СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА Российский патент 2013 года по МПК F16H57/04 B05D1/18 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, работающих со смазыванием.

Известен способ повышения долговечности зубчатого колеса, заключающийся в обработке поверхностей, подверженных при работе изгибающим нагрузкам, в том числе знакопеременным, методами поверхностного пластического деформирования (чеканка, обдувка дробью, обкатка, выглаживание и т.п.) - см., например, Кораблев А.И., Решетов Д.Н. Повышение несущей способности зубчатых передач - М.: Машиностроение, 1968, стр.128.

Недостаток данного способа состоит в том, что пластическое деформирование поверхностей приводит к неполному закрытию микротрещин, кроме того, часть микротрещин остается незакрытой. Поэтому в случае работы колеса со смазыванием смазочный материал проникает в оставшиеся незакрытые микротрещины или микротрещины, закрытие не полностью, и вызывает их расклинивание, что снижает изгибную прочность зубьев и может привести к их излому - особенно в наиболее напряженной при работе зубчатого колеса области - в основаниях зубьев.

В качестве прототипа взят способ повышения долговечности элементов зубчатого колеса по А.С. СССР №1585594, кл. F16Н 57/04, В05D 7/00, опубл. 15.08.1990 г., Бюл. №30. Сущность его состоит в том, что на поверхности зубчатого колеса, подвергаемого при работе изгибающим нагрузкам, наносят - кистью или напылением - эластичное покрытие, например на основе алкидных смол - глифталевых или пентафталевых -, имеющих низкое адгезионные свойства по отношению к смазочным материалам и высокое - по отношению к материалу зубчатого колеса. Причем перед нанесением покрытия на каждый зуб этот зуб нагружается статической нагрузкой, эквивалентной максимальной рабочей (усилие прикладывается у верхней кромки зуба, к его вершине). Эластичное покрытие заполняет все микротрещины растянутой под действием приложенной нагрузки поверхности. После подобной обработки всех зубьев и высыхания покрытия зубчатое колесо готов к работе в передаче.

Недостаток прототипа состоит в том, что прилагаемая к вершинам зубьев нагрузка - статическая, что не позволяет наносимому на поверхности материалу достаточно полно проникать в раскрытые нагрузкой микротрещины. Это снижает качество нанесенного покрытия, призванного предотвращать попадание в микротрещины смазочного материала, способного при работе колеса и знакопеременном его нагружении вызывать адгезионно-расклинивающее действие и тем самым снижать изгибную прочность зубьев.

Изобретением решается задача предотвращения изломов зубьев зубчатого колеса вследствие адгезионно-расклинивающего действия смазочного материала.

Это достигается тем, что на поверхности элементов зубчатого венца наносится материал, образующий после высыхания эластичное покрытие, нанесение материала сопровождается для каждого зуба приложением к его вершине нагрузки, эквивалентной рабочей, причем нанесение материала осуществляется методом окунания, нагружение вершины производится одновременно с обеих ее сторон динамически в режиме противофазы для каждой стороны, с изменением величины нагружения от нуля до максимума и малой частотой его изменения.

Реализуется данный способ следующим образом. Поверхности зубчатого венца зубчатого колеса - после упрочняющей их обработки - очищают и обезжиривают. Затем зубчатый венец помещают в ванну с материалом, способным образовывать после высыхания на обработанной им поверхности эластичное покрытие, имеющее высокие адгезионные свойства по отношению к материалу поверхности и низкие - по отношению к смазочным материалам, например лакокрасочные материалы на основе алкидных смол - глифталевых или пентафталевых. Затем последовательно для каждого зуба зубчатого венца производят нагружение его вершин нагрузками, эквивалентными максимальным рабочим. Нагрузки прикладывают к вершинам с двух сторон, нагружение производят динамически, в режиме противофазы для каждой стороны, изменяя величину нагрузки от нуля до максимума с одной стороны вершины и, соответственно, от максимума до нуля с другой стороны и задавая малую частоту изменения режима нагружения. После проведения подобных действий с каждым зубом зубчатого венца (длительность действий задается исходя из характера состояния поверхностей зубчатого венца и режимов его последующей работы) нанесенное покрытие высушивается, после чего колесо готово к работе в составе зубчатой передачи.

По сравнению с прототипом, за счет приложения к зубьям не статического, а динамического режима их нагружения, обеспечивается лучшее раскрывание микротрещин и лучшее проникание в них наносимого на поверхности материала покрытия - вследствие действия эффекта засасывания материала в микротрещины, причем действия повторяющегося. Это способствует лучшему экранированию микротрещин от смазочного материала, предотвращению адгезионно-расклинивающего эффекта и повышению изгибной прочности и долговечности зубчатого колеса.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, работающих со смазыванием. Поверхности элементов зубчатого колеса, а именно зубчатого венца, после упрочняющей обработки очищают, промывают растворителем и помещают в ванну с материалом, способным образовывать после высыхания эластичное покрытие с высокими адгезионными свойствами по отношению к материалу зубчатого венца и низкими по отношению к смазочным материалам. Поочередно для каждого зуба, с обеих сторон его вершины, прикладывают динамические нагрузки. Нагружение осуществляют в противофазе для каждой стороны вершины, с изменением нагрузок от нуля до максимума, равного величине максимальной нагрузки, воспринимаемой зубом при работе, причем частота изменения мала. После проведения подобных действий со всеми зубьями зубчатого венца полученное покрытие высушивают. Колесо готово к работе. Изобретением решается задача предотвращения изломов зубьев зубчатого колеса вследствие адгезинно-расклинивающего действия смазочного материала.

Способ повышения долговечности элементов зубчатого колеса, работающего со смазыванием, преимущественно элементов зубчатого венца, включающий нанесение на поверхности элементов зубчатого венца материала, образующего после высыхания эластичное покрытие, сопровождающееся для каждого зуба приложением к его вершине нагрузки, эквивалентной максимальной рабочей, отличающийся тем, что нанесение материала осуществляется методом окунания, нагружение вершин производится одновременно с обеих ее сторон динамически в режиме противофазы для каждой стороны, с изменением величины нагружения от нуля до максимума и малой частотой его изменения.