Способ восстановления зубчатых валов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) Ш) ОАНИЕ БРЕТЕЙИ етал -М,;(5 обретениой зубчадефектных относится к ремонтубольшим ых валов аплав ислом зубьев,.тие срокаь изоб ужбы в ретени станов повьшенных дет еи за счет повы Затемпродолпо толкласса метасталей, Приверхности и сится к области Изобретение от ремонта наплавкой зовано для восста валов-шестерен, шл лок и других тяжел леи металлургпри износе знЦелью изоб пуски - пер0,4)Ь,ретения .являетсялужбы восстановлет повышения стойкования,показан зубчатыйсти вала 1 полносуоья и допопнител2 вала на глубину сновани шение срока с детали эа сче зуба у его ос н ствляют мно товой лени ала менее п вал, ьюно На че С пов рхносе злой90) тп ого слоя,ния нужноудаляют снимают =(0,45 промежу о нарез одуль зуба,д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский технологический институт механизации труда в черной металлургии и ремонтномеханических работ(56) Цеков В,И. Ремонт деталей млургических машин, Справочник.таллургия, 1979, с. 244-245,) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХОВ и может быть испольовления зубчатыхицевых валов, втуонагруженных детаеского оборудованияительного числа зубье 51)4 В 23 Р 6/00, В 23 К 9/04 2ния стойкости части зуба у его основания, Для восстановления зубчатоговала сначала на токарном станке полностью удаляют зубья и часть телавала на глубину (0,45-0,9)тп,где тп -модуль зуба, Затем осуществляют наплавку первого слоя продольными вали -ками из металла класса метастабттльттыхаустенитных сталей - материала болеепрочного и пластичного, чем металлзубьев, Наплавку ведут с перерывамипо периметру шириной 0,3-0,5 от ширины впадины у основания зубьев,Поверх первого слоя по винтовой линиис перенлавлением пропусков первогослоя наплавляют монолитный металлдо получения заданного диаметра,после чего нарезают зубья. Такая совокупность признаков позволяет получитьу основания зубьев слой с повьшеннымимеханическими свойствами, что ведетк повышенито стойкости зубьев, 1 з,п,ф - лы, 1 ил, 1 табл,верхность вала наплавл валиками слой 2, равн снятому, материалом из стабильных аустенитных на по яют ь ными ыйшине этом на наплавляемои поо периметру оставляют про ерывы шириной (0,3 где Ь - ширина впадины зуба, После этого осущегсслойную наплавку по вин с использованием материрочного и пластичного по внению с материалом пе Наплавку ведут до получ го диаметра с заплавление ков первого слоя, после чют зубья, 3, располагая впадины 4симметрично над бывшими местами переЮрывов ц . Это позволяет избавиться отвредного влияния поверхностных деФектов вала, после наплавки первогопрерывистого слоя из пластичногопрочного материала получить в основании зуба участок с повышенными упругими свойствами и, следовательноповысить стойкость зуба.Последующие слои могут быть наплавлены проволокой из малоуглеродистой стали.под слоем керамическогофлюса.15Толщина первого слоя, а следовательно, глубина удаляемого слоя оп-ределяются исходя из необходимостиобеспечения требуемых "пружинящих"свойств подслоя в зоне креплениязуба, Способность подслоя демпфировать деформации сдвига в основаниизуба является основным преимуществомуказанного подслоя. Если подслойвыполнить тонким, т.е. толщиной Ь(0,45 пт, где ттт - модуль зуба, тоего упругие свойства столь незначительны, что практически не сказываются на стойкости зубьев, Если указанный подслой толще, чем 0,9 ш, то оноказывается чрезмерно жестким, непроявляет в необходимой степени "пружинящих" свойств и стойкость зубьевне увеличивается,Ограничение величины ст в пределах(0,3-0,4)Ь обусловлено следующим, 35В процессе эксплуатации в результатединамического воздействия на зуб вслое, наплавленном металлом, имеющимструктуру метастабильного аустенита,протекает аустенитно-мартенситное 40превращение, которое сопровождаетсяувеличением объема, Наличие промежутка а, заплавленного более пластичнымматериалом позволяет компенсироватьнапряжения, связанные с описанным 45выше процессом. Однако при достаточномалом а (а О,ЗЪ) существует вероятность замыкания области аустенитногослоя, В этом случае происходит вытеснение из промежутков пластичного 50металла, т,е, шестерня деформируется,При дальнейшей эксплуатации шестернив результате фазовых превращений возможно возникновение усилий, направленных на отрыв зубьев. 