Способ восстановления тонкостенного зубчатого колеса

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при восстановлении зубчатых колес (к), преимущественно с тонким ободом. Целью изобретения является расширение технологических . возможностей за счет обеспечения вос становления сложной конфигурации, а также долговечности изделий за счет снижения виброактивности и повышения податливости восстанавливаемого К. Выполняют компенсирующий слой в виде спеченной порошковой втулки (ПВ) на основе железа, имеющей сквозную сообщающуюся пористость. 20-25%. Внутренний диаметр ПВ определяют из объема, компенсирующего износ материала колеса . ПВ устанавливают на оправке внутрь К и фиксируют стопором. Колесо вместе ,с ПВ устанавливают в разъемную матрицу, помещают в азотосодержащую среду, нагревают до 1150-1200 С и вьщерживают 5ч. В процессе насьщения ПВ азотом происходит увеличение ее размеров , приводящее к раздаче К и получению неразъемного соединения ПВ и К. 1 ил. (9 (Л

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

00 (5D 4 В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

; 13 ; „ 13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3936710/31-2?

i(22) 01.08.85 (46) 23.01.88. Бюл. Р 3 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) О.И.Кузьменков, Н.К.Кривенко, В.Л.Басинюк и А.А.Кот (53) 621.791.92 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 591303, кл. В 23 Р 6/00, 1976. (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННОГО ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при восстановлении зубчатых колес (К), преимущественно с тонким ободом. Целью изобретения является расширение технологических воэможностей за счет обеспечения вос„„SU„„1368150 А1 становления сложной конфигурации, также долговечности иэделий за счет снижения виброактивности и повышения податливости восстанавливаемого К.

Выполняют компенсирующий слой в виде спеченной порошковой втулки (ПВ) на основе железа, имеющей сквозную сообщающуюся пористость 20-257. Внутренний диаметр ПВ определяют иэ объема, компенсирующего износ материала колеса. ПВ устанавливают на оправке внутрь

К и фиксируют стопором. Колесо вместе с ПВ устанавливают в разъемную матри цу, помещают в азотосопержащую среду, нагревают до (150-1200 C и выдерживают 5 ч. В процессе насыщения ПВ азотом происходит увеличение ее размеров, приводящее к раздаче К и получению неразъемного соединения ПВ и К.

1 ил.

1 13681

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при восстановлении зубчатых колес, преимущественно с тонким ободом.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения восстановления колес сложной конфигурации, а также повышение долговечности изделий за счет снижения виброактивности и повышения початливости восстанавливаемого колеса.

На чертеже показано зубчатое коле- 15 со, момент восстановления.

В тонкостенное зубчатое колесо 1, имеющее износ, вставляют оправку 2, снабженную буртиком 3 с установленной на ней спеченной порошковой втулкой

„4, имеющей сквозную пористость 20257. Затем на оправку 2 со стороны противоположной буртику 3 надевают металлическую втулку 5, которую фиксируют на оправке 2 стопором 6. В 25 оправке 2 выполнены радиальные отверстия 8, сообщающиеся с центральным каналом 7, предназначенные для подачи азота. Буртик 3 и металлическая втулка 5 предназначены для исключения З0 увеличения длины спеченной порошковой втулки 4 при нагреве.

Восстанавливаемое зубчатое колесо

1 в сборе с оправкой 2, спеченной порошковой втулкой 4, металлической втулкой 5 и стопором 6 устанавливают в разъемную матрицу 9, помещают в азотосодержащую среду, нагревают до

1150-1200 С и выдерживают при этой температуре 5,ч.. После этого деталь 40 охлаждают, удаляют оправку 2 и матрицу 9, производят необходимую механическую и термическую обработку.

В процессе сквозного насыщения порошковой втулки азотом происходит 45 увеличение ее размеров на 10-157, зависящее от концентрации азота, пористости порошковой втулки, времени выдержки и температуры. Этот эффект при высокой температуре и условии Б0 исключения изменения внутреннего диаметра и длины порошковой втулки вызывает радиальную раздачу зубчатой части детали. В процессе высокотемпературного азотирования обеспечивается неразъемное припекание порошковой втулки 4 к внутренней поверхности зубчатого колеса 1 с прочностью сцепления 100-120 МПа. Кроме того, порошковый слой, нанесенный на внутреннюю поверхность зубчатого колеса обеспечивает снижение виброактивности последнего за счет повышения податливости и демпфирующих характеристик.

