Установка для термомеханической обработки крупномодульных зубчатых колес

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 Ш С 21 Р. 9/32ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГ)О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Производство зубчатых колес. М., "Машиностроение", 1975, с.6932. Авторское свидетельство СССР 9 427077, кл. С 21 Р 9/32, 1974 (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМОМЕХАНИ) ЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КРУПНОМОДУЛЬНЫХ ЗУБП.808513 А ЧТЫХ КОЛЕС, содержащая станину, накоторой смонтированы мехайиэмы вертикального перемещения и шаговогоповорота колеса и механизм радиального перемещения индуктора и спрейера и правящих роликов, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения геометрической точноститермообработанных колес, она снабжена установленными на механизмерадиального перемещения с боковыхсторон индуктора на уровне спрейерадополнительными роликами, а индукторразмещен между основными роликами,Изобретение относится к термической обработке металлов и может использоваться при закалке крупномодульных зубчатых колес.Известна установка для закалкиконических колес с валом в эакалочном прессе, в которую входят загрузочный механизм, устанавливающийразогретое колесо между верхним инижним штампами, привод колеса,правящие ролики, контактирующие с 10шейками вала колеса, и камера сохлаждающей жидкостью Г 13,Недостатками данной установки являются большие трудности правкизубьев крупномодульных колес (с 15модулем более 10 мм , поскольку последние диаметром более 1-2 м требуют создания уникального (дорогостоящего ) оборудования, при большейширине колеса эффективность применения штампов значительно снижается,в связи с поводкой зуба среднейчасти колеса.Наиболее близким техническим решением к изобретению является установка для поверхностной термомеханической обработки крупномодульныхзубчатых колес, содержащая станину,на которой смонтированы механизмывертикального перемещения и шаговогоповорота колеса и механизм радиального перемещения индуктора и спрейера и правящих роликов Г 21.Недостатком данной установки является разводка зубьев колеса, обусловленная структурными превращениями поверхностного слоя зубьев, охватывающих впадину, что снижает герметическую точность обрабатываемогоколеса.Целью изобретения является повышение герметической точности термообработанных колес.Для достижения указанной целиустановка для поверхностной термомеханической обработки крупномодульних зубчатых колес, содержащая станину, на которой смонтированы механизмы вертикального перемещенияи шагового поворота колеса и меха-.низм радиального перемещения индуктора и спрейера и правящих роликов,снабжена установленными на механизмерадиального перемещения с боковых,сторон индуктора на уровне спрейерадополнительными роликами, а индукторразмещен между основными роликами.На фиг. 1 представлена установка,общий вид; на фиг. 2 - сечение А-Ана фиг. 1; на Фиг. 3 - сечение Б-Бна фиг. 2; на фиг. 4 - вид В нафиг. 2. 60Установка содержит станину 1,на которой смонтированы механизмывертикального перемещения с подачей5 и поворота крупномодульного колеса с кРУговой подачей бк и механизм 65 осевого перемещения с осевой подачей5 уст индуктора ТВЧ 2 и спрейера 3(фиг. 3). Механизмы вертикальногоперемещения и поворота колеса, атакже механизм перемещения индуктораТВЧ 2 и спрейера 3 не показаны.Зубчатое, колесо жестко закреплено на поршне 4 механизма вертикального перемещения, при этом поворотколеса на один шаг ограничен фиксатором 5.Индуктор ТВЧ 2 и спрейер 3 размещены между зубьями в нагреваемойвпадине колеса (фиг. 2 и смонтированы в корпусе 6, закрепленном насуппорте 7 (фиг. 1),Индуктор ТВЧ 2 соединен с генератором ТВЧ 8 шиной 9. Корпус 6 игенератор ТВЧ 8 закреплены на суппорте 7, который установлен на станине 1 с возможностью осевого перемещения с осевой подачей 5 устограниченной передвижными упорами 10 и11.Зубья колеса 12, образующие нагреваемую впадину аЬсд (Фиг. 2),охвачены правящими роликами, однииз которых 13 и 14 расположены внагреваемой впадине и разделены индуктором ТВЧ 2. другие правящие ролики 15 и 16, охватывая противоположные профили 1% и еЕ нагреваемыхзубьев, расположены в зоне действияспрейера 3.Правящие ролики 13 и 14 установлены в подпружиненных пружинами 17оправках 18. Силу прижатия правящихроликов 13 и 14 к нагреваемой впадине оЬсд изменяют гайками 19, приэтом величину силы прижатия устанавливают такой, чтобы профили аЬи сд не могли сблизиться под действием термических напряжений и правящих роликов 15 и 16.