Индуктор для закалки щек коленчатого вала

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ИНДУКТОР ДЛЯ ЗАКАЛКИ ЩЕК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Шипко Алексей Алексеевич Янкевич Наталья Степановна Михлюк Анатолий Игнатьевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(57) Индуктор для закалки щек коленчатого вала, содержащий активный и спрейерный участки, выполненные в виде полувитков, при этом каждый из них описан сопряженными между собой дугами окружностей, образованных соответствующими радиусами коренной и шатунной шеек коленвала, центры которых размещены на оси симметрии щек коленвала, отличающийся тем, что сопрягаемые окружности соединены прямолинейным участком, проходящим параллельно оси симметрии коленвала на расстоянии , определяемом из выражения,2 2 где- радиус кривошипа- радиус галтели кривошипа коленчатого вала- величина перекрытия коленчатого вала к - радиус коренной шейки коленчатого вала ш - радиус шатунной шейки коленчатого вала- толщина полувитков индуктора.(56) 1.1804488, А 3, 1993. Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к конструкции индукторов для закалки деталей машиностроительных конструкций. Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является индуктор для закалки щек коленчатого вала 1, представляющий собой устройство, состоящее из активного и спрейерного полувитков, клемм, изоляционного слоя, магнитопровода и трубок для подвода закалочной жидкости. Витки индуктора выполнены в виде сопряженных между собой дуг окружностей радиусами, соответствующими радиусам коренной и шатунной шеек обрабатываемого коленчатого вала. Однако изготовление индуктора с такими конструктивными параметрами не достигает полностью поставленной задачи, т.к. не учитывает при задании геометрических размеров индуктора наличие галтели коленчатого вала. Вследствие этого закаленный слой удаляется от места образования трещины усталости в щеке коленчатого вала. Кроме того, изготовление индуктора согласно заявленному техническому решению технологически сложно. Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности закалки путем выбора формы индуктора в плоскости щеки, обеспечивающей торможение возникающих в процессе многоциклового нагружения трещин на ранних этапах их развития при одновременной закалке щек и галтелей, что обусловливает повышение сопротивления усталости коленчатых валов, а также повышение технологичности изготовления индуктора. Решение поставленной задачи достигается в индукторе для закалки щек коленчатого вала, содержащем активный и спрейерный участки, выполненные в виде полувитков, при этом каждый из них описан сопряженными между собой дугами окружностей, образованных соответствующими радиусами коренной и шатунной шеек коленчатого вала, центры которых размещены на оси симметрии щек коленчатого вала, причем, согласно техническому решению, сопрягаемые окружности соединены прямолинейным участком, проходящим параллельно оси симметрии коленчатого вала на расстоянии , определяемом из выражения 2 2 где- радиус кривошипа- радиус галтели кривошипа коленчатого вала- величина перекрытия коленчатого вала к - радиус коренной шейки ш - радиус шатунной шейки- толщина полувитков индуктора. 2 57792009.12.30 Такая геометрия активного и спрейерного витков индуктора позволяет тормозить трещины на более ранних стадиях возникновения и более эффективно использует возможности одновременной закалки щек и галтелей коленчатого вала, а также отличается большей технологичностью за счет наличия прямолинейного участка. На фиг. 1 представлена конструкция индуктора для закалки щек коленчатого вала. На фиг. 2 представлена схема взаимного расположения активного и спрейерного витков индуктора и щеки коленчатого вала. Индуктор (фиг. 1) состоит из активного и спрейерного полувитков 1, клемм 2, изоляционного слоя 3, магнитопровода 4 и трубок 5 для подвода закалочной жидкости. При этом активный и спрейерный витки содержат прямолинейный участок 6. Клеммы 2 индуктора представляют собой пластины, суммарное сечение которых обеспечивает надежную работу индуктора, а также необходимую податливость, не препятствующую схождению и расхождению полувитков. Слой 3 обеспечивает изоляцию клемм одной от другой. Трубки 5 служат для подвода закалочной жидкости в спрейерную область. Индуктор работает следующим образом. Индуктор крепится к трансформатору клеммами 2. Устройство подводится к обрабатываемой поверхности детали так, чтобы щека кривошипа оказалась между полувитками 1 индуктора. При этом форма полувитков, наличие прямолинейного участка между ними,расположенного на строго определенном расстоянии, позволяет максимально приблизить последние к плоскости опасного сечения. Такое исполнение индуктора дает возможность тормозить развитие возникающих в процессе многоциклового нагружения трещин непосредственно при их возникновении. Кроме того, эффективность закалки повышается за счет одновременной закалки галтелей (обусловлено выбором формы полувитков индуктора), а наличие прямолинейного участка 6 обеспечивает большую технологичность изготовления индуктора (гибка активного и спрейерного витков). При выводе соотношений учтено следующее (фиг. 2).3 Расстояние 2 где- радиус кривошипа к - радиус коренной шейки- радиус галтели кривошипа коленчатого вала ш - радиус шатунной шейки. Откуда с учетом того, чтокш - , получаем, что где- радиус кривошипа- радиус галтели кривошипа коленчатого вала- величина перекрытия коленчатого вала к - радиус коренной шейки ш - радиус шатунной шейки. 57792009.12.30 Поэтому формула, описывающая геометрическое положение прямолинейного участка индуктора принимает вид 2 2 где- радиус кривошипа- радиус галтели кривошипа коленчатого вала- величина перекрытия коленчатого вала к - радиус коренной шейки ш - радиус шатунной шейки- толщина полувитков индуктора. Таким образом, предложенная конструкция индуктора позволяет повысить эффективность закалки путем выбора формы индуктора в плоскости щеки, что обеспечивает торможение возникающих в процессе многоциклового нагружения трещин на ранних этапах их развития при одновременной закалке щек и галтелей коленчатых валов, а также обладает большей технологичностью изготовления. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.