55При а ) 0,4 Ь в зоне крепления зуба,где концентрируются знакопеременныенагрузки, прилегает металл пониженной прочности, в котором под воздействием этих нагрузок существует большая вероятность возникновения усталостных трещин, Этот Фактор отрицательно сказывается на стойкости шестерни, При а ( 04 Ь в зоне крепления зуба находится металл со структурой метастабильного аустенита, который обладает более высокой прочностью и в результате приложения знакопеременных нагрузок получает дополнительное упрочнение в результате фазовых прекращений, что отодвигает порог усталости,П р и м е р 1, Восстанавливают вал-шестерню, модуль т=7. Для этого на токарном станке удаляют поверхность вала на глубину 2,1; 3,2; 5,0;6,3 и 7,5 мм от основания зуба, что в соотношении к модулю составляет 0,3 тп; 0,45 тп; 0,7 тп; 0,9 тп. и 1,05 т, Наплавку производят на универсальной наплавочной установке УМНМ. Первый слой наплавляют прерывисто с образованием по всей ширине шестерни сквозных перерывов шириной 2 мм материалом из класса метастабильных аустенитных сталей, В качестве присадочного материала используют проволоку Нп 25 Х 10 Г 10 Т, Наплавку производят под Флюсом АН. Последующие слои наплавляют повинтовой линии сварочной проволокойСвиз нйзкоуглеродистой стали подслоем керамического флюса АНК,За счет легирования металла шва флюсом твердость на поверхности наплавленного металла составляет 285 НВ,Технологические параметры наплавки: диаметр проволоки 4 мм; сварочныйток 260-270 А; напряжение дуги 2628 В; скорость подачи проволоки56 м/ч; скорость наплавки 28 м/ч;вылет электрода 40 мм; смещение с зенита 6 мм,После наплавки детали обрабатываютна эубонарезном станке и испытываютв механизме передвижения электромостового крана,П р и м е р 2, Для определениявлияния ширины перерывов на повышениестойкости удаляют поверхность валашестерни с модулем ш=7 на глубину5 мм (отношение к модулю 0,7)Наплавляют первый слой прерывисто с образованием по всей ширине шестернисквозных перерывов величиной 1; 1,5;2,0 и 3,0 мм, что составляет соответ1488175 ственно 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 ширины впадийы., Наплавку производят проволокой марки 25 Х 10 Г 10 Т под слоем флюса АН. Последующие слои наплавляют низкоуглеродистой сварочной проволокой Свпод слоем керамического флюса АНК, Технологические параметры наплавки соответствуют примеру 11 О l Глубина удаления телавала, мм/отношение к Иирина перерыва, мм/отношение к шириневпадины Время доразрушения,сут модулю 2,1/0,33,2/0,455/О у 76,3/0,97,5/1,055/0,75/0,75/0,75/0,7 2/0,4 2/0,4 2/0,4 2/0,4 2/0,4 1/0,2 1,5/О;32/0,4 3/0,5 17 27 30 28 19 18 26 30 15 Составитель Е,Сомовадактор В.Петраш Техреы М,Ходанич Корректор М,Пожо 3498/1Госуда Тираж 894твенного комите 113035, Москва Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР-35, Раушская наб., д. 4/5 аказ роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород,ул. Гагарина, 10 Результаты испытаний восстановленных валов-шестерен приведены в таблице. 6Формула изобретения1. Способ восстановления зубчатыхвалов преимущественно с большим числом дефектных зубьев, прн которомудаляют все зубья, послойно наплавляют поверхность до требуемого диаметраи нарезают зубья, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения срока службы восстановленной детали, дополнительно снимают слой,находящийся под зубьями, на глубину(0,45-0,9)ш, где т - модуль зуба,наплавляют в один проход по образующей вала прерывистый по его периметру слой, равный по толщине снятому,материалом из класса метастабильныхаустенитних сталей, при этом количество перерывов в первом слое выбираютравным количеству зубьев, а ширинуперерыва - 0,3-0,4 от ширины впадиныу основания зуба, последующие слоинаплавляют менее прочным и пластичнымпо сравнению с первым слоем материа лом по винтовой линии с заплавлениемперерывов первого слоя, а при нарезкезубьев располагают впадины симметрично над бывшими местами перерывов.2, Способ по п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что второй и последующие слои наплавляют сварочной проволокой из малоуглеродистой сталипод слоем керамического флюса,