Способ восстановления шестерен

(51 ГОС АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ льскохоэяиовол нститут с оенияМ, И. Чер етельство СССРР 7/00, 1978,НОВЛЕНИЯ БЕСТЕРЕ носится к ремонту маосстановлению шесте ышение э ек бретения становлен с ествляУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 4482539/27 (22) 16.09.88 (46) 15.05.91, Бюл, ЬЬ (71) Кировоградский ственного машинос (72) Ю. 8. Кулешков и 8, И, Хромов (53) 621.797(088.8) (56) Авторское сеид Рл 591303, кл, 8 23. ЩСПОСОБ ВОССТА(57) Изобретение от вин, в частности к в Изобретение относится к ремонту машин, в частности к восстановлению шестерен термопластическим деформированием,Цель изо - пов фф тивности вос ия.Способ о ущ ется следующим образом.На нерабочую поверхность изношенной шестерни - диск наносят наплавкой компенсирующий металл. Затем шестерню нагревают в растворе соляной ванны до 810-910 С (на 50-150 С выше точки А,1). Нагретая шестерня помещается в штамп, опрессовывается и выдерживается в штампе дпя закалки цементованного слоя с последующим охлаждением на воздухе, Размеры элементов штампа обеспечивают образование припусков на изношенных поверхностях шестерен, не превосходящие 0,1-0,2 мм. Последующая механическая обработка шестерен осущестляется абразивным инструментом.Ж1 6487 1 1 А 1 рен термопластическим деформированием. Цель изобретения - повышение эффективности восстановления, На нерабочую поверхность изношенной шестерни наплавляют компенсирующий металл. Затем шестерню нагревают до температуры на 50-150 ОС выше точки А,1. Шестерню опрессовывают путем пластического деформирования в штампе и выдерживают в нем для закалки цементованного слоя. Размеры элементов штампа обеспечивают образование припусков на поверхностях шестерен не более 0,1-0,2 мм.1 табл. При нагреве шестерни выше точки АС 1 на 50-150 С и при последующей раздаче в штампе переохлажденный аустенит превращается в мевкоигольчатый мартенсит, При О этом не перегревается цементованный у слой, т. е. не наблюдается рост зерна аустенита, что придает высокую твердОсть наружной поверхности зубьев НВС 56-63, а получение небольших припусков на механи- а ческую обработку до 0,1 - 0.2 мм позволяет в сохранить цементованный слой и является достаточным для компенсации износов.Нагрев ниже температуры выше точки юф А,1 на 50 С не позволяет одновременно в вести раздачу и закалку цементованного слоя, Цементит не успевает полностью раствориться и перейти в аустенит, что вызывает снижение твердости,Нагрев выше температуры выше точки А,1 на 150 С проводить нежелательно изза роста зерна аустенита при нагреве, а также увеличения количества остаточного аустенита, что недопустимо.В предложенном способе восстановления пластическая деформация детали осуществляется при температуре выше точки Ас 1 на 50 - 150 С, а также раздача цементованного слоя на 0,1 - 0,2 мм, что позволяет сохранить цементованный слой изношенных зубьев шестерни, т. е, сформировать на наружной поверхности зубьев остаточные напряжения сжатия, что значительно повышает усталостную выносливость восстановленных шестеренП р.и м е р, Восстанавливали шестерню комбайна СК(но каталогу М 61207 А), изготавливаемую из цементуемой стали 18 хГТ, твердость зуба после цементации НЯ С 58-63, глубина цементованного слоя 0,7 - 1,1 мм.На нерабочую поверхность шестерни - диск наплаеляют компенсирующий износ металла, Наплавку вели электродной проволокой ЗОХГСА диаметром 0=2,0 мм при напряжении 0= 24 - 28 В и сварочном токе 1=180 - 220 А. Наплавку диска осуществляли по спирали, отступив по 5 мм от ступицы и венца шестерни.Далее наплавленную шестерню нагревали в соляной ванне до 730, 780, 830, 880, 930 ОС, Контроль температуры осуществили пирометром "РАПИР". Нагретая шестерня помещалась в штамп, опрессоеывалась в охлажденном штампе для закалки цементованного слоя до 180 С, после этого шестерни извлекались из штампа, охлаждались на воздухе. Опрессовка шестерни осуществлялась на гидраелическом прессе ДБусилием 4000 кН, оснащенном гидроаккумулятором, Скорость деформирования при штамповке 0,15 м/с.