Технічні вимоги. Вали виготовляють зі сталі марок 40, 45 за ГОСТ 1050, марки 45Л за ГОСТ 977, сталей марок 15Х, 15ХФ

Вали виготовляють зі сталі марок 40, 45 за ГОСТ 1050, марки 45Л за ГОСТ 977, сталей марок 15Х, 15ХФ, 18ХГТ за ГОСТ 4543, а також інших середньовуглецевих і цементованих марок сталей, що забезпечують відповідність вимогам.

Вали виготовляють із сірого легованого чавуну (із загартованими кулачками), легованого спеціального чавуну (з вибіленими кулачками), нелегованого чавуну за ГОСТ 1412 або чавуну з кулястим графітом за ГОСТ 7293.

Робочі поверхні валів, виготовлених зі сталей марок 40, 45, 45Л и інших середньовуглецевих сталей піддають поверхневому загартуванню. Заготовки цих валів мають бути термічно оброблені. Твердість кулачків і ексцентрика бензинового насоса після остаточної механічної обробки має бути не менше 55 HRC.

Товщина загартованого шару робочих поверхонь вала зі середньовуглецевих сталей після остаточної механічної обробки має бути не менше 2, 0 мм.

Вали, що виготовлені зі сталі марок 15Х, 15ХФ і 18ХГТ, піддають цементації й наступному загартуванню. Твердість кулачків, опорних шийок і ексцентрика бензинового насоса після остаточної механічної обробки має бути не менше 57 HRC. Товщина цементованого шару вала після остаточної механічної обробки має бути від 0, 7 до 2, 0 мм. Різниця в товщині цементованого шару на одному валу не має перевищувати 0, 5 мм.

Твердість валів з легованого чавуну в литому стані (до термічної обробки) становить від 255 до 302 НВ.

Мікроструктура чавуну в серцевині вала після лиття складається із графіту, сорбітоподібного перліту й карбідів, розташованих по сітці, а по поверхні – із сітчастих і стовпчастих карбідів.

Кулачки розподільних валів, виготовлених з легованого чавуну, піддають поверхневому нагріванню із загартуванням у маслі й наступній відпустці при температурі від 160°С до 180°С. Твердість на вершинах кулачків має бути не менше 52 HRC. Твердість циліндричної поверхні ексцентрика паливного насоса з боку найбільшої відстані від осі вала має бути не менше 50 HRC.

Глибина загартованого шару після остаточної обробки вала має бути:

- на вершинах кулачків – не менше 2, 0 мм;

- на циліндричній частині кулачків – не більше 2, 0 мм.

Мікроструктура загартованого шару має складатися з мартенситу й карбідів сітчастих і стовпчастих. Зміст залишкового аустеніту допускається не більше 5%.

Вали, що виготовляються з нелегованого чавуну, мають вибілені за допомогою металевих холодильників або способом плазмового оплавлення вершини кулачків і ексцентрик паливного насоса. Твердість вала в серцевині становить від 229 до 269 НВ. Твердість вибілених поверхонь після остаточної обробки вала має бути не менше 49 HRC. Мікроструктура чавуну невибіленої частини вала має складатися із пластинчастого графіту й перліту. Допускається не більше 10% фериту й окремі зерна фосфідів. Мікроструктура вибіленого шару вала має складатися зі стовпчастих карбідів, що поступово переходять у карбіди сітчасті.

Твердість невибілених поверхонь валів з легованого спеціального чавуну має бути від 229 до 285 НВ. Мікроструктура чавуну невибіленої частини виливка має складатися із пластинчастого графіту й перліту, допускається ферит до 10% і окремі зерна фосфідної евтектики. Твердість вибілених поверхонь після остаточної обробки вала має бути не менше 49 HRC. Мікроструктура вибіленого шару – ледебурит за ГОСТ 3443.

Глибина вибіленого шару після остаточної обробки чавунних валів на вершинах кулачків і циліндричної частини ексцентрика з боку найбільшої відстані від осі вала має бути не менше 2, 0 мм. Зона вибілення на кулачках і ексцентриках має поширюватися від вершини на 90° в обидва боки.

До проходження механічної обробки вали з високоміцних чавунів піддають відповідній термічній обробці для одержання твердості від 250 до 300 НВ.

Мікроструктура металу валів з високоміцного чавуну повинна мати металеву основу у вигляді перліту або троостофериту.

Графіт у високоміцному чавуні має бути кулястої форми.

Після газового азотування в середовищі аміаку й вуглевмісних газів з одержанням карбонітридного шару на робочих поверхнях валів з високоміцного чавуну товщина карбонітридної зони має бути не менше 8, 0 мкм.

Неопрацьовані поверхні валів не повинні мати окалини, розшарувань і тріщин.

Робочі поверхні вала мають бути чистими без забоїн, вм'ятин, завусенців, чорновин, волосовин, тріщин, неметалічних включень і прижогів.

На оброблених неробочих поверхнях вала допускається зачищення поверхневих дефектів за умови збереження розміру в межах допуску.

Шорсткість поверхонь вала за ГОСТ 2789 не має перевищувати значень параметра Ra, мкм:

- 0, 63 – для опорних шийок валів вантажних автомобілів;

- 0, 50 – для опорних шийок валів легкових автомобілів;

- 0, 63 – для кулачків, що працюють у парі зі штовхачем ковзання;

- 1, 00 – для кулачків, що працюють у парі зі штовхачем кочення;

- 1, 25 – для ексцентрика бензинового насоса;

- 2, 00 – для торця осьової фіксації вала.

Величина шорсткості поверхні кулачків і шийок валів, що надходять на азотування, не має перевищувати Ra=1, 25 мкм за ГОСТ 2789.

Граничні відхилення форми поверхонь не мають перевищувати величин ступенів точності за ГОСТ 24643:

6 – відхилення від круглості опорних шийок;

7 – відхилення профілю поздовжнього перетину опорних шийок.

Биття вала при установці на крайні опорні шийки не має перевищувати:

- для проміжних опорних шийок:

а) при відстані між крайніми опорними шийками вала до 1000 мм включно – 0, 040 мм;

б) при відстані між крайніми опорними шийками вала понад 1000 мм – 0, 060 мм.

- для проміжних опорних шийок цементованих валів:

а) при відстані між крайніми опорними шийками вала до 800 мм включно – 0, 025 мм;

б) при відстані між крайніми опорними шийками вала понад 800 мм – 0, 050 мм.

- для циліндричної частини вала, що працює в парі зі штовхачем:

а) при відсутності зазору – 0, 025 мм;

б) з постійним зазором:

1) для вантажних автомобілів – 0, 060 мм;

2) для легкових автомобілів – 0, 025 мм.

- для шийки під розподільну шестерню – 0, 030 мм.

- для торця осьової фіксації вала – 0, 030 мм.

Утворюючі поверхні кулачків, не оброблюваних на конус, мають бути паралельні утворюючим опорних шийок вала. Відхилення від паралельності не має перевищувати 0, 008 мм на довжині кулачка.

Кутовий зсув осей симетрії профілів усіх кулачків вала щодо їхнього номінального положення не має перевищувати 30'.

Зсув шпонкової канавки щодо діаметральної площини не має перевищувати 0, 1 мм.