Способ восстановления шестерен

 

Изобретение относится к ремонту машин , в частности к восстановлению шестерен термопластическим деформированием. Цель изобретения - повышение эффективности восстановления. На нерабочую поверхность изношенной шестерни наплавляют компенсирующий металл. Затем шестерню нагревают до температуры на50-150°С выше точки ACI. Шестерню спрессовывают путем пластического деформирования в штампе и выдерживают в нем для закалки цементованного слоя. Размеры элементов штампа обеспечивают образование припусков на поверхностях шестерен не более 0,1-0.2 мм. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 Р 6/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

,а

1 г" - - т"" l- МЬИЯ9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

10»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4482539/27 (22) 16.09.88 (46) 15 05.91, Бюл. ЬЬ 18 (71) Кировоградский институт сел ьскохоэяйственного машиностроения (72) Ю. 8. Кулешков, М, И. Черновол и В. И. Хромов (53) 621.797(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 591303, кл. 8 23 Р 7/00, 1978. . ЩСПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ШЕСТЕРЕН (57) Изобретение относится к ремонту машин, s частности к восстановлению шестеИзобретение относится к ремонту ма- шин, в частности к восстановлению шестерен термопластическим деформированием, Цель изобретения — повышение эффективности восстановления.

Способ осуществляется следующим образом.

На нерабочую поверхность изношенной шестерни — диск наносят наплавкой компенсирующий металл. Затем шестерню нагревают в растворе соляной ванны до

810-910 С (нэ 50-150 С выше точки А,1).

Нагретая шестерня помещается в штамп, опрессовывается и выдерживается в штампе для закалки цементованного слоя с последующим охлаждением на воздухе.

Размеры элементов штампа обеспечивают образование припусков на изношенных поверхностях шестерен, не превосходящие

0,1-0,2 мм. Последующая механическая обработка шестерен осущестляется абразивным инструментом.

„ Ж,, 1648711 А1 рен термопластическим деформированием.

Цель изобретения — повышение эффективности восстановления, На нерабочую поверхность изношенной шестерни наплавляют компенсирующий металл. Затем шестерню нагревают до температуры на 50-150 С выше точки А,1. Шестерню опрессовывают путем пластического деформирования в штампе и выдерживают в нем для закалки цементованного слоя. Размеры элементов штампа обеспечивают образование припусков на поверхностях шестерен не более 0,1-0.2 мм.

1 табл.

При нагреве шестерни выше точки АС1 на 50-150 С и при последующей раздаче в штампе переохлажденный аустенит превращается в мелкоигольчатый мартенсит, При этом не перегревается цементованный слой, т. е. не наблюдается рост зерна аустенита, что придает высокую твердрсть наружной поверхности зубьев HRC 56-63, а получение небольших припусков на механическую обработку до 0,1 — 0.2 мм позволяет сохранить цементованный слой и является достаточным для компенсации износов.

Нагрев ниже температуры выше точки

А,1 на 50 С не позволяет одновременно вести раздачу и закалку цементованного слоя. Цементит не успевает полностью раствориться и перейти в аустенит, что вызывает снижение твердости.

Нагрев выше температуры выше точки

А,1 на 150 С проводить нежелательно изза роста зерна аустенита при нагреве, а также увеличения количества остаточного аустенита, что недопустимо.

1648711

В предложенном способе восстановления пластическая деформация детали осуществляется при температуре выше точки

A q на 50 — 150 С. а также раздача цементованного слоя на 0,1 — 0,2 мм, что позволяет сохранить цементованный слой изношенных зубьев шестерни, т. е, сформировать на наружной поверхности зубьев остаточные напряжения сжатия, что значительно повышает усталостную выносливость Bocc TBHo Bленных шестерен..

П р.и м е р. Восстанавливали шестерню комбайна СК-4 (но каталогу М 61207А), изготавливаемую из цементуемой стали 18хГТ, твердость зуба после цементации HR C 58-63, глубина цементованного слоя 0,7-1,1 мм.

На нерабочую поверхность шестерни— диск наплавляют компенсирующий износ металла, Наплавку вели электродной проволокой ЗОХГСА диаметром 0=2,0 мм при напряжении U= 24 — 28 В и сварочном токе

1=180 — 220 А. Наплавку диска осуществляли по спирали, отступив по 5 мм от ступицы и венца шестерни.

