Устройство для упрочняющей обработки зубчатых колес Советский патент 1983 года по МПК B21H5/02 

3jte/tmpo oSopi/ffoSci f/ve

Изобретение относится к обработке ме таллов давлением и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес.

Известно устройство для упрочняющей обработки зубчатых колес, которое монтируется на оправке зубофрезерного станка и содержит цилиндрический корпус с установле1шым на нем винтовым индуктором, подпружиненные деформирующие ролики и . спрейер. Индуктор выполнен в виде двух . параллельных ветвей, соединенных между собой перемычкой. Деформирующие ролики подпружинены с помощью разрезной цанговой втулки, установленной в корпусе и имеющей лепестки разной жесткости fl

Недостатком известного устройстваявляется невысокое качество зубчатых колес, что обусловлено .низкой изгибной прочностью зубьев, в результате того, что не представляется / возможным нагреть окруж-ао ность впадин колеса до температуры аусте низации и получить равномерный закаленный слой по контуру зубьев. Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является устройство для упрочняющей обработки зубчатых колес, содержащее системы нагрева и закал ки зубчатого венца, редуктор с входнь1м и выходным валами, соединенными с электродвигателями постоянного тока, работающими в режиме электродвигателя и электротормоза (генератора) . Недостаток известного устройства - не высокое качество зубчатых колес из-за низкой изгибной прочности зубьев. Это обусловлено тем, что нагреть индуктором ТВЧ окружность впадин до температу.ры аустенизации не представляется возможным из-за интенсивного отвода тепла Б тело колеса. Цель изобретения - повышение качесягв зубчатых колес,. ... Поставленная цель достигается тем, trro в устройстве для упрочняющей обработ ки зубчатых колес, содержащем системы нагрева и закалки, редуктор с входным и выхощп 1м валами, соединенными с электро двигателем и электротормозом, система нагрева снабжена дополнительным ншг ревателем дяя подогрева венца зубчатого коле са и устройетвом для блокирования теплового излучения нагревателя, электрически связанным с системой закалкн и с электр тормозсм.. На фиг. 1 изображено устройство для упрочняюшей обработки зубчатых колес со снятой верхней крьпикой редуктора; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 устройство, вид сверху.

Устройство содержит редуктор 1 (фиг 1 в котором на входном валу 2 установлено обрабатываемое колесо 3, -а на выходнс валу 4 сопряженное колесо 5. Входной вал 2 соединен с электродвигателем 6, а выходной - с электроторвлозом 7, который имеет нагружающее устройство, вьшолненное в виде тормозной обмотки 8 с реостатом i9. Зубчатый венец обрабатываемого колеса 3 сверху охватывает газовая горелка 10, входящая в систему нагрева (не показано) обрабатываемого колеса и спрейер 11, входяпшй в систему закалки обрабатываемого колеса (не показана).

