СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЗВЕЗДОЧЕК ПРИВОДНЫХ ЦЕПЕЙ Российский патент 1998 года по МПК B23P6/00 B22D19/10 

Изобретение относится к восстановлению звездочек различного назначения с помощью наплавки, в частности ведущих колес гусениц тракторов с предельным износом зубьев.

Известен способ восстановления зубчатых колес (см. авт.св. N 1682109, кл. B 23 P 6/00, Б 37, 1991), при котором нанесение присадочного материала осуществляют электродуговой наплавкой, а при формировании зуба по всей высоте колеса в зубе выполняют сквозное отверстие, затем его помещают в закрытый объем, эквизистантный профилю зуба, а электрод вводят в это отверстие до основания закрытого объема, который заполняют металлом, полученным при наплавке.

Недостатком известного способа является то, что его можно использовать для восстановления изделий с небольшим износом, так как при больших износах требуется для восстановления профиля значительное количество металла.

За прототип выбран способ восстановления звездочек цепных передач (см. книгу Молодых Н.В., Зенкин А.С. Восстановление деталей машин, М.: Машиностроение. 1989, ст. 371-375), заключающийся в том, что изношенный зубчатый венец удаляют, а затем фрезеруют или изготавливают новый зубчатый венец в виде дополнительных элементов, восстанавливаемых профиль зубчатого зацепления, которые приваривают к обрезанной ступице.

Однако недостатком прототипа является то, что в этом способе удаляют весь зубчатый венец, а затем новый, выполненный фрезерованием, приваривают к ступице, что снижает эксплуатационную надежность и срок службы восстановленных изделий.

При этом указанная технология требует большого расхода наплавочного материала и высокой энергоемкости.

Задача изобретения - повышение эксплуатационной надежности и срока службы восстановленных деталей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе восстановления звездочек приводных цепей, заключающемся в удалении изношенного зубчатого венца с последующим восстановлением контура зацепления путем присоединения дополнительных элементов, зубчатые венцы удаляют частично до чертежного диаметра делительной окружности звездочки, дополнительные элементы выполняют из части прутка длиной, равной толщине венца зуба, после присоединения дополнительных элементов осуществляют наплавку до восстановления профиля зубьев, причем после восстановления профиля зубьев звездочки нагревают до 700-800^oC, наносят слой шихты толщиной 4-6 мм из гранулированного твердого сплава и боросодержащего флюса и упрочняют поверхность зубьев токами высокой частоты в течение 30-120 с, при этом диаметр прутка для дополнительных элементов определяют по формуле

где
a - диаметр прутка для дополнительных элементов, мм;
D_в - диаметр выступов звездочки, мм;
D_д - диаметр делительной окружности, мм.

На чертеже изображена технология восстановления зубчатого колеса; где а) - изношенный зуб; б) - обрезка зуба; в) - прихватка ремонтной заготовки; г) - восстановление профиля зуба.

Способ осуществляется следующим образом.

При предельном износе зубьев ведущих звездочек (зубчатых колес) вершины последних обрезают на величину a при условии, что

где
D_в - диаметр выступов;
D_д - диаметр делительной окружности.

Из круга диаметром, равным a, отрезают ремонтные заготовки (дополнительные элементы) длиной, равной чертежной ширине зуба при вершине.

В сварочной кондуктор укладывают звездочку и дополнительные элементы, осуществляя затем прихватку электросваркой последних к телу колеса. После этого звездочку с дополнительными элементами устанавливают на стенд для восстановления профиля зубьев дуговой наплавкой, после которой профиль зубьев контролируют специальным шаблоном. Затем производят тщательное удаление сварочного шлака с упрочняемой поверхности.

После этого звездочку устанавливают на вращатель специального манипулятора, с помощью которого упрочняемую поверхность размещают в горизонтальное положение и нагревают до 700-800^oC. На нагретую поверхность наносят слой шихты толщиной 5 мм, состоящей из гранулированного твердого сплава и специального боросодержащего флюса.

