Способ изготовления бандажированных биметаллических зубчатых колес

,073( 088,8) Дата опубликования описания 18,06,80(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАНДАЖИРОВАННЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС1 О Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес, имеющих бандаж из внтифрикционного материала, например бронзы или латуни.Известен способ изготовления биме таллических бвндажироввнных зубчатых колес путем нвпрессовки зубчатого венца на диск центра с гарантированным натягом, который фиксируют от осевого смещения и крепят от проворота (11.Однако при изготовлении колес известным способом расходуется большое количество цветных металлов. 15Наибопее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления бандажированных биметаллических зубчатых колес путем соединения расплавленного антифрикционного цветного сплава .с основой колеса в нагретой замкнутой полости до образования биметаллическо- . го узла, охлаждения биметаллического узла и его последующей механической обработки 12).Недостаток известного способа - трудность обеспечения необходимого по величине натяга венца в холодном состоянии со ступицей, твк как в процессе заливки трудно выдержать температуру нвгре ва основы колеса. что ведет к увеличению толщины бронзового венца 1 чтобы предотвратить отрыв материала и сдвиг венца относительно обода колеса, дополнительно на периферии обода копеса де,- лаются местные выборки, заполняемые бронзой, которые играют роль шпонок. Все .это увеличивает расход антифрикционного цвета сплава, что удорожает изготовление бвндвжироввнных биметаллических зубчатых колес.Цель изобретения - сокращение расхода цветного металла и повышение прочности соединения бандажа с основой колес.Это достигается тем, что в качестве замкнутой полости используют основу колеса, перец соединением во внутрь основыколеса засыпают шихту, основу колесавращают с ориентиррванием шихты попериферии основы колеса, а нагреваютоснову колеса по ее периферии до температуры расплавления шихты, охлаждаютбиметаллический узел до температурыкристаллизации цветного сплава, послечего прекращают вращать основу колеса.Шихта состоит из флюса и антифрикцион 10 ного цветного сплава,В качестве основы колеса используютсоединенную со ступицей оболочку, имеющую в зоне обода колеса в поперечном сечении форму полого кордиоида, а в зоне диска колеса-форму полого диска с выпукловогнутой поверхностью от обода к диску.Оболочку получают штамповкой из листа. двух деталей-подуоболочек, симметричныхотносительно полостей, перпендикулярных коси вращения основы колеса, и последующей их сваркой одной с другой и со ступицей.На чертеже изображено изготовлениебандажированного биметаллического червячного колеса.Основа колеса выполнена в виде фланца 1, сваренной со ступицей 2 и фланцем 3, На периферии замкнутой полости,образуемой фланцами и ступицей, размещена шихта, состоящая из флюса 4 и антифрикционного цветного сплава 5. Наторцовой поверхности одного из фланцевпредусмотрено окно 6 для загрузки шихты,35Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Оболочку червячного колеса штампуют из листовой стали 35 толщиной 4 мм в4 О виде двух симметричных деталей - полу- оболочек (фланцев) 1 и 3, обрезают их по краям и состыковывают. В состыкованном виде контур оболочки в зоне обода будущего колеса имеет форму кардиоида45 с радиусом Р . В зоне диска колеса оболочка образует полый диск с выпукдовогнутой переходной поверхностью В и Й от обода к диску. Внутреннюю поверхность оболочки в зоне обода зачищают и5 О напыляют, например, латунью ддя улучшения в дальнейшем связи антифрикционного цветного сплава с углеродистой сталью.Состыкованные зачищенные и напыленные латунью фланцы 1 и 3 сваривают в55 месте стыка (полость Г-Г), затем к ним приваривают ступицу 2.