых заготовок (раковины, искажение форм и т. д.). [c.202]

Снижение веса коленчатого вала без уменьшения (а тем более при увеличении) его прочности и жесткости является весьма желательным, [c.211]

Расчеты по определению изменения запасов прочности коленчатых валов авиационных поршневых двигателей [61 при форсировании двигателя путем увеличения оборотов или наддува (давление наддува р ) показывают, что при форсировании по наддуву запасы прочности эле- [c.220]

Способ ремонта коленчатого вала одного из двигателей показан на рис. 143. Стальной вал лопнул по шейке колена (рис. 143, а). Так как на шейке нельзя обеспечить повышенную прочность сварного соединения за счет увеличения его сечения, то применяют следующий способ ремонта. [c.220]

У выправленных чеканкой коленчатых валов не наблюдается увеличения концентраций напряжений в опасных сечениях, поэтому их усталостная прочность не снижается. Изношенные отверстия под штифты фланца развертывают под ремонтный размер, который превышает [c.266]

При длительной такой работе коленчатый вал двигателя может выйти из строя, хотя напряжения, полученные при обычном расчете его на прочность, и не превосходят допускаемых. Указанные явления наблюдаются только на определенных скоростных режима.х при увеличении или уменьшении числа оборотов коленчатого вала стуки и вибрации ослабевают, а затем и исчезают. [c.72]

В последнее время за рубежом головку цилиндров, блок-картеры, коленчатые и распределительные валы, а также ряд других деталей изготовляют из модифицированного чугуна. Головки и блоки цилиндров, изготовленные из такого чугуна, по сравнению с головками и блоками их алюминиевых сплавов обладают меньшей стоимостью, большей прочностью и меньшими температурными деформациями. Некоторое увеличение веса двигателя с головками и блок-картерами из модифицированного чугуна может быть значительно снижено применением тонкостенного литья и изменением конструкции нижней части блок-картера. [c.126]

Расчеты по определению изменения запасов прочности коленчатых валов авиационных поршневых двигателей [6] при форсировании двигателя путем увеличения оборотов и наддува показывают, что при форсировании по наддуву запасы прочности элементов коленчатого вала снижаются значительно сильнее, чем при форсировании по оборотам. [c.187]

Допускаемые усилия на ползуне, определяемые по прочности коленчатого вала и крутящему моменту, передаваемому муфтой, с увеличением угла поворота коленчатого вала уменьшаются. [c.124]

Па по щекам и 3,2-10 Па по шейкам. Предел выносливости образцов из стали 45 примерно в 5—15 раз больше, чем предел выносливости коленчатых валов из той же стали. При увеличении радиуса закругления галтелей до 3 мм предел выносливости по щекам возрастает примерно на 30%. С увеличением радиуса закругления до 6 мм почти прекратились поломки коленчатых валов из-за низкой усталостной прочности. [c.112]

Кроме того, необходимо иметь в виду, что при электролитическом хромировании снижается усталостная прочность коленчатых валов из-за возникновения в слое хрома растягивающих остаточных напряжений. Величина растягивающих остаточных напряжений зависит от толщины слоя хрома, причем с увеличением толщины слоя остаточные напряжения возрастают. При толщине слоя хрома 0,300 мм растягивающие остаточные напряжения достигали 4,0-10 Па. [c.115]

Треи ины, наблюдаемые у коленчатых валов дизелей ДЮО и Д49, носят усталостный характер. Первоначально трещины возникают на поверхности галтелей, т. е. в местах сопряжения шейки со щеками кривошипа. Хотя развитие трещин происходит медленно, однако они в конце-концов приводят к поломке вала. Основной причиной возникновения трещин у чугунных коленчатых валов, имеющих недостаточную к тому же усталостную прочность, следует считать длительную работу валов на ступенчатых опорах, в результате чего некоторые коренные шейки вала не опираются на свои подшипники, а как бы провисают над ними. При работе в этих местах вал прогибается, в галтелях его шеек возникают чрезмерные напряжения, которые и вызывают появление трещин. Кроме того, прогиб вала способствует резкому увеличению давления на кромки рабочих вкладышей, что в свою очередь приводит к разрушению масляной пленки и полусухому трению в подшипниках. Трещины у валов выявляют одним из методов неразрушающего контроля (п. 2,3). Чугунные валы дизелей с любой Трещиной независимо от места их расположения бракуют. [c.134]

Увеличением радиуса кривизны галтели (рис. 6, а) с 0,Ы до 0,2d можно снизить к(, на 20—25%. Можно сделать ступенчатый вал с галтелью на свободном участке практически без концентрации напряжений, если переходный участок может иметь значительную длину — до l,6d (рис. 6, б). Прочность коленчатых валов за счет формы увеличивают в 2—3,5 раза. [c.8]