Предварительный нагрев упрочняемый поверхности звездочки способствует уменьшению магнитной проницаемости порошкового сплава, уменьшает ссыпание шихты с упрочняемой поверхности и улучшает распределение нанесенного износостойкого сплава по толщине слоя.

После нанесения шихты упрочняемую поверхность подводят под индуктор, питаемый от высокочастотного генератора мощностью 60 кВт и частотой 440 кГц и упрочняет поверхность зуба в течение 30-120 с. Для исключения замыканий витков индуктор через шихту нагревающий виток индуктора располагают выше плавящего витка на 3-4 мм.

Шихта расплавляется и после кристаллизации сплава зуб звездочки выводят из-под индуктора, колесо поворачивают до установки следующей упрочняемой поверхности в горизонтальное положение, и приведенные операции повторяют до тех пор, пока не обработают все зубья.

Пример. Восстановлению подлежало ведущее колесо трактора ДТ-75, имеющее 23 зуба с большим износом. Изготовили специальный шаблон, повторяющий геометрические параметры новой звездочки, где D_в = 690 мм; D_д = 660 мм.

Обрезали зубья колеса по специальному шаблону. Изготовили 23 ремонтные заготовки из прутка диаметром 15 мм, длиной, равной 25 мм. Затем уложили колесо в кондуктор и присоединили к каждому зубу ремонтную заготовку, после чего поочередно их прихватывали электросваркой. После этого на стенде дуговой наплавкой восстановили профиль зубьев и проверили шаблоном.

Счистив сварочный шлак абразивным кругом, предварительно перед упрочнением поверхности ее нагрели до 800^oC. Затем на нагретую поверхность насыпали шихту: сплав ПГС-27 по ГОСТ 21448-89 и соответствующий флюс НП-2, толщиной 5±0,5 мм.

С помощью генератора ВЧГ-9 произвели наплавку каждого зуба. Режим наплавки: мощность I - 60 кВт, частота 440 кГц, длительность процесса t - 90-120 с.

Предложенный способ восстановления зубчатых колес позволяет простым по технологии методом увеличивать эксплуатационную надежность и срок службы восстановленных колес в 1,5-2 раза выше новых колес. Испытания проведены в 18 хозяйствах Краснодарского края и нашли широкое использование.

Использование: изобретение относится к машиностроению, а именно к восстановлению звездочек различного назначения с помощью наплавки, и может быть использовано, в частности, для восстановления зубьев гусеничных колес тракторов с предельным износом. Сущность изобретения заключается в том, что зубчатые венцы удаляют частично до чертежного диаметра делительной окружности звездочки, а дополнительные элементы выполняют из прутка длиной, равной толщине венца зуба, причем после восстановления профиля зубьев звездочки нагревают до 700 - 800^oС с последующим нанесением шихты толщиной слоя 4 - 6 мм из гранулированного твердого сплава и боросодержащего флюса и упрочняют поверхности зубьев ТВЧ в течение 30 - 120 с, при этом диаметр прутка рассчитывают по формуле
a = D_в - D_д : 2,
где a - диаметр прутка дополнительного элемента;
D_в - диаметр выступов звездочки;
D_д - диаметр делительной окружности.

Способ восстановления звездочек приводных цепей, заключающийся в удалении изношенного зубчатого венца с последующим восстановлением контура зацепления путем присоединения дополнительных элементов, отличающийся тем, что зубчатые венцы удаляют частично до чертежного диаметра делительной окружности, дополнительные элементы выполняют из части прутка длиной, равной толщине венца зуба, после присоединения дополнительных элементов осуществляют наплавку до восстановления профиля зубьев, причем после восстановления профиля зубьев звездочки нагревают до 700 - 800^oС, наносят слой шихты толщиной 4 - 6 мм из гранулированного твердого сплава и боросодержащего флюса и упрочняют поверхность зубьев токами высокой частоты в течение 30 - 120 с, при этом диаметр a прутка для дополнительных элементов определяют по формуле
a = (D_в - D_д)/2,
где D_в - диаметр выступов звездочки, мм;
D_д - диаметр делительной окружности, мм.