Далее наплавленную шестерню нагревали в соляной ванне до 730, 780, 830, 880, 930 С. Контроль температуры осуществили пирометром "РАПИР". Нагретая шестерня помещалась в штамп, опрессовывалась в охлажденном штампе для закалки цементованного слоя до 180 С, после этого шестерни извлекались из штампа, охлаждались на воздухе. Опрессовка шестерни осуществлялась на гидраалическом прессе ДБ-2436 усилием 4000 кН, оснащенном гидроаккумулятором. Скорость деформирования при штамповке 0,15 м/с.

Штамп состоит из подкладных плит, крепящейся к ним обоймы и зубчатой матрицы. Пуансон и выталкиватель выполнены в виде кольцевых валиков, обеспечивающих перераспределения металла к изношенным поверхностям шестерни и формирование ребер жесткости на диске шестерни, Центрирующий стержень выполнен в виде шлицевого хвостовика, обеспечивающего формирование внутренней шлицевой поверхности ступицы шестерни. При расчете штампа, помимо условий жесткости и прочности, стремились к созданию повышенной теплоемкости деталей для увеличения скорости отвода тепла при соприкосновении изношенных поверхностей с формообразующими элементами штампа (зубчатой мат5 рицей шлицевым хвостовиком), После охлаждения стержня до Т 180 С шестерни вытал кивателем выпрессовываются из штампа с охлаждением на воздухе.

Последующая механическая обработка осу10 ществляется абразивным инструментом.

Зубья шестерни обрабатывались шлифованием на зубошлифовальном станке

5В833 с использованием в качестве инструмента специально заправленного алмаз15 ным резцом в виде червяка шлифовального прута марки ПП 350х84х160 24А16СМ19К5

ГОСТ 2424 — 83 при следующем режиме; частота вращения шлифовального прута n=

=260, подача S=0,02 мм (двойной ход, 20 с корость реза н и я V=30 м/с), Результаты обработки шестерен представлены в таблице .

По результатам таблицы видно, что наиболее оптимальными являются режимы И, 25 И!и iV, Предложенный способ позволяет проводить нагрев шестерен на 200 С ниже существующих, что позволяет значительно снизить энергозатраты, причем получают

30 минимальные, но достаточные припуски для компенсации износа и последующей механической обработки, что позволяет экономить цементованный скат и избежать дополнительной операции (цементации).

35 Формула изобретения

Способ восстановления шестерен, включающий наплавку металла на нерабочую поверхность шестерни, компенсирующего износ шестерни, нагрев до температуры пла40 стичности металла, опрессовку путем пластического деформирования в штампе, закалку. дальнейшую механическую обработку шестерни до номинальных размеров, отл и ча ю45 шийся тем, что, с целью повышения эффективности восстановления шестерен, нагрев и пластическое деформирование детали осуществляют при температуре выше точки А с1 на

50-150 С на величину раздачи цементованного слоя 0,1 — 0,2 мм и последующее охлаждение в штампе, 1648711

Сталь 15Х2ГН2ТА;

А „- 710"C

Температура обработки

Сталь 18Х2Н4НА;

Ас1= 700 С

Сталь 20ХГНР;

А, =730 C

Микроструктура поверхности

Микроструктура поверхности

Тве

Тве ость

Микроструктура поверхности

Тве ость ость поверхности

HRC сердцевины

HRC сердцевины

HRC поверхНОСТИ

HRC по- сердверх- цевиности ны

HRC HRC

А„+0 С

56 38

38

60 40

Ас1+50 С

A,1+ 100 С

Мелкоигольчатый мартенсит, карбиды, 20 остаточного аусте нита

Мелкоигольчатый мартенсит, 20, остаточного аустенита

58 38

Мелкоигсльчатый мартенсит, 25 остаточного аусте нита

А 1+150 С

36

Мелкоигольчатый мартенсит, 25 оста- точного аустенита

43

56 36

A ñ1 2+

54 35

Мелкоигольчатый мартенсит, 35ь и остаточного аустенита

57

Составитель А.Ануфриева

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор М. Келемеш

Заказ 1487 Тираж 474 ПодписнОе

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Мартенсит остаточный, карбиды, цементитная сетка

Мелкоигольчатый мартенсит, карбиды, 25 остаточного аустенита

Мелкоигольчатый мартенсит, карбиды, 27 остаточного аусте нита

Крупноигол ьчатый мартенсит, 35 остаточного аустенита

Мартенсит остаточный. аустенит, цементитная сетка

Мелкоигольчатый марте нсит, 25 остаточного аусте нита

Остаточный мартенсит, карбиды, цементитная сетка

Мелкоигольчатый мартенсит, карбиды, 20 остаточного аустенита

Мелкоигольчатый мартенсит, карбиды, 35 остаточного аустенита

Крупноигольчатый мартенсит, карбиды, 40Я остаточного аустенита