Способ восстановления зубчатых колес и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК B21H5/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и мож1:т быть использовано для восстановления изно шенных зубчатых колес,. Известен способ прокатки зубчатых колес методом пластической деформации в нагретом состоянии, при котором металл из тела венца зубчатого колеса в зону износа зубьев вытесняется силовым воздействием на торец зубчатого колеса боковом под химным роликом, а размеры и профиль зуба ограничивают обкатным валком, создающим постоянный калибр для текущего металла Cl Недостатком известного способа является то, что после восстановления на торцах зубчатого колеса остаются углубления, имеющие профиль деформирующего инструмента, вследствие чего изменяются первоначальные геометричес кие размеры зубчатого колеса,снижается его точность и прочностные свойства Кроме того, известный способ может быть использован только для тех типов зубчатых колес, на торцах которых вблизи от износа зубьев имеется нерабочая поверхность, силовым воздействием на которую можно вытеснить необходимый объем металла для компенсации износа зубьев Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для восстановления зубчатых колес методом пластической деформации, реализующее способ вытеснения металла равномерно по окружности колес из зоны венца в зону износа, ограниченную по крайней мере одним обкатным валком„ Устройство содержит соосно установленные пуансон и центрирующую оправку, а также, по крайней мере, один обкатной валок С 2 3 Недостатком известного устройства является то, что на торцах восстановленного колеса остаются углубления, снижающие его прочность.Кроме того,известное устройство не может быть исполь зовано для восстановления зубчатых колес , конструкция и конфигурация которых не обеспечивает достаточного запаса металла для вытеснения его в зону из носа зубьев, например, синхронизирую щих зубчатых , колес коробок перемены передач aвтoмoбиf eй и других транспортных средств. Целью изобретения является повышение прочности восстанавливаемых колес Поставленная цель достигается тем, что согласно способу восстановления зубчатых колес методом пластической деформации, при котором металл вытесняют равномерно по окружности колеса из зоны венца в зону износа, ограниченную по крайней мере одним обкатным валком, вытеснение металла осуществляют внедрением в венец дополнительных тел, при этом последние яосле окончания процесса оставляют в теле колеса, а в качестве дополнительных тел используют металлические штифты, цельные или полые. Устройство для восстановления зубчатых колес, содержащее соосно установленные пуансон и центрирующую оправку, а также по крайней мере один обкатной валок, снабжено установленным между пуансоном и оправкой с возможностью осевого перемещения сепаратором, в отверстиях которого равномерно по окружности размещены дополнительные тела, при этом сепаратор и оправ.ка связаны между собой Кроме того, связь выполнена в виде шпонки, закрепленной или в оправке, или в сепараторе. На фиг„ 1 изображено устройство для восстановления зубчатых колес; на фиГо 2 - вариант восстановления зубчатого колеса с помощью полого металлического штифта Устройство для восстановления зубчатых колес содержит пуансон 1, установленный с возможностью осевого перемещения посредством управляемого силового элемента, например гидроцилиндра, обкатные валки 2, центрирующую оправку 3 для установки восстанавливаемого зубчатого колеса Д и сепаратор 5« Сепаратор 5 жестко закреплен на гильзе 6 и установлен соосно пу ансону 1 и центрирующей оправке 3 с возможностью осевого перемещения относительно последних В сепараторе 5 равномерно по его окружности выполнены отверстия 7 для размещения внедряемых в торец зубчатого колеса k металлических тел 8, например штифтов или втулок,. Осевое перемещение сепаратора 5 и гильзы 6 может осуществляться как от индивидуального привода, так и от силового элемента для перемещения пуансона 1„ Сепаратор 5, служащий направляющей для внедряемых в торец зубчатого колеса k металлических тел 8, предназначен также для огр 1иичиния воз можного вытекания перемещаемого металла на торец зубчатого колеса 4, Пуансон 1 установлен внутри гильзы 6 и снабжен жестко зокрепленными на нем толкателями 9, входящими в отверстия 7 сепаратора 5 и контактирующими с металлическими телами 8, Оправка 3 предназначена также для центрирования сепаратора 5, жест ко закреплена в шпинделе 10, связанным с приводом его рращения, и взаимодействует с сепаратором 5 посредством соединительного элемента, иа пример шпонки 11, Шпонка 11 закреплена на торце оправки 3 и входит в соответствующий ей паз 12, выполненный на торце сепаратора 5. Шпонка 1 предназначена для синхронизации вращения зубчатого колеса k, сепаратора 5 и обкатных валков 2, Кроме того, в результате контакта торца сепаратора 5 с торцом оправки 3 оправка 3 служит ограничителем перемещения сепаратора 5 и препятствует смятию торца зубчатого колеса процесс восстановления зубьев происходит только благодаря внедрению металлических тел 8, без изменения геометрических размеров зубчатог колеса i. Обкатные валки 2 имеют профиль зу бьев, соответствующий профилю восста навливаемого зубчатого колеса Ц, и жестко закреплены на валах 13, связанных со шпинделем 10 посредством механизма синхронизации их вращения включающего зубчатые колеса и 15 xtecTKO закрепленные соответственно на валах 13 и шпинделе 10, Обкатные валки 2 установлены с возможностью их радиального перемещения от силовы элементов и снабжены ребордами 16, препятствующими вытеснению металла на торец зубчатого колеса 4 в процес се восстановления. I, Внедряемые в торец зубчатого коле са k металлические тела 8 выполняютс либо из того же металла, что и зубч тое колесо k, либо из металла, равно прочного материалу зубчатого колеса Количество металлических тел 8 и их длина вь|бираются в зависимости от ст пени износа зубьев зубчатого колеса и его геометрических размеров, при этом d (n,6...1,2)m, а d 0,5 d где d - наружный диаметр металличес кого тела 8; d,- внутренний дилметр металлического тела 8, выполненного в виде втулки; п - модуль зубчатого колеса t. Металлические тела 8 располагают в отверстиях 7 сепаратора 5 по окружности зубчатого колеса 4 в непосредственной близости от зоны износа-зубьев и с шагом, соответствующим шагу зубьев последнего. Устройство для осуществления способа восстановления зубчатых колес работает следующим образом. Восстанавливаемое зубчатое колесо k устанавливается на центрирующей оправке 3, которая закреплена в шпинделе 10, Обкатные валки 2 вводятся в зацепление с колесом 4 ( при этом происходит зацепление синхронизирующих зубчатых колес 1 4 с зубчатым колесом 15 ) и включается привод вращения шпинделя 10. Затем венец вращающегося колеса 4 нагревается,например, секторным индуктором ТВЧ до температуры пластической деформации 1050Юбо С, После окончания нагрева включается привод осевого перемещения пуансона 1 и сепаратора 5, в отверстиях 7 которого установлены внедряемые металлические тела 8/ Сепаратор 5, цеитрируясь по оправке 3, перемещается до упора его торца в торец оправки 3 и останавливается, при этом шпонка 11 входит в паз 12, обеспечивая синхронное вращение колеса U, сепаратора 5 и пуансона 1. После остановки сепаратора 5 пуансон 1 продолжает перемещаться, и толкатели 9 внедряют металлические тела 8 в нагретый торец венца колеса А, Внедряемые металлические тела 8 вытесняют металл из тела венца в зону износа зубьев колеса k, а обкатные валки 2, создающие постоянный калибр, формируют размеры и профиль восстанавливаемых зубьев в соответствии с их первоначальными параметрами, Для равномерного восстановления обеих сторон зубьев колеса 4 процесс внедрения металлических тел 8 осуществляют с реверсированием вращения колеса k, После окончания восстановления пуансон 1, сепаратор 5 и обкатные валки 2 отводятся в исходное положение, и привод вращения шпинделя 10 выключается о Колесо k с внедренными