Правящие ролик 15 и 16 смонтированы на осях 20 и 21, допускающихповорот правящих роликов с радиальной подачей 5 на определенный уголпри настройке, установки для обработки колеса определенного модуля.Углы поворота правящих роликов 15и 16 устанавливают с помощью регулируемых упоров 22 и 23. Правящие ролики 15 и 16 прижимают к противоположным профилям нагреваемых зубьевВГ и 1 с помощью роликов 24 и 25,установленных в подпружиненных пру-жинами 26 и 27 оправках 28 и 29(фиг. 2 ),Количество правящих роликов, находящихся в нагреваемой впадине и охватывающих противоположные профилинагреваемых зубьев, зависит от модуля и Ширины обрабатываемого колеса.Для уменьшения нагрева правящегоролика 13 между роликом и индукторомТВЧ 2 смонтирован экран 30 (фиг.3.Устройство работает следующимобразом.Устанавливают передвижной упор10 на станине 1, чтобы при его контакте с суппортом 7, зазор между индуктором ТВЧ 2 и окружностью впадинколеса 12 был равен 2-4 мм. Передвижной упор 11 регламентирует отводсуппорта 7 от обрабатываемого колесана расстояние (5-4)в, где а - модульобрабатываемого колеса. 10С помощью фиксаторов 5 устанавливаютф боковой зазор в 2-3 мм междуиндуктором ТВЧ 2 и боковыми профилями нагреваемой впадиныаЬ и сд .Закалку впадины начинают при верх нем положении обрабатываемого колеса12 (колесо находится выше правящегоролика 13). Включают индуктор ТВЧ 2,подают охлаждающую жидкость черезспрейер 3 и сообщают колесу 12 через механизм вертикального перемещения вертикальную подачу 58 вниз(фиг. 1). При этом боковые поверхности зубьев нагреваемой впадинывходят в контакт с правящим роликом13, который поддействием пружины17 прокатывается по вершинам эубьеда и д с соответствующим усилием.Величину усилия изменяют гайкой 19.При дальнейшем перемещении колеса12 с вертикальной подачей БВ вниз ЗОнагреваемая впадинааЬсд входит взону действия индуктора ТВЧ 2, который нагревает поверхностный слойвпадины до температуры аустенизации,35Сопротивление впадины аЬса действию внутренних напряжений поверхностных слоев профилей 11 и еЕ значительно снижается (при нагреве дотемпературы аустенизации прочностьметалла снижается в 10-20 раз), однако сближению (деформации) зубьевпрепятствует правящий ролик 13,Двигаясь вниз с подачей 5 е , нагретая до температуры аустенизациивпадина аЬсд колеса .12 постепенновходит в зону действия спрейера 3.Жидкость (вода ) иэ спрейера охлаждает разогретый слой и под действиемвысокой разности температур в поверхностном слое формируется структура мартенсита,При образовании мартенсита увеличивается толщина зубьев нагреваемой впадины и резко возрастают внутренние напряжения во впадине ыЬсд, которые стремятсяраздвинуть профили зубьев аЬ и сдЭтой деформации зубьев препятствуют правящие ролики 16 и 15, которыеод действием роликов 24 и 25 и пружин 26 и 27 давят:с расчетным усилием на профили зубьев е 1 и 11. Глубина структурных превращений на профиляхаЬ и сд непрерывно изменяется, так как постоянно меняется электрическое напряжение в сети, температура закалочной жидкости и ряд других факторов, что вызываетизменение внутренних напряжений и,как следствие, меняется расчетное усилие прижатия правящих роликов15 и 16.Для уменьшения влияния переменныхфакторов на величину усилия прижатия правящих роликов к зубьям в нагреваемую впадину вводят правящий ролик14 и увеличивают в 1,5-2 раза посравнени. с расчетом силу прижатияправящих роликов 15 и 16 .к профилям1 к нее.При дальнейшем движении обрабатываемого колеса 12 вниз в описанной последовательности .обрабатывается нагреваемая впадина по всей ширине колеса.После выхода колеса 12 из зацепления с роликом 14 включаются механизм осевого перемещения, отводящий суппорт 7 от нагреваемой впадины до упора 11.Включают механизм поворота, который поворачивает колесо 12 с круговой подачей 5 на один шаг и после его выключения механизм вертикального перемещения поднимает колесо 12 вверх в исходное положение. Механизм осевого перемещения подводит суппорт 7 до упора 10, включается индуктор ТВЧ 2 и спрейер 3 и цикл повторяется.В результате закрепления зубьев между правящими роликами поводка (деформация ) зубьев уменьшается в 2-3 раза, что позволит в ряде случаев оказаться от эубошлифования.1068513 оставитель В. Белофастовехред Ж.Кастелевич Корректор А. Зимокосов Рогул едак иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Заказ 11400/23 Тираж 544 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 113035, Москва, Я, Раушск