Способ восстановления зубчатых колес Советский патент 1989 года по МПК B23P6/00 

1

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано для восстановления профиля зубьев зубчатых колес в различных отраслях машиностроения.

Целью изобретения является повышение долговечности восстановленных колес путем увеличения прочности сцепления дополнительного металла с основным и создание зффективного способа восстановления зубчатых колес, обеспечивающего высокую долговечность восстановленных колей, также производительность процесса

Способ осуществляют следующим образом.

Изношенную шестерню после отжига и утонения зубьев помещают в полость цилиндрической стальной оболочки с внутренним диаметром, равным на- ружному диаметру утоненной шестерни. Толщину оболочки выбирают Такой, ч то ее объем равен объему припуска, снятого на изношенной шестерне при утонении профиля. Предварительно внутреннюю поверхность оболочки покрывают слоем экзотермически реагирующей композиции, например Al-Ni. Цилиндрическую оболочку обжимают

по зубчатому профилю в штампе с радиальными пуансонами. Усилие на пуансоны и режимы деформации при

4

ел

;о

00 00 Од

обжиме оболочки контролируются по размеру длины общей нормали.

При полном обжиме оболочки в мо-. мент ее соприкосновения с поверхностью впадин колеса в областях впадин по цепи пуансоны - оболочки - экэо-, термический слой - шестерня пропускают импульсный разрядньй ток генератора импульсных токов или высоковольтного емкостного накопителя. Амплитуда j азрядного тока составляет 25-40 кА.

Основньм процессом, определяющим

ют слоем толщиной 0,25-0,30 порошковой композиции Ni-Al. Частицы порошка (20-30) представляют собой дисперсный алюминий с никелевой оболочкой при соотношении Ni-Al 80:20 (по объему). Никель наносят на частицы, алюминия методом химического восстановления из водных растворов солей никеля. Толщина слоя-композиции Ni-Al варьируется в пределах 0,2- 0,7 мм, . .

Оболочку обжимают по профилю шестерни в штампе с радиальньвди пуан10

прочность сцепления оболочки, с шестер-{д сонам и. В момент полнЬго контактироней, является реакция взаимодействия компонентов экзотермической композиции (например, Ni и А1), сопровождающаяся существенным тепловыделением, Экзотермич.еская реакция взаимодействия начинается при условии нагрева, например, Ni-Al до 920- 970 К, Такая температура реализуется в результате пропускания через подслой импульсного -разрядного тока.

Таким образом, предварительное нанесение на внутреннюю поверхность оболочки экзотермически реагирующей композиции, способной при опре- деленом нагреве вступать в реакцию : с выделением тецла, обеспечивает существенное повьш1ение температуры в зоне соединения оболочки с шестерней и, как следствие, прочность сцепления. При этом создается возможность использовать для зажигания реакции импульсньй ток относительно малой амплитуды - менее. 40 кА, В случае использования тока с амплитудой более 40 кА на поверхности обо- лочки появляются прижоги, кратеры (вследствие выплеска металла), кроме того, .шестерня теряет исходную форму.

20

30

вания оболочки с поверхностью колеса в областях впадин его зубьев пропускают импульсный разрядный ток по цепи оболочка-колесо. При этом используют установку МИУ-30/1,

Оптимальный ток сварки и толщина промежуточного, слоя определяются как I 25-40 кА, толщина слоя (0,2-0,5) h. Далее производят меха25 ническую и термическую обработки облицованной шестерни. Эксплуатационные испытания восстановленных колес показали, что предлагаемый способ позволяет, повысить их долговечность в 1,5-1,8 раз. Снижение толщины промежуточного слоя вызывает падение прочности сцепления до уровня (40-60) Н/мм, В случае повьщ1ения толщины слоя прочность сцепления не возрастает .и составляет не более 126-130 Н/мм ,.

. .Полученные данные еще раз подтверждают необходимость применения разрядного тока в диапазоне 25-40 кА при толщине промежуточного слоя из

экзотермически реагирующей композиции (0,2-0,5) h, где h - толщина оболочки, .. . .

