11.5.3. Методика расчета величины коробления коленчатых валов при упрочнении их галтелей ппд

На основании вышеизложенного разработана следующая методика расчета величины коробления КВ:

1. Производят подробный анализ конструкции КВ  уточняют диаметры коренных и шатунных шеек, радиус кривошипа, радиусы галтелей коренных и шатунных шеек, конфигурацию и размеры щек, взаимное расположение галтелей, опор КВ и сечений, в которых осуществляется измерение коробления вала, вычерчивают расчетную схему КВ.

2. Анализируют технологию упрочнения  устанавливают, какие именно галтели КВ необходимо обработать ППД, выбирают способ и режим обработки.

3.При использовании формулы (11.3) среднюю величину и глубину залегания остаточных напряжений сжатия с щеке устанавливают по результатам экспериментов или из литературных источников. Если таких данных нет, то эти величины можно брать ориентировочно для приближенного или качественного предсказания величины и направления коробления.

При использовании формул (11.4) – (11.6) коэффициенты К₆ – К₈ определяют при помощи эксперимента.

4. Подсчитывают коэффициенты  и передаточные отношения для каждой галтели.

5. Производят непосредственный подсчет величины коробления от упрочнения каждой галтели, устанавливают его направление. Затем подсчитывают величину и направление суммарного коробления в зависимости от конструкции КВ:

5.1. При упрочнении галтелей плоских КВ величину суммарного коробления вала подсчитывают как алгебраическую сумму короблений от упрочнения каждой галтели.

5.2. При упрочнении галтелей пространственных КВ  как векторную сумму короблений от упрочнения каждой галтели.

11.5.4. Пути уменьшения величины коробления коленчатых валов при упрочнении галтелей ппд

Проанализируем формулы (11.3)–(11.6). Все они имеют одинаковую структуру: первый сомножитель характеризует материал КВ, второй  характеризует жесткость щеки, третий  передаточное отношение, четвертый  среднюю величину и глубину залегания остаточных напряжений сжатия (или режимы ППД) и, наконец, пятый сомножитель характеризует площадь поверхности щеки, обработанной ППД. Рассмотрим их по отдельности.

1. Материал КВ влияет на величину его коробления следующим образом: чем больше модуль упругости первого рода Е и предел текучести т материала, тем меньше величина коробления вала. Очевидно, что возможности этого пути ограничены и связаны с повышенными расходами.

2. Величина коробления КВ резко уменьшается с повышением жесткости щеки путем увеличения ее толщины h, а также с увеличением перекрытия шеек ε (см. п. 11.3, рис. 11.2,б).

Оба эти способа можно отнести к конструкторским. Их следует использовать на стадии конструирования как двигателя, так и КВ. Очевидно, что их возможности ограничены.

3. Величина коробления будет уменьшаться также с уменьшением средней величины остаточных напряжений  и глубины их залегания . Это легко достигается снижением интенсивности силового фактора режимa упрочнения. Однако в этом случае снизится и эффект увеличения предела выносливости от упрочнения галтелей ППД.

4. Из рис. 11.11 следует, что при упрочнении одиночной галтели 2 величина коробления вала значительно больше, чем при упрочнении смежных галтелей 1 и 2 левой щеки. Следовательно, для уменьшения величины коробления КВ следует упрочнять не одиночные галтели, а смежные, принадлежащие одной щеке.

5. Вообще необходимо стремиться к рациональному (с точки зрения уменьшения коробления КВ) размещению упрочняемых галтелей, обрабатывая их в случае необходимости с различными режимами.

6. Осуществление операции упрочнения галтелей ППД перед окончательным шлифованием коренных и шатунных шеек. В этом случае по мере сошлифовывания упрочненного слоя с галтелей снимается и эффект от упрочнения.

7. Применение галтелей с поднутрением в шейку (см. рис. 11.2,г) и проведение операции упрочнения галтелей перед окончательным шлифованием коренных и шатунных шеек. В этом случае эффект от упрочнения галтелей ППД сохраняется полностью.

8. Усовершенствование технологии упрочнения, т.е. применение вращения вала в процессе упрочняющей обработки, разгрузка вала от радиальных усилий с помощью охватывающих упрочняющих головок и применения люнетов, шлифование галтелей с жесткими допусками, тщательная настройка станка и т.п.