Способ восстановления изношенных стальных зубчатых колес

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3150 В 23 Р б/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Брянский ордена "Знак Почета" институт транспортного машиностроения(56) 1. Цеков В.И, Ремонт деталей металлургических машин. Справочник. М., "Металлургия", 1979, с. 247-249.2. Там же, с. 169-170 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ СТАЛЬНЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС, включающий нагрев восстанавливаемого колеса до температуры аустенизации материала и его пластическое дефор 801063571 А мирование, о т л и ч а ю щ и й с я 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- Й текания электрического тока.10 Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в ремонтных работах, н частности при восстановлении изношенных зубчатых колес пластическим деформированием. 5Известен способ носстановления изношенных зубчатых колес, который включает наплавку электродом изношенного профиля зуба и колеса, частично погруженного н охлаждающую жидкость, обработку зуба и закалку 11.Недостатками известного способа являются низкая производительность Kри наплавке металла электродом и низкое качество напланки в связи с большими трудностями по обеспечению равномерного слоя напланленного металла.Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому 20 результату к предлагаемому является способ восстановления изношенных стальных зубчатых колес, включающий нагрев восстанавливаемого колеса до температуры аустениэации материала 25 и его пластическое деформирование Г 2 3.Недостатком данного способа является необходимость повторного нагрева закаленных зубьев и всего колеса 30 до температуры аустениэации под пластическую деформацию, что приводит к обезуглероживанию поверхностного слоя зубьев и снижению твердости и несущей способности колеса. 35Цель изобретения - повышение качества восстанавливаемых зубчатых колес путем устранения воэможности обезуглерожинания поверхности зубьев в процессе нагрена, 40Указанная цель достигается тем, что согласно способу восстановления изношенных стальных зубчатых колес, включающему нагрев восстанавливаемого колеса до температуры аустенизации материала и его пластическое деформиронание, изношенные зубья колеса последовательно перед нагревом погружают н 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 протекания электрического тока.На фиг. 1 изображено устройство для восстановления зубчатого колеса, 60 имеющего ступицу и зубчатый венец; 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. 65 Устройство для восстановления зубчатого колеса содержит упоры 1 и 2 для установки изношенного колеса Э, закрепленные на дне 4 ванны 5, ограничитель 6 радиального перемеще" ния изношенного 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.В 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, устанонленныи 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-коночной 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 между изношенным зубом колеса и ограничителем 6 образовался зазор д, при перемещении на который изношенного зуба компенсируется износ колеса, полученнын в процессе эксплуатации.В ванну 5 заливают жидкость, охлаждакицую 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 аЬ с и нагревают корень изношенного зу 3 а до температуры аустениэации. 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 5 до контакта106357.1 Фиг, Я с основанием изношенного зуба ипогружают силой Р, направленной перпендикулярно направлению прохождения электрического тока между электродами 7. Под действием силы Рдеформируется в радиальном направлении венец колеса, и изношенный зубперемещается до ограничителя б,компенсируя величину износа профилязуба.Таким же образом пластически деФормируют основание следуяцего изношенного зуба.Устройство для восстановлениязубчатых венцов 11 (Фиг. 3 и 4) работает следующим образом. 35Зубчатый венец 11 с оправкой 10устанавливают на электрод 17 так,чтобы между изношенным зубом венца11 и ограничителем 12 образовалсязазор Ь, при перемещении на который 20изношенного зуба компенсируется износ венца. В ванну 15 заливают жидкость, охлаждающую изношенный зубот вершины до переходной кривой.Через электроды 16 и 17 пропускают ток большой силы по кратчаишемурасстоянию между противоположнымиповерхностями основания зуба, и разогревают корень изношенного зуба взоне деГ до температуры аустенизации.ЗОВводят в контакт с зоной деГпуансоны 20 горизонтально-ковочноймашины, которые нагружают силой Р,направленной перпендикулярно направлению прохождения электрического тока между электродами 16 и 17. Поддействием силы Р зубчатый венецпластически деформируется в осевомнаправлении. Сжимаемый пуансонами3 20 металл перемещает изношенный зубвенца до ограничителя 12. Перемещению деформируемого металла из эоныдеГ в противоположном направлениипрепятствует оправка 10 и электрод 16.После пластического .деформирования всех изношенных зубьев зубчатыевенцы подвергают шлифованию.Пример восстановления зубьев изношенного зубчатого венца,Параметры зубчатого венца: модульзацепления 2,75 мм, число зубьев 10,диаметр внутреннего отверстия 12 мм,расстояние между окружностью впадини внутренним отверстием (толщинаобода) 5,1 мм, ширина колеса 10 мм,материал - сталь ЧОХНИА.Между электродами, расположенными на внутреннем отверстии колеса ина окружности колеса, изношенныйзуб которого погружен в охлаждающуюжидкость, пропускают электрическийток силой 3000-4000 Лм, напряжением4-5 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 ограничителя1,5-2 мм.Применение предлагаемого способа восстановления стальных зубчатыхколес по сравнению с базовым объектом, принятым за прототип, позволяет повысит качество восстанавливаемых зубчатых колес за счет увеличения поверхности твердости профилязубьев,/5 Филиал ППП "Патент л, Проектная ород 0407/14 Тираж 1106ВНИИПИ Государственногпо делам изобретени 113035, Москва, Ж, Ра Подпкомитета СССи открытийская наб., д