S1055577(

в его торец металлическими телами 8 По сравнению с известным способ

снимается с оправки 3, и цикл восста-и устройство для восстановления зуб-,

новления повторяется со следующимчатых колес позволяет повысить прочзубчатым колесом,:ность зубчатого колеса.

Фиг.

Фиг,г

1. Способ восстановления зубчатых колес методом пластической деформации, при котором металл вытесняют равномерно по окружности колеса из зоны венца в зону износа, ограниченную по крайней мере -одним обкатным валком, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности восстанавливаемых колес, вытеснение металла осуществляют внедрением в венец дополнительных тел, при этом по- следние после окончания процесса оставляют в теле колеса. 2.Способ по п. 1,отличающ и и с. я тем, что, в качестве дополнительных теп используют металлические штифты, цельные или полые. 3.Устройство для восстановления зубчатых колес, содержащее соосно установленные пуансон и центрирующую оправку, а также по крайней, мере один обкатной валок, отличаю ц еее я тем, что, с целью повышения прочности восстанавливаемых колес, оно снабжено установленным между пуансоном и оправкой с возможностью осево(Л го перемещения сепаратором, в отверсс тиях которого равномерно по окружности размещены дополнительные тела, при этом сепаратор и оправка связаны между собой. k. Устройство по гиЗ,отличающееся тем, что связь сепаратора с оправкой выполнена в виде ел сд шпонки, закрепленной или в оправке, или в сепараторе. СП