На рис. 225 показан пример последовательного увеличения усталостной прочности кривошипа коленчатого вала. [c.318]

Шатун соединяет поршень с кривошипом коленчатого вала, передает на коленчатый вал силу от давления газов во время такта рабочего хода, а при других тактах приводит поршень в движение. Шатун 8 (рис, 6) состоит из верхней головки 7, которая соединена пальцем 6 с поршнем 14, стержня и нижней головки 10. Для увеличения прочности стержень шатуна обычно имеет двутавровое сечение. Нижнюю головку делают обычно разъемной. Съемная половина нижней головки, называемая крышкой II шатуна, присоединена к шатуну болтами 9. В верхнюю неразъемную головку у многих двигателей установлена бронзовая втулка. В нижнюю, разъемную, головку вставлены вкладыши 4, которые могут быть сталеалюминиевые (ВАЗ), сталебронзовые (МеМЗ, Москвич ), сталебаббитовые (ГАЗ-24). [c.28]

Вследствие более высоких величин давлений в пространстве сгорания конструкция дизеля оказывается более тяжелой, чем карбюраторного двигателя. Толщина стенок картера и усилительных ребер должна быть для дизеля большей. При изготовлении коленчатого вала дизеля обязательно применение материала, обладающего высокой прочностью. Так как максимальные значения нагрузок на подшипники очень высоки (200—300 кг1см ), применение обычных вкладышей с заливкой баббитом не представляется возможным. Вместо баббита применяются свинцовистые бронзы твердостью до 100 по Бринелю. С увеличением твердости подшипникового сплава растет и износ шеек коленчатого вала. Коленчатые валы автомобильных дизелей следует поэтому подвергать закалке. Целесообразным является применение закалки пламенем газовой горелки или токами высокой частоты. Глубина закаленного слоя составляет обычно несколько миллиметров с тем, чтобы при смене подпшпников можно было еще несколько раз прошлифовывать шейки вала. Твердость закаленной щейки Н= 60. [c.387]

Коленчатые валы. На рис. 210 показаны способы повышения циклической прочности коленчатых валов. Исходная конструкция 1 обладает / малой прочностью. В конструкции 2 прочность повышена увеличением диаметра коренных и шатунных шеек, а также сечений щёк. УвёМчёнйё диаметра шеек сокращает длину наиболее опасных по прочности участков [c.335]

В табл. 14 в качестве примера даны некоторые режимы термической обработки коленчатых и распределительных валов автомобилей, подтверждающие высказанное выше положение. В связи с изложенным приведенные в табл. 15 примеры носят обобщенный рекомендательный характер. В таблице сосредоточены примеры использования индукционного нагрева для поверхностной закалки деталей в целях увеличения их износостойкости. Это наиболее широкая и часто встречающаяся на практике область применения. Анализ приведенных примеров показывает возможность использования пЬверхностной закалки с нагревом ТВЧ и охлаждением в разных средах для широкого класса конструкционных материалов, что обеспечивает заданный уровень свойств прочности. В большинстве случаев для снятия напряжений и достижения требуемого уровня пластичности используют самоотпуск. Иногда технология включает ускоренные режимы электроотпуска (оси коромысел клапанов двигателей, мелкие валы с большим числом концентраторов напряжений на плицах н отверстиях) или низкотемпературный отпуск 150—250° С, проводимый в расположенных рядом печах. Обычно это шахтные или камерные печи в отдельных случаях при обработке длинномерных деталей — специальные проходные конвейерные печи. Отпуск особосложных коленчатых и распределительных валов, торсионов, изготовляемых из легированных сталей или специальных легированных чугунов, выполняют в масляных ваннах при 160—180° С. [c.554]

Усталостные испытания образцов показали, что предел малоцикло-вои усталостной прочности при 5000 нагружений у высокопрочного чугуна, прошедшего заводскую ТО, был равен 480 МПа, а после СТЦО — 580 МПа. Предел выносливости a i у чугуна, подвергнутого отжигу, равен 230 МПа, а в результате СТЦО он повысился до 315 МПа. Натурные испытания коленчатых валов на усталость показали, что СТЦО повыщает условный предел усталости на 20% в сравнении с валами, отожженными по традиционной технологии. Результаты усталостных испытаний свидетельствуют о новой возможности увеличения усталостной прочности чугунных коленчатых валов с помощью ТЦО. [c.135]

Путем увеличения ширины щек можно повысить жесткость и стабильность формы вала (фиг. 79). Примеры цельных литых коленчатых валов приведены на фиг. 58 59, 60 и 73. Валы имеют противовесы, прилитые к щекам (фиг. 58 и 59), причем щеки и шейки снабжаются облегчающими полостями (выемками), чтобы обеспечить оптимальный силопоток и наибольшую усталостную прочность. На фиг. 58 показан вал автомобильного двигателя, на фиг. 59 — вал 4-цилиндрового нефтяного двигателя, а на фиг. 60 приведен пример облегчения овальной щеки кривошипа. [c.553]

