Трещины на коленвале

Одним из важных направлений явилось совершенствование физических методов выявления трещин. Цикл опытно-методических работ позволил установить, что для эффективного выявления трещин при проверке коленчатых валов на магнитном дефектоскопе необходимо следующее: перед проверкой на магнитном дефектоскопе коленчатые валы обезжиривать; поддерживать концентрацию ферромагнитного порошка в пределах 25-30 г на 1 л суспензии.

Самым эффективным средством борьбы с микротрещинами является улучшение качества металла наружных слоев заготовки, поэтому было проведено исследование по определению эффективности использования более качественной стали рафинированной синтетическими шлаками, вместо стандартной стали 50Г.

В результате применения рафинированной стали количество коленчатых валов с микротрещинами по разъему штампов уменьшилось в 2 раза, а число валов с трещинами на кромках масляных каналов - в 3,5 раза. Однако относительное количество валов с неметаллическими включениями в их других элементах несколько возросло (на 4-5%).

Большое влияние на возникновение трещин на кромках масляных каналов шатунных шеек оказывает форма закруглений этих кромок и чистота обработки их перед закалкой шеек с нагревом.

Чтобы ликвидировать "пятнистую" твердость шеек, стабилизировать глубину и ширину закаленного слоя, была применена закалка с нагревом т. в. ч. вращающегося коленчатого вала. Далее, для уменьшения интенсивности влияния микротрещин на прочность коленчатого вала были приняты меры, чтобы микротрещины не возникали на галтелях и у масляных каналов. С этой целью ширина незакаленной зоны была увеличена с 6-7 до 8-10 мм, а плоскость разъема штампов смещена так, чтобы она не проходила по отверстиям масляных каналов шатунных шеек. Более эффективным способом устранения данного недостатка является введение предварительной гибки заготовки после подкатки перед штамповкой, позволяющее исключить выход ликвационной части металла заготовки на наружную часть щек и шатунных шеек с внутренней стороны кривошипа, где возникают наибольшие циклические напряжения по сравнению с другими элементами кривошипа. Это также способствует более благоприятному расположению внутренних волокон металла по контуру вала, при котором они не перерезаются при формовании вала.

В результате исследования состояния деталей в процессе капитального ремонта выявлено, что одним из наиболее опасных по своим последствиям концентраторов напряжений в элементах коленчатого вала могут являться трещины на шейках валов. В процессе эксплуатации данный концентратор возникает из-за наличия температурных напряжений, развивающихся в поверхностных слоях шеек в результате интенсивного тепловыделения, завершающегося схватыванием (прижог). Относительное количество прижогов шатунных шеек значительно больше, чем коренных, несмотря па то, что на шатунные шейки не влияет несоосность постелей блока и коренных шеек, имеющая значение для коренных подшипников. Основная причина возникновения прижогов - нарушение сплошности масляной пленки и обусловленное этим нарушение теплового баланса. Поэтому радикальным средством устранения прижогов является совершенствование геометрической формы постелей шатунных подшипников, повышение качества их изготовления, а также улучшение смазки.