Штамп состоит из подкладных плит, крепящейся к ним обоймы и зубчатой матрицы. Пуансон и выталкиватель выполнены в виде кольцевых валиков, обеспечивающих перераспределения металла к изношенным поверхностям шестерни и формирование ребер жесткости на диске шестерни, Центрирующий стержень выполнен в виде шлицевого хвостовика, обеспечивающего формирование внутренней шлицевой поверхности ступицы шестерни. При расчете штампа, помимо условий жесткости и прочности, стремились к созданию повышенной теплоемкости деталей для увеличения скорости отвода тепла при соприкосновенииизношенных поверхностей с формообразующими элементами штампа (зубчатой мат 5 рицей шлицевым хеостовиком),После охлаждения стержня до Т 180 Сшестерни выталкиеателем выпрессовываются из штампа с охлаждением на воздухе.Последующая механическая обработка осу 10 ществляется абразивным инструментом.Зубья шестерни обрабатывались шлифованием на зубошлифовальном станке58833 с использованием е качестве инструмента специально заправленного алмаз 15 ным резцом в виде червяка шлифовальногопрута марки ПП 350 х 84 х 160 24 А 16 СМ 19 К 5ГОСТ 2424 - 83 при следующем режиме: частота вращения шлифоеального прута и==260, подача 5=0,02 мм (двойной ход,20 скорость резания Ч=ЗО мlс),Результаты обработки шестерен представлены в таблице .По результатам таблицы видно, что наиболее оптимальными являются режимы И,25 Ии 1 Ч,Предложенный способ позволяет проводить нагрев шестерен на 200 С ниже существующих, что позволяет значительноснизить энергозатраты, причем получают30 минимальные, но достаточные припуски длякомпенсации износа и последующей механической обработки, что позволяет экономить цементованный скат и избежатьдополнительной операции (цементации),35 Формула изобретенияСпособ восстановления шестерен, включающий наплаеку металла на нерабочую поверхность шестерни, компенсирующегоизнос шестерни, нагрев до температуры пла 40 стичности металла, опрессовку путем пластического деформирования в штампе, закалку.дальнейшую механическую обработку шестерни до номинальных размеров, отл и ча ю 45 щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности восстановления шестерен, нагрев ипластическое деформирование детали осуществляют при температуре выше точки А с 1 на50-150 С на величину раздачи цементованного слоя 0,1 - 0,2 мм и последующее охлаждение в штампе,1648711 Сталь 15 Х 2 ГН 2 ТА; А, -710 фС Температура обработ- ки Сталь 18 Х 2 Н 4 НА;А,1= 7000 С Сталь 20 ХГНР;А, =730 С Микро- структура поверхно- сти Микро- структура поверхно- сти Тве Тве ость Микро- структура поверхно- сти Тве ость ость по- верхностиНЯС серд- цевины НВС серд- цевины НВС по- верхНОСТИ НВС по- сердверх- цевиности ны НВС НВС А+ОС 34 56 38 36 38 60 40 Ас 1+50 С+ 1000 С 60 61 Мелко- игольчатый мартенсит, 20 остаточного аус- тенита 40 58 38 Мелкоигсльчатый мартенсит, 25 остаточного аусте нита А 1+150"С 57 36 Мелко- игольчатый мартенсит, 25 оста- точного аус- тенита 63 43 56 36+200 С 54 35 Мелко- игольчатыймартенсит, 35 и остаточного аус- тенита 34 57 Составитель А.АнуфриеваТехред М,МОргентал Корректор О.Кравцова Редактор М.Келемеш Заказ 1487 Тираж 474 ПодписнОе ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Мартенсит остаточный, карбиды,цементитная сетка Мелкоигольчатый мартенсит,карбиды,25 остаточного аустенитаМелко- игольчатый мартенсит, карбиды, 20 остаточного аусте нита Мелко- игольчатый мартенсит,карбиды, 27; остаточного аусте нита Крупноигол ьчатый мартенсит, 35 остаточного аус- тенита Мартенсит остаточный. аустенит,цементитная сетка Мелкоигольчатый марте нсит,25 остаточного аус те нитаОстаточный мартенсит, карбиды, цементитная сетка Мелкоигольчатый мартенсит. карбиды, 20 остаточного аустени- та Мелкоигольчатый мартенсит,карбиды,350 ь остаточного аустенита Крупноигольчатый мартенсит,карбиды,40 остаточного аустенита