Способ изготовления бандажированных биметаллических зубчатых колес
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
В 23 Г 17/00 с присоединением заявки.%— Государственный комитет (23 ) Приоритет— по йелвм изобретений н открытий Опубликовано 15.06.80. Бюллетень pk 22 Дата опубликования описания 18.06.80 (53) УДК 621.746. .073(088.8) (72) Автор изобретения М. А. йанилов (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАНДАЖИРОВАННЫХ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес, имеющих бандаж из антифрикционного материала, например бронзы или латуни. Известен способ изготовления биме» таллических бандажированных зубчатых колес путем напрессовки зубчатого венца на диск центра с гарантированным натягом, который фиксируют от осевого смещения и крепят от проворота )lj. Однако при изготовлении колес известным способом расходуется большое коли чество цветных металлов. Наиболее 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 биметаллического узла, охлаждения биметаллического узла и его последующей механической обработки $2) . Недостаток известного способа — трудность обеспечения необходимого по величине натяга венца в холодном состоянии со ступицей, так как в процессе заливки трудно выдержать температуру нагре» ва основы колеса. что ведет к увеличению толщины бронзового венца1 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 бандажированных 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 основы колеса засыпают шихту, 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 чего прекращают вращать основу колеса. Шихта состоит из флюса и антифрикцион10 ного цветного сплава. В качестве основы колеса используют соединенную со ступицей оболочку, имею щую в зоне обода колеса в поперечном сечении форму полого кордиоида, а в зоне дис- 15 ка колеса-форму полого диска с выпукловогнутой поверхностью от обода к диску. Оболочку получают штамповкой из листа . двух деталей-полуоболочек, симметричных относительно полостей, перпендикулярных к оси вращения основы колеса, и последующей их сваркой одной с другой и со ступицей. На чертеже изображено изготовление бандажированного 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. На торцовой поверхности одного из фланцев предусмотрено окно 6 для загрузки шихты. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Оболочку червячного колеса штампуют из листовой стали 35 толщиной 4 мм в 4О виде двух симметричных деталей — полуоболочек (фланцев) 1 и 3, обрезают их по краям и состыковывают. В состыкованном виде контур оболочки в зоне обода будущего колеса имеет форму кардиоида 45 с радиусом R . В зоне диска колеса оболочка образует полый диск с выпукловогнутой переходной поверхностью Rg u R от обода к диску. Внутреннюю поверхность оболочки в зоне обода зачищают и 5О напыляют, например, латунью для улучшения в дальнейшем связи антифрикционного цветного сплава с углеродистой сталью. Состыкованные зачищенные и напыленные латунью фланцы 1 и 3 сваривают в 55 месте стыка (полость Г-Г), затем к ним приваривают ступицу 2. В окно 6 на торцовой поверхности одного из фланцев засыпают шихту, состоя21 4 .щую из флюса 4, имеющего температуру. плавления на 50 - 100 С ниже темперао туры плавления цветного сплава, состоящую из смеси 80% борной кислоты и 20% буры, и антифрикционного цветного сплава 5 - бронзы марки OUC 5-5-5. Подготовленную таким образом основу колеса, представляющую собой замкнутый объем, ступицей 2 надевают на оправу и устанавливают в высокочастотной кольцевой индуктор установки ТВЧ с мощностью g 70 кВт таким образом, что поверхность оболочки на кольцевом участке шириной H охвачена токоведущими поверхностями индуктора. Затем включают вращение оправы - вращают основу колеса, ориентируя направление перемещения шихты на периферию основы колеса. При этом определяют скорость вращения из условия, что шихта должна заполнять кольцевую поверхность на периферии основы колеса с определенным давлением, не позволяющим в процессе нагрева основы колеса разойтись фланцами 1 и 3 и обеспечивающим беспористую структуру бронзы. В данном примере избыточное давление создавалось равным 2 атм, а скорость вращения составляла 1000 o6/мин. Индуктором нагревают основу колеса на ширине В и высоте Н до температуры 1200 С (температура при расплаве шихты) в течение 8 мин, контроль температуры нри настройке ведут оптическим пирометром. По достижении этой температуры нет ее дальнейшего роста — это говорит о том, что шихта плавится. Выдержка при этой температуре составляет 2 мин. Дальнейший скачок температуры говорит о том, что шихта расплавилась, тогда понижают мощность индуктора; По достижении расплава шихты (температура плавления бронзы ОЦП 5-5-5 порядка 850 - 900оС) нагрев стальной оболочки прекращают. 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 колеса охладится до температуры 500 - 600 С, о вращение ее прекращают, так как эта температура ниже температуры кристаллизации бронзы и определенная структура бандажа уже сформирована. При остывании материал 4 спаивается со стапьными фланцами 1 и 3 и образует монолитный бандаж. При механической обработке снимают на кольцевом участке высотой 740421 Н толщину стального листа на ширине В, обрабатывают банда к по наружному диаметру и фрезеруют зубья червячного ко- леса. Предлагаемый способ изготовления бан- S 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 изобретения 1. 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 чего прекращают вращать основу колеса. 2.Способпоп.1, отличаюшийся тем, что шихта состоит из флюса и антифрикционного цветного сплава. 3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве основы колеса используют соединенную со ступицей оболочку, имеющую в зоне обода колеса в поперечном сечении форму полого кардиоида, 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 юшийся тем, что оболочку получают штамповкой из листа, двух деталей ««ïîлуоболочек, симметричных относительно плоскости, перпендикулярной к оси вращения основы колеса, и последующей их сваркой одной с другой и со ступицей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Дунаев П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин. M., "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. (4042 1 Составитель В. Ионова Редактор Г. Нечаева Техреду.Кастелевич Корректор N. Бигула Заказ 3091/12 Тираж 11бО Подписное Е1НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, -35; Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4