Наружный диаметр втулки 4 и длину назначают соответствующими внутреннему диаметру и ширине восстанавливаемого венца соответственно. Внутренний диаметр втулки определяется из объема компенсирующего износ материала и равен

45mZà

2. н

8н 4 K% соз ф где d „ — внутренний диаметр втулки;

d — наружный диаметр втулки;

m — модуль восстанавливаемого колеса;

Z — число зубьев восстанавливаемого колеса; — величина зазора между изношенной поверхностью и поверхностью зубчатого калибра;

K — коэффициент увеличения объема спеченной втулки; е — угор профиля восстанавливаемого колеса причем радиальную раздачу зубчатого венца. осуществляют нагревом последнего и втулки в азотсодержащей среде до 1150-1200 С, исключая при этом уменьшение внутреннего диаметра и длины втулки.

Пример осуществления способа.

Способ восстановления тонкостенных зубчатых колес сложной формы апробирован на опытном участке СКТБ с

ОП ИНДМАШ АН БССР при восстановлении зубчатого колеса с модулем m=5 мм, числом зубьев Z=20, шириной венца

Ь=65 мм, толщиной венца d =11 мм, внутренним диаметром венца,„ =66 мм, выполненного из стали 12Х2Н :А. Восстановление осуществлялось в следующей последовательности: для d =0,4 мм определялся внутренний диаметр втулки d „ из порошкового материала ПЖ2М2 (пористость втулки 20-257}.

44 мм

4 0,1 0,939 3,14 (для расчета принято К=0,1); на оправку диаметром 44 мм, имеющую осевое (g 12 мм) и радиальное (p 0,8 мм) отверстия,.надевали спеченную из приведенного выше порошка втулку (пори1368150

4 а,„=г стость 20-257), смазав поверхности сопряжения графитовой смазкой; вставляли оправку с втулкой в восстанавливаемое зубчатое колесо и стопори5 ли;.восстанавливаемое зубчатое колесо вместе с оправкой помещали в разьемную матрицу, устанавливали в печь с азотсодержащей средой, нагревали до 1150-!200 С, выдерживали при этой температуре в течение 5 ч и охлаждали; извлекали оправку из полости примеченной к колесу втулки, сопровождая это легкими ударами с вращением оправки; проводили механическую и химико-термическую обработку зубчатого колеса (после закалки поверхностная твердость HRC- 58-63) .

Оценку виброактивности восстановленного зубчатого колеса осуществляли 20 на стенде СИ 3 конструкции ИНДИАШ

АН БССР. Исследования показали, что общий уровень виброускорений, генерируемых зацеплением с восстановленными зубчатыми колесами на 1,5-2,5 дб ни25 же виброускорений, возникающих в сопряжении с новыми зубчатыми колесами.

Таким образом, предложенный способ восстановления позволяет не толь30 ко восстанавливать рабочий профиль изношенного тонкостенного колеса, но и позволяет также повысить долговечность за счет снижения виброактивности и повышения податливости.

Формула изобретения

Способ восстановления тонкостен.ного зубчатого колеса, путем его раэдачи с обжатием по наружной поверхности зубчатого профиля препварительным выполнением и размещением компенсирующего слоя с внутренней стороны колеса, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических воэможностей за счет обеспечения восстановления колес сложной конфигурации, а также повышения долговечности изделий эа счет снижения виброактивности и повышения IIopBTJIHBocTH восстанавливаемого колеса, компенсирующий слой выполняют в виде. спеченной порошковой втулки на основе железа со сквозной сообщающейся пористостью, причем наружный диаметр и длину втулки выполняют соответствующими внутреннему диаметру и ширине восстанавливаемого венца, а внутренний диаметр втулки d „ выбирают иэ соотношения где dH — наружный диаметр втулки;

m, Z — модуль и число зубьев восстанавливаемого венца;

d — максимальная величина зазора между изношенной поверхно стью и поверхностью зубчатого калибра;

К вЂ” коэффициент увеличения объема спеченной втулки;

a — угол профиля восстанавливаемого колеса, а раздачу венца осуществляют на оправке с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру втулки при нагреве до 1150-1200 С в среде азота при эаневоливании втулки по длине.

13á8150

° ° ° Ф

Составитель В.Григорьева Техред л.Олийнык Корректор M,Äåì÷èê

Редактор Г,Гербер

Заказ 152/14 Тираж 920

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4