В последнее время за рубежом головки цилиндров, блок-картеры, коленчатые и распределительные валы, а также ряд других деталей изготовляют из модифицированного чугуна. Толовки и блоки цилиндров, изготовленные из такого чугуна, по сравнению с головками и блоками из алюминиевых сплавов обладают меньшей стоимостью, большей прочностью и меньшими температурными деформациями. Некоторое увеличение веса двигателей с головками и блок-картерами из [c.119]

Рис. 8.1. При доводке поршневого авиадвигателя появлялись трещины на коленчатом валу у отверстий для подвода масла к подшипникам коренных опор. Для усиления коленчатого вала внутренняя расточка коренных щеек стала выполняться фасонной с увеличением площади сечения в местах расположения отверстий. Внутренние кольцевые выступы усложнили изготовление вала и привели к увеличению его массы. Однако принятое решение было наиболее простым, так как обеспечило необходимую прочность без значительных переделок узла.

В авторемонтном производстве применяют два способа правки правку статическим нагружением (под прессом) и правку наклепом. Подавляющее большинство деталей правят статическим нагружением в холодном состоянии. При холодной правке в деталях возникают внутренние напряжения, которые при последующей работе деталей могут складываться с напряжениями, возникающими под действием рабочих нагрузок. В результате этого могут появиться вторичные деформации. Для повышения стабильности правки и увеличения несущей способности деталей их после правки подвергают термической обработке. На рис. 4.6 показано влияние температуры нагрева деталей из стали 45 в течение 1 ч на восстановление несущей способности их после правки. Из рис. 4.6 видно, что при нагреве детали до 400 —500 С ее несущая способность восстанавливается до 90%. Такому нагреву можно подвергать лишь детали, термообработка Которых при изготовлении проводилась при температуре не ниже 460— 500° С, например шатуны, балки передних осей и другие детали. Стабилизация правки деталей, подвергаемых закалке ТВЧ (коленчатые валы, распределительные валы), должна проводиться при температуре не выше 180—200° С. Такая стабилизация восстанавливает несущую способность деталей только до 60—70%. Правка, под прессом снижает устЗлостную прочность деталей на 15—20%. [c.149]

К числу конструктивных относятся мероприятия по приданию элементам коленчатого вала наиболее рациональных форм, позволяющих уменьшить эффективные коэффициенты концентрации напряжений Ка н Кх, влияющие на величину запасов прочности Пп и Пх, получить более равномерное распределение напряжений по объему вала и уменьшить его вес. Наиболее эффективными мероприятиями этого рода являются перекрытие шеек вала (см. рпс. 371, 374), увеличение радиуса галтели, увеличение толщины и ширины щек (что повышает их жесткость), сдвиг внутренней и облегчающей полости шатунной шейки в сторону от оси коленчатого вала (рис. 386), придание этой лолости бочкообразной формы (см. рис. 370), а также расположение масляного канала в шатунной шейке не в плоскости кривошипа, а в местах наименьших касательных напряжений (рис. 387, а). При окончательном выборе направления масляного канала следует учитывать также полярную диаграмму давлений на шатунную шейку, по которой находят наименее нагруженную часть шейки. [c.188]

Повышение твердости при втором и третьем проходах не превышает 3—7%, а при дальнейшем увеличении проходов поверхностная твердость даже снижается из-за перенаклепа и частичного разрушения поверхностного слоя. Повышение твердости наплавленного слоя после упрочнения обкатыванием роликом или шариком составляет примерно 35—40%, а глубина наклепа (0,02-ь0,04) О, где О — диаметр детали. Обкатка шеек коленчатых валов из стали и высокопрочного чугуна повышает их усталостную прочность на 50—100%. [c.317]

Прочность чугуна увеличивается с увеличением массового содержания перлита в металлической основе и дисперсности гло-булей графита, пластичность — с увеличением массового содержания феррита. Высокопрочный чугун применяют вместо стали для отливки коленчатых валов двигателей, зубчатых колес, муфт, задних мостов автомобилей, ступиц, картеров и др. [c.85]

Однако у короткоходных двигателей увеличение длины картера может быть даже желательным, чтобы иметь возможность разместить сильно развитые по размерам головки передней и задней звезд двигателя. Вместе с тем эта схема имеет преимущество в отношении прочности коленчатого вала. В остальном отдельные конструктивные элементы картера двойного звездообразного двигателя не имеют существенных отличий от аналогичных деталей рядных звездообразных двигателей. [c.433]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...