Способ восстановления крупномодульных зубчатых колес

(1)5 В 23 Р б/О ИЕ ИЗОБРЕТ образом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт проблем надежности идолговечности машин АН БССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 1 299691, кл. В 21 Н 5/00, 1985.(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КРУПНОМОДУЛЬНЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС(57) Изобретение относится к обрабоке металлов давлением и может бытьиспользовано в ремонтном производстве при восстановлении крупномодульИзобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в ремонтном производстве при восстановлении крупно- модульных зубчатых колес.Целью изобретения является обеспечение возможности восстановления тонкостенных зубчатых колес.На фиг.1 показаны зуб шестерни с односторонним износом и направления деформаций материала от внедрения индентора; на фиг.2 - геометрические характеристики восстанавливаемого зуба; на фиг.З - зуб колеса после его восстановления, разрез.Способ осуществляется следующим ных зубчатых колес. Целью изобретения является обеспечение возможности восстановления тонкостенных зубчатых колес. Способ предусматривает внедрение конических инденторов,имеюо о щих угол конусности 8 (Ц 12,непосредственно в зубья со стороны обо" их торцов на высоте внедрения Ь ф- (1,0-1,2)ш с образованием на торцах отверстий диаметром й = (0,7 -- 0,9)ш и полостей, разделенных меж-ду собой перемычкой толщиной Б =(0,1-0,2)В, где В - длина зуба.Способ позволяет не только восстанавливать профиль зубьев крупномодульных тонкостенных зубчатых колес, но и на 15-203 повышает их долговеч ность. 3 ил 2 табл. После нагрева зубчатого колеса производят перемещение в закрытом штампе части его материала в зону восстановления посредством внедрения в венец конических инденторов и п ледующего их извлечения из получ ных отверстий. Внедрение конических инденторов осуществляют непосредст" венно в зубья со стороны обоих тор" цов на диаметре Й, расположенном иа расстоянии Ь от диаметра 00(фиг.2), собразованием на торцах зубьев отверстий Й с углом конусности(фиг.З).Оптимальные размеры выдавливаемого отверстия выбираются из условия обеспечения требуемого приращения30 для компенсации износа по боковым сторонам зубьев (фиг1) и обеспечения требуемой податливости. При этом полученные полости не должны снижать прочность зубьев.Для исследования напряженного состояния в галтелях разработана модель зуба, основанная на методе.конечных элементов. Расчет выполнен в плоскос ти опасного сечения при действии изгибающего момента. При этом диаметр й отверстия варьировался в пределах (0,2-0,9)ш, а расстояние Ь от окружности впадин до центра отверстия выбиралось в пределах (О - 1,65)ш.Установлено, что при расстоянии Ь =(1-1,2)ш наблюдается снижение напряжений в галтельных переходах, т,е. в опасном сечении зуба, на 2 - 143. Таким образом, отверстие диаметром менее 0,9 ш не вызывает повышения напряжений в опасном сечении. Кроме того, при правильном выборе места внедРения отверстия наблюдается перераспределение напряжений в опасном сечении в сторону уменьшения, т.еявляется деконцентратором, При диаметре й менее 0,7 ш на зубьях появляются черноты из-за недостаточного объема выдавливаемого металла.Экспериментально установлено,что при увеличении угла конусности более 1 2 на восстановленных зубьях после обработки остаются черноты, т,е. количество вытесненного металла недостаточно для компенсации износа, При уменьшении угла конусностименее 3 улучшается самоустановка венца, т,е. положительный эффект от 40 повышения податливости прослеживается весьма слабо и резко снижается долговечность инденторов.Увеличение толщины перемычки Б0,2 В (Фиг.3) значительно снижает 45 податливость восстановленного колеса, и появляются черноты на зубьях.При уменьшении толщины перемычки Я (0,1 В значительно возрастает усилие обработки.Виды дефектов после механической обработки приведены в табл,1.Зависимость долговечности зуба от параметров индентора представлена в таблТаким образом, конические инденторы выполняют с диаметрами й = (0,7 о о -0,9)ш и углами конусности 8 (Я(12 Инденторы внедряются в тело зуба так чтобы их оси размещались в плоскостисимметрии восстанавливаемых зубьевна расстоянии Ь(1-1,2)ш, Внедрение инденторов осуществляется сооснос образованием перемычки, 8(0,1- 0,2)В,П р и м е р. Восстановление шестерни редуктора очистного комбайна1 К 101 ( деталь - шестерня1 К 101.01.292, ш = 12 мм, Е = 26,В = 100 мм, материал - сталь 20 Х 2 Н 4 А)осуществляется в следующей последовательности.Отжиг изношенного венца. Нагреввенца с помощью индуктора ТВЧ дотемпературы 1000 - 1050 С, раздачазубьев в штампе с образованием полостей с параметрами: диаметр отверстияна торце й = 9,6 мм; глубина отверстия 11 = 43 мм, угол конусности. ( =о12 . Протяжка зуба на станке дляполучения требуемого профиля зубьев.Химико-термическая обработка зубчатого венца, перед цементацией отверстия в зубьях закрывают пробками,Предлагаемый способ позволяет нетолько восстанавливать изношенный врезультате эксплуатации профильзубьев крупномодульных тонкостенныхзубчатых колес, но и на 15-203 повысить их долговечность.формула изобретенияСпособ восстановления крупномодульных зубчатых колес, включающийнагрев зубчатого колеса и перемещение инденторами в закрытом калибречасти его материала в зону восстановления, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью обеспечения возможности восстановления зубчатых колес стонкостенным ободом, внедрение конических инденторов осуществляют вторцы зубьев в зоне делительной окружности вдоль оси зубьев с образованием в них полостей, разделенныхмежду собой перемычкой минимальнойтолщины с соблюдением следующихсоотношений параметровй = (0,7-0,9)ш,11 = (1-1,2)ш,8 (с(12з = (0,1-0,2)В,где й - диаметр индентора;ш - модуль зацепления;Ь - высота внедрения инденторов;Я - угол конусности инденторов;з - размер перемычки;В - длина зуба,1639933 Таблица 1 Виды дефектов после механической обработки Диаметр индентора Х 1 Угол конусности 0 0,7 ш 0,8 ш 0,9 ш 1,0 ш О,бш Отдельныечернотына зубьяхТо же Отдельныечерноты Отдельныечерноты Отдельныечерноты Отдельныечерно".гы 8910 Нет Нет Нет НетЧернотапрактически вдольвсей поверхностиТо же11 12 13 Черноты Черноты Черноты Т а блица 2 Долговечность Диаметриндентора Угол Колесо циклов до разрушения, "х 10Ф конусо ности,верстия2,62,212,43 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 8 8 8 8 10 10 10 1 О 12 12 12 12 Без от 0,7 ш 0,8 ш 0,9 ш 1,0 ш0,7 ш 0,8 ш 0,9 ш 1,0 ш 0,7 ш 0,8 ш 0,9 ш 1,0 ш 2,49 Разрушение2,37 по отверстию2,691,832,46 Разрушение по2,39 отверстию3,23,3 Разрушение по2,79 отверстию3,412,32,25. Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 98 б Тир НИИПИ Государственного комите 113035, Москва478 Подписное по изобретениям и открытиям при ГК -35, Раушская наб., д. 4/5