Использование предлагаемого способа обеспечивает 11овьш1ение долговечности восстановленного колеса, упрощение технологического процесса путем исключения операции теплой калибровки, а также повышение производительности процесса.

35

Пример. Восстанавливают шестерни статера Борисовского з-да АТЭ, .Исходные параметры колеса:, число . зубьев 9, модуль 2,5, наруя-ный диаметр 29,5 мм, толщина зуба по .хорде делительной окружности 4,42 мм,

Изношенные шестерни отжигают при 800°С, после чего зубчатьй профиль утоняют на 0,5 мм до устранения дефектного слоя. Шестерню помещают в полость цилиндрической оболочки, изготовленной из стали 45ХН2МФА с внтренним диаметром, ф 30,3 мм и толщиной 1,2 мм. Предварительно внутреннюю поверхность оболочки покрьша-

59886

ют слоем толщиной 0,25-0,30 порошковой композиции Ni-Al. Частицы порошка (20-30) представляют собой дисперсный алюминий с никелевой оболочкой при соотношении Ni-Al 80:20 (по объему). Никель наносят на частицы, алюминия методом химического восстановления из водных растворов солей никеля. Толщина слоя-композиции Ni-Al варьируется в пределах 0,2- 0,7 мм, . .

Оболочку обжимают по профилю шестерни в штампе с радиальньвди пуан10

д сонам и. В момент полнЬго контактиро0

0

вания оболочки с поверхностью колеса в областях впадин его зубьев пропускают импульсный разрядный ток по цепи оболочка-колесо. При этом используют установку МИУ-30/1,

Оптимальный ток сварки и толщина промежуточного, слоя определяются как I 25-40 кА, толщина слоя (0,2-0,5) h. Далее производят меха5 ническую и термическую обработки облицованной шестерни. Эксплуатационные испытания восстановленных колес показали, что предлагаемый способ позволяет, повысить их долговечность в 1,5-1,8 раз. Снижение толщины промежуточного слоя вызывает падение прочности сцепления до уровня (40-60) Н/мм, В случае повьщ1ения толщины слоя прочность сцепления не возрастает .и составляет не более 126-130 Н/мм ,. .

. .Полученные данные еще раз подтверждают необходимость применения разрядного тока в диапазоне 25-40 кА при толщине промежуточного слоя из

экзотермически реагирующей композиции (0,2-0,5) h, где h - толщина оболочки, .. . .

Использование предлагаемого способа обеспечивает 11овьш1ение долговечности восстановленного колеса, упрощение технологического процесса путем исключения операции теплой калибровки, а также повышение производительности процесса.

5

5

50 , .

Формула изобретения

Способ восстановления зубчатых колес, при котором с поверхности 55 зубьев колеса удаляют дефектный слой, устанавливают со стороны зубчатого венца цилиндрическую оболочку в виде металлической- ленты к. производят одновременное ее обжатие

1А598866

по всем .зубьям с последующей свар-композиции, при этом толщину слоя кой с металлом колеса, отличаю-выбирают в пределах 0,2-0,5 толщины щ и и с я тем, что, с целью повы-оболочки, а сварку осуществляют пушения долговечности колес и качест- тем пропускания через нанесенный ва сварки, внутреннюю поверхность слой во впадинах зубчатого венца им- оболочки предварительно покрываютпульсного разрядного тока амплитудой слоем экзотермически реагирующей25-40 кА.

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано для восстановления профиля зубьев зубчатых колес. Цель изобретения - повышение долговечности колес и производительности процесса. После утонения изношенного профиля на величину дефектного слоя на зубчатый венец напрессовывают оболочку из металлической ленты, а внутреннюю поверхность оболочки предварительно покрывают слоем экзотермически реагирующей композиции, например системы алюминий-никель. Толщину слоя выбирают в пределах 0,2- 0,5 толщины оболочки. Сварку осуществляют путем пропускания через нанесенный слой в областях впадин импульсного разрядного тока амплитудой 25-40 кА. Нанесение экзотермической композиции позволяет увеличить температуру в зоне соединения оболочки с шестерней и, как следствие, прочность сварочного соединения. (Л с