Под зубчатым венцом обрабатываемого колеса 3 (фиг. 2) установлен нагрева--, тель 12, связанный с системой нагрева колеса. Нагреватель может быть выполнен в виде газовой горелки, плазмотрона, индуктора ТВЧ. В рассматриваемом примере в качестве нагревателя использован индуктар ТВЧ, который соединен шинами 13 (фиг. 3) с вторичной обмоткой 14 закалочного трансформатора, в который входят первичная обмотка 15 и блокирующее устройство 16. Блокирующее .устройство перекрЬ1Ъает магнитиый поток, проходщций от п вичной обмотки 15 к вторичной обмотке 14 с заданной скоростью к изменяет интенсивность теплового излучения нагревателя 12. Первичная обмотка 15 закалочного трансформатора соединена через конденсатор 17, с обмоткой 18 генератора ТВЧ (частота тока вырабатываемслО генератором 500-1ОООО Гц, который имеет также обмотку 19 возбуждения и реостат 2О. Тормозная обмотка 8 нагружающего устройства электротсфмоза 7 электрически связана через клеммы силовой сети 21 и клеммы 22 с соленоидом 23, внутри котсррго распсиожён шток 24 тфивода &1окирующего устройство 16 и привод попзу -, на 25 реостата 9 нагружающего устройства. Для включения системы закалки обрабатываемого колеса установлена кнопка 26 Пуск, которая замыкает клеммы 22 и клеммы 27 привода насоса 28 системы закалки обрабатьгеаемого колеса. Устройство работает следующим образом. Включают электродвигатель 6, который вращает выходной вал 4, сопряженное копесо 5, обрабатываемое колесо 3, входной вал 2 и ротс электротормоза 7. Реостатом 9 и тормозной обмоткой 8 нагружающего устройства создают крутящий момент в апектротс мозе 7, достаточный для плас310тической дефориашш поверхности зубчатого венца обрабатываемсяо колеса 3 при .температуре аустенизации (800-9ОО С). Включают систему нагрева обрабаты ваемого колеса 3, при этом смесь пропана в кислорода, сгорахлцая на выходе из газовой горелки 1О, нагревает зубчатый венец колеса 3. Для увеличения интенсивности нагрева зубчатого венца колеса 3 включают нагреватель (индуктор ТВЧ) 12. При прохожде1ти тока по ббмотке 19 возбуждения от источника постоянного тока в обмотке 18 генератора ТВЧ возникает высокочастотная электродаижушая сила, проходящая через первичную обмотку 15 закалошого трансформатора и конденсатор 17. Мштпргныи поток первичной обмотки 15 нафощгг во вторичной обмотке 14 переменное магнитное попе/, и ток высокой частоты через шины 13 поступает к юадуктору ТВЧ 12. Индуктор ТВЧ 12 создает перз енное магнитное ncwie в зубчатсал венце обрабатьтаемого колеса и тем самым участвует в нагреве зубчатого венца до температуры аустенизации. Когда темм атура зубчатого венца достигнет 85О-9ОО Свыклю чают систему нагрева обрабатываемого JKOneca 3, при этом нагреватель 12 продолжает работать и включают систему закалкиобрабаягьтаемого колеса 3 кноп-. кой 26 TlycK. Замыкая клеммы 27, вгклкпаюг насос 28, подающий закалочную жидаостъ через сдрейер 11 на разогретый зубчатый венец и в рещттор 1. Одновраленно с включением системы ; закалки замыкаются клеммы 22, и электрический ток поступает в соиёнрид. 23, перемешает ваток. 24 и блокирующее устройсггао 16 с определенной скоростью Бпоккрукяаее устройство 16 взолируегмаГ:

W

(pue.t 13 нитный поток первичной обмотки 15 от BTOfum ной обмотки 14 закалочного трансформатора. При уменьшении величины магнитного потока во вторичной обмотке 14 уменьшается величина тока в индукторе ТВЧ 12 и интенсивность подот-рева венца. Таким образом зубчатый венец коле гг. са 3, нагретый до аустенитного. состотгая, охлаждают закалочной жидкостью и подогревают;индуктором ТВЧ. 12 с внутренней стороны венца, при этом интенсивность теплового излучения нагревателя СНИЖЕЙОТ с определенной скоростью. Под действием закалочной жидкости в поверхностном слое зубьев венца колеса 3 обеспечивается высокая скорость охлаждения, и аустенит переходит в мартенсит, а сердцевина зубьев- и внутренняя сторона зубчатого венца, подогреваемая индуктором ТВЧ 12, охлаждается медленнее с образованием структуры тростита или семита. Одновременно с перемещением блокирующего устройства 16 шток 24 перемещает . ползун 25 реостата 9, увеличивая ток в тормозной обмотке 8 электротормоза 7. С увелцчени тока в тормозной обмотке 8 увеличивается давление в зацеплении ко лес 3 и 5 и происходит пластическая деформеодая в псиверхностном слое зубчатого венца колеса 3 в процессе закалки при 50О-100 С. Для згменьшешш магнитного потока в первичной обмотке 15 закалочного трансфс матора, крсни блокирукацего устройства 16, мйжно использовать реостат 2О, Использование устройства позволяет повысить качество зубчатых колес за счет увеличения в 1,5-2 раза изгибной прочности зубьев и устранить операции цементации, приработки (или 1шшфования) зубьев.

-S

т

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС, содержащее системы нагрева и закалки, редуктор с входным и выходнь1м валами, соединенными соответственно с элёктро двкгеггелем и электротррмозом, отличающееся тем, что, с целью повышения качества зубчатых колес, система нагрева.снабжена дотопнтгельным нагревателем для подогрева венца зубчатого колеса и устройством для блокирования теплового излучения нагревателя, электрически связанным с системой закалки и с . электротормозом.

7/

фие.З