Способ восстановления изношенных стальных зубчатых колес Советский патент 1983 года по МПК B23P6/00 

Изобретение относится к обработк металлов давлением и может быть использовано в ремонтных работах, в частности при восстановлении изношенных Зубчатых колес пластическим деформированием. Известен способ в-осстановления изношенных зубчатых колес, который включает наплавку электродом изношенного профиля зуба и колеса, частично погруженного в охлсокдающую жидкость, обработку зуба и закалку 1. Недостатками известного способа являются низкая произвояительность при наплавке металла электродом и низкое качество наплавки в связи с большими трудностями по обеспечению равномерного слоя наплавленного металла Наиболее близкиг решением по тех нической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ восстановления изношенных стальных зубчатых колес, включакядий нагрев восстанавливаемого колеса до температуры аустенизации материала и его пластическое деформирование 2. Недостатком данного способа явля ется необходимость повторного нагре ва закаленных зубьев и всего колеса до температуры аустенизации под пла тическую деформацию, что приводит к обезуглероживанию поверхностного сл зубьев и снижению твердости и н сущей способности колеса. Цель изобретения - повышение качества восстанавливаемых зубчатьгх , колес путем устранения возможности обезуглероживания поверхности зубьев в процессе нагрева, Указанная цель достигается тем, что согласно способу восстановления изношенных стальных зубчатых колес, включающему нагрев восстанавливаемо го колеса до температуры аустенизации материала и его пластическое деформирование, изношенные зубья колеса последовательно нагревом погружают в охлажданвдую жидкост на глубину, равную высоте зуба, при этсм нагреву каждый раз подвергают основание зуба пропусканием электри ческого тока между противоположными поверхностями основания- зуба по кратчайшему между ними расстоянию, а пластическое деформирование основ ния зуба осуществляют в направлении перпендикулярном к направлению протекания электрического тока. На фиг. 1 изобрахсено устройство для восстановления зубчатого колеса имеющего ступицу и зубчатый венецf на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - вариант устройства для восстановления зубчатого венца; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 3. Устройство для восстановления зубчатого колеса содержит упоры 1 и 2 для установки изношенного колеса 3, закрепленные на дне 4 ванны 5, ограничитель б радиального перемещения изношеннохо зуба, установленный на дне 4, электроды 7 контактной сварочной машины, которые контактируют с противоположными поверхностями корня изношенного зуба. Для деформации венца колеса установлены пуансоны 8 фрикционного пресса. При обработке колес, у которых ребро, соединяющее ступицу и венец, имеет толщину более 5 мм, для подогрева ребра смонтирована газовая горелка 9, соединенная с ацетиленовым генератором и кислородным баллоном. Контактная сварочная машина, фрикционный пресс и ацетиленовый генератор с кислородным баллоном на чертеже не показаны. Б устройство для восстановления зубчатого венца входит оправка 10 (фиг. 3 и 4), на который закреплен изношенный зубчатый венец 11, ограничитель 12 радиального перемещения изношенного зуба венца 11, установленный на опорах 13, связанных с дном 14 ванны 15. Для нагрева корня изношенного зуба венца 11 установлены электроды 16 и 17 контактной сварочной машины, изолированные от оправки 10 втулкой 18 и от дна 14 гильзой 19, а для деформации корня зуба смонтированы пуансоны 20 горизонтально-ковочной машины (не показана) . Устройство для восстановления зубчатых колес 1 (фиг. 1 и 2) работает следующим образом. Зубчатое колесо 3 устанавливают на упоры 1 и 2 так, чтобы меходу изношенным зубом колеса и ограничителем 6 образовался зазор 4i при перемещении на который изношенного зуба компенсируется износ колеса, получении в процессе эксплуатации. В ванну 5 заливают жидкость, охлаждающую изношенный зуб от вершины до основания зуба. Вводят в контакт с противоположными поверхностями основания изношенного зуба электроды 7, через которые пропускают электрический ток большой силы. Ток проходит через венец зубчатого колеса по кратчайшему расстоянию по зонам аЬс и и нагревают корень изношенного зуба до температуры аустенизации. При толщине ребра, соединяющего ступицу и венец зубчатого колеса 3, более 5 мм газовой горелкой 9 подогревают до температуры аустенизации участок ребра, лежащий против корня изношенного зуба. Пуансоны 8 фрикционного пресса перемещают с подачей S до контакта

с основанием изношенного зуба и погружают силой Р, направленной перпендикулярно направлению прохождения электрического тока между электродами 7. Под действием силы Р деформируется в радиальном направлении венец колеса, и изношенный зуб перемещается до ограничителя б, компенсируя величину износа профиля зуба.

Таким же образом пластически деформируют основание слеяукхдего изношенного зуба.

Устройство для восстановления зубчатых венцов 11 (фиг, 3 и 4) рабтает следующим образом.

Зубчатый венец 11 с оправкой 10 устанавливают на электрод 17 так, чтобы мезхду изношенным зубом венца 11 и ограничителем 12 образовался зазор Л , при перемещении на которы изношенного зуба компенсируется износ венца. В ванну 15 заливают жидкость, охлаждающую изношенный зуб от вершины до переходной кривой.

Через электроды 16 и 17 пропускают ток большой силы по кратчайшему расстоянию между противоположными поверхностями основания зуба, и разогревают корень изношенного зуба в зоне def до температуры аустенизаци

Вводят в контакт с зоной def пуансоны 20 горизонтально-ковочной машины, которые нагружают силой Р, направленной перпендикулярно направлению прохождения электрического тока между электродагш 16 и 17, Под действием силы Р зубчатый венец пластически деформируется в осевом направлении. Сжимаемый пуансонами

20 металл перемещает изношенный зуб венца до ограничителя 12, Перемещению деформируемого металла из зоны def в противоположном направлении препятствует оправка 10 и электрод 16 ,

После пластического деформирования всех изноменных зубьев зубчатые венцы подвергают шлифованию.

Пример восстановления зубьев изношенного зубчатого венца.

Параметры зубчатого венца: модул зацепления 2,75 мм, число зубьев 10 диаметр внутреннего отверстия 12 мм расстояние между окружностью впадин и внутренним отверстием (толщина обода) 5,1 мм, ширина колеса 10 мм, материал - сталь ЧОХНМА.

Между электродами, расположенными на внутреннем отверстии колеса и на окружности колеса, изношенный зуб которого погруясен в охлаждающую жидкость, пропускают электрический ток силой 3000-4000 Ам, нащ яжением 4-5 В в течение 30 с.

Пуансоны диаметром 5-6 мм деформируют разогретое электрическим током основание изношенного зуба с силой 700-900 кгс. Величина перемещения в радиальном направлении изношенного зуба до ограничителя 1,5-2 мм.

Применение предлагаемого способа восстановления стальных зубчатых колес по сравнению с базовым объектом, принятым за прототип, позволяет повысит качество восстанавливаемых зубчатых колес за счет увеличения поверхности твердости профиля зубьев.

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ СТАЛЬНЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС включакнций нагрев восстанавливаемог колеса до температуры аустенизации материала и его пластическое деформирование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества восстанавливаемых зубчатых колес путем устранения возможности обезуглероживания поверхности зубьев в процессе нагрева, изношенные зубья колеса последовательно перед нагревом погружают в охлаждающую жидкость на глубину, равную высоте зуба, при -. этом нагреву каждый раз подвергают основание зуба пропусканием электрического тока между противоположными поверхностями основания зуба по кратчайшему между ними расстоянию, а пластическое деформирование основания зуба осуществляют в направлении, перпендикулярном к направлению про- S текания электрического тока.

(р(/г.З

Фиг. tf