В окно 6 на торцовой поверхности одного из фданцев засыпают шихту, состоя 21 4щую из флюса 4, имеющего температуруплавления на 50 - 100 С ниже темпераотуры плавления цветного сплава, состоящую,из смеси 80% борной кислоты и 20%буры, и антифрикционного цветного сплава5 - бронзы марки ОЦС 5-5-5. Подготовленную таким образом основу колеса, представляющую собой замкнутый объем, ступицей 2 надевают на оправу и устанавливают в высокочастотной кольцевой инпукторустановки ТВЧ с мощностью д -70 кВттаким образом, что поверхность оболочки на кольцевом участке шириной Н охвачена токоведущими поверхностями индуктора, Затем включают вращение оправы - вращают основу колеса, ориентируянаправление перемещения шихты на периферию основы колеса. При этом определяют скорость вращения из условия, чтошихта должна заполнять кольцевую поверхность напериферии основы колесас определенным давлением, не позволяющим в процессе нагрева основы колесаразойтись фланцами 1 и 3 и обеспечивающим беспористую структуру бронзы. Вданном примере избыточное давление создавалось равным 2 атм, а скорость вращения составляла 1000 об/мин,Индуктором нагревают основу колесана ширине В и высоте Н до температуры1200 С (температура при расплаве шихты) в течение 8 мин, контроль температуры нри настройке ведут оптическимпирометром. По достижении этой температуры нет ее дальнейшего роста - этоговорит о том, что шихта плавится, Выдержка при этой температуре составляет2 мин, Дальнейший скачок температурыговорит о том, что шихта расплавилась,тогда понижают мощность инпуктора; Подостижении расплава шихты (температураплавления бронзы ОЦП 5-5-5 порядка850 - 900 ОС) нагрев стальной оболочкипрекращают. В этот момент, остывая,формируется структура расплава, при этом,как более легкие, шлаки выводятся (всплывают) в зону Б, а зона А целиком заполняется антифрикционным материалом,то есть бронзой. Когда основа колесаохладится до температуры 500 - 600 С,вращение ее прекращают, так как эта температура ниже температуры кристаллизации бронзы и определенная структурабандажа уже сформирована. При остывании материал 4 спаивается со стапьными фланцами 1 и 3 и образует монолитный бандаж. При механической обработкеснимают на кольцевом участке высотойН толщину стального листа на ширине В, обрабатывают банда к по наружному диаметру и фрезеруют зубья червячного ко- ф леса.Предлагаемый способ изготовления бан дажированных биметаллических зубчатых колес позволяет сократить расход бронзы примерно на 30% по сравнению с известным способом и при этом увеличить жесткость венца, прочность соединения бандажа с основой колеса и улучшить условия эксплуатации зубчатого колеса.Формула изобретения1. Способ изготовления бандажированных биметаллических зубчатых колес путем соединения расплавленного антифрикционного цветного сплава с основой колеса в нагретой замкнутой полости до образования биметаллического узла, охлаждения биметаллического узла и его последующей механической обработки, отличающийся тем,что,с целью сокращения расхода цветного металла и повышения прочности соединений бандажа с основой колеса, в качестве замкнутой полости используют основу колеса, перед соединением во внутрь основы колеса засыпают шихтой, основу колеса вращают с ориентированием шихты по периферии основы колеса, а нагревают основу колеса по ее периферии до температуры расплавления шихты, охлаждают биметаллический узел до температуры кристаллизации цветного сплава, после чегопрекращают вращать основу колеса,2,Способпоп.1, отличающ и й с я тем, что шихта состоит изфлюса и антифрикционного цветного сплава.3, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве основыколеса используют соединенную со ступицей оболочку, имеющую в зоне обода колеса в поперечном сечении форму пологокардиоида, а в зоне диска колеса - форму полого диска с выпукло-вогнутой переходной поверхностью от обода к диску,4,.Способ по п. 3, о т л и ч а ющ и й с я тем, что оболочку получаютштамповкой из листа, двух деталей полуоболочек, симметричных относительноплоскости, перпендикулярной к оси вращения основы колеса, и последующей ихсваркой одной с другой и со ступицей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Дунаев П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин. Я "Высшая школа", 1966, с. 107-108, рис, 82. а,б.2. Дунаев П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин. М., "Высшая школа, 1966, с. 107-109, рис, 83, 84,Филиал ПНП фПатент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 аз 3091/12 Т ЦНИИПИ Госу по делам и 113035, Москвауираж 1160дарственного кзобретений и отЖ; Раушска Подписноемитета СССРкрытийя наб,ф д, 45