O pękaniu wału korbowego i śrutowaniu
2020-10-28
Wał korbowy, niezależnie od tego, czy jest to wał korbowy silnika samochodowego, wał korbowy silnika morskiego czy wał korbowy pompy przemysłowej, podczas procesu obrotowego podlega połączonemu działaniu naprzemiennych obciążeń zginających i naprzemiennych obciążeń skręcających. Niebezpieczne odcinki wału korbowego, zwłaszcza pas przejściowy między czopem a korbą. Czasami wał korbowy pęka z powodu dużej koncentracji naprężeń.
Dlatego warunki pracy wymagają, aby wał korbowy miał wystarczającą wytrzymałość, aby zapewnić, że wał korbowy nie pęknie podczas pracy. Obecnie zastosowanie śrutowania w celu zmiany wytrzymałości zmęczeniowej wałów korbowych jest szeroko stosowane w szerokim zakresie zastosowań, a efekt jest całkiem zadowalający.
W porównaniu z wadą tradycyjnego procesu walcowania, ze względu na ograniczenia technologii obróbki wału korbowego, zaokrąglone naroża każdego czopa są trudne do dopasowania do walca, co często powoduje zjawisko wgryzania się zaokrąglonych naroży, a wał korbowy po walcowaniu jest znacznie zdeformowany, nieefektywnie. Mechanizm śrutowania polega na tym, że pellety o ściśle kontrolowanej średnicy i określonej wytrzymałości tworzą strumień pelletów pod wpływem przepływu powietrza o dużej prędkości i w sposób ciągły natryskują je na metalową powierzchnię wału korbowego, podobnie jak w przypadku młotkowania niezliczoną liczbą małych młotki do wykonania powierzchni wału korbowego Wytwarzają wyjątkowo silne odkształcenia plastyczne i tworzą warstwę utwardzaną na zimno. W uproszczeniu, ponieważ wał korbowy podczas obróbki poddawany jest różnym mechanicznym siłom skrawania, rozkład naprężeń na jego powierzchni, a zwłaszcza zmiana przekroju wału korbowego, jest wyjątkowo nierównomierny, a w trakcie pracy poddawany jest on zmiennym naprężeniom, dlatego jest to łatwe. Występuje korozja naprężeniowa i zmniejsza się trwałość zmęczeniowa wału korbowego. Proces śrutowania polega na wprowadzeniu naprężenia wstępnego ściskającego, aby zrównoważyć naprężenie rozciągające, któremu część zostanie poddana w przyszłym cyklu roboczym, poprawiając w ten sposób odporność zmęczeniową i bezpieczną żywotność przedmiotu obrabianego.
Ponadto półfabrykaty odkuwki wału korbowego są wykonane bezpośrednio z wlewków stalowych lub odkute ze stali walcowanej na gorąco. Jeżeli procesy kucia i walcowania nie są odpowiednio kontrolowane, często dochodzi do segregacji komponentów, gruboziarnistych ziaren pierwotnej struktury i nieuzasadnionego rozkładu struktury wewnętrznej w półfabrykatach. Oraz inne wady metalurgiczne i organizacyjne, zmniejszając w ten sposób trwałość zmęczeniową wału korbowego, proces wzmacniania może udoskonalić konstrukcję i znacznie poprawić jej właściwości zmęczeniowe.