SU1055577A1

SU1055577A1 - Method and apparatus for restoration of gearwheels

Info

Publication number: SU1055577A1
Application number: SU823467098A
Authority: SU
Inventors: Александр Константинович Лозовик; Маиски Погосович Марутян; Евгений Александрович Семенько; Олег Игоревич Кузьменков; Николай Константинович Кривенко
Original assignee: Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР
Priority date: 1982-07-09
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1983-11-23

Abstract

1. Способ восстановлени зубчатых колес методом пластической деформации , при котором металл вытесн ют равномерно по окружности колеса из зоны венца в зону износа, ограниченную по крайней мере -одним обкатным валком, отличающийс тем, что, с целью повышени прочности восстанавливаемых колес, вытеснение металла осуществл ют внедрением в венец дополнительных тел, при этом по- следние после окончани процесса оставл ют в теле колеса. 2.Способ по п. 1,отличающ и и с. тем, что, в качестве дополнительных теп используют металлические штифты, цельные или полые. 3.Устройство дл восстановлени зубчатых колес, содержащее соосно установленные пуансон и центрирующую оправку, а также по крайней, мере один обкатной валок, отличаю ц еее тем, что, с целью повышени прочности восстанавливаемых колес, оно снабжено установленным между пуансоном и оправкой с возможностью осево (Л го перемещени сепаратором, в отверсс ти х которого равномерно по окружности размещены дополнительные тела, при этом сепаратор и оправка св заны между собой. k. Устройство по гиЗ,отличающеес тем, что св зь сепаратора с оправкой выполнена в виде ел сд шпонки, закрепленной или в оправке, или в сепараторе. СП 1. A method of restoring gear wheels by the method of plastic deformation, in which the metal is displaced uniformly around the wheel circumference from the crown zone to the wear zone, limited at least by one rolling roller, characterized in that, in order to increase the strength of the wheels to be restored, the metal is displaced by inserting additional bodies into the crown, while the latter after the end of the process are left in the body of the wheel. 2. The method according to claim 1, distinguishing and and with. the fact that, as additional tep use metal pins, solid or hollow. 3. A device for restoring gears, containing a coaxially mounted punch and a centering mandrel, as well as at least one rolling roller, is distinguished by the fact that, in order to increase the strength of the restored wheels, it is fitted with an axially mounted (When the separator moves, in the holes of which additional bodies are placed evenly around the circumference, the separator and the mandrel are interconnected. K. A device along a line, characterized in that the connection of the separator with the support Vkoy made in the form of eating sd key, fixed or in the mandrel, or in the separator.

Description

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и мож1:т быть использовано дл восстановлени изно шенных зубчатых колес,. Известен способ прокатки зубчатых колес методом пластической деформации в нагретом состо нии, при котором металл из тела венца зубчатого колеса в зону износа зубьев вытесн етс силовым воздействием на торец зубчатого колеса боковом под химным роликом, а размеры и профиль зуба ограничивают обкатным валком, создающим посто нный калибр дл текущего металла Cl Недостатком известного способа вл етс то, что после восстановлени на торцах зубчатого колеса остаютс углублени , имеющие профиль деформирующего инструмента, вследствие чего измен ютс первоначальные геометричес кие размеры зубчатого колеса,снижаетс его точность и прочностные свойства Кроме того, известный способ может быть использован только дл тех типов зубчатых колес, на торцах которых вблизи от износа зубьев имеетс нерабоча поверхность, силовым воздействием на которую можно вытеснить необходимый объем металла дл компенсации износа зубьев Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл восстановлени зубчатых колес методом пластической деформации, реализующее способ вытеснени металла равномерно по окружности колес из зоны венца в зону износа, ограниченную по крайней мере одним обкатным валком„ Устройство содержит соосно установленные пуансон и центрирующую оправку, а также, по крайней мере, один обкатной валок С 2 3 Недостатком известного устройства вл етс то, что на торцах восстановленного колеса остаютс углублени , снижающие его прочность.Кроме того,известное устройство не может быть исполь зовано дл восстановлени зубчатых колес , конструкци и конфигураци которых не обеспечивает достаточного запаса металла дл вытеснени его в зону из носа зубьев, например, синхронизирую щих зубчатых , колес коробок перемены передач aвтoмoбиf eй и других транспортных средств. Целью изобретени вл етс повышение прочности восстанавливаемых колес Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу восстановлени зубчатых колес методом пластической деформации, при котором металл вытесн ют равномерно по окружности колеса из зоны венца в зону износа, ограниченную по крайней мере одним обкатным валком, вытеснение металла осуществл ют внедрением в венец дополнительных тел, при этом последние осле окончани процесса оставл ют в теле колеса, а в качестве дополнительных тел используют металлические штифты, цельные или полые. Устройство дл восстановлени зубчатых колес, содержащее соосно установленные пуансон и центрирующую оправку , а также по крайней мере один обкатной валок, снабжено установленным между пуансоном и оправкой с возможностью осевого перемещени сепаратором , в отверсти х которого равномерно по окружности размещены дополнительные тела, при этом сепаратор и оправ.ка св заны между собой Кроме того, св зь выполнена в виде шпонки, закрепленной или в оправке , или в сепараторе. На фиг„ 1 изображено устройство дл восстановлени зубчатых колес; на фиГо 2 - вариант восстановлени зубчатого колеса с помощью полого металлического штифта Устройство дл восстановлени зубчатых колес содержит пуансон 1, установленный с возможностью осевого перемещени посредством управл емого силового элемента, например гидроцилиндра , обкатные валки 2, центрирующую оправку 3 дл установки восстанавливаемого зубчатого колеса Д и сепаратор 5« Сепаратор 5 жестко закреплен на гильзе 6 и установлен соосно пу ансону 1 и центрирующей оправке 3 с возможностью осевого перемещени относительно последних В сепараторе 5 равномерно по его окружности выполнены отверсти 7 дл размещени внедр емых в торец зубчатого колеса k металлических тел 8, например штифтов или втулок,. Осевое перемещение сепаратора 5 и гильзы 6 может осуществл тьс как от индивидуального привода, так и от силового элемента дл перемещени пуансона 1„ Сепаратор 5, служащий направл ющей дл внедр емых в торец зубчатого колеса k металлических тел 8, предназначен также дл огр 1иичини воз можного вытекани перемещаемого металла на торец зубчатого колеса 4, Пуансон 1 установлен внутри гильзы 6 и снабжен жестко зокрепленными на нем толкател ми 9, вход щими в отверсти 7 сепаратора 5 и контактирующими с металлическими телами 8, Оправка 3 предназначена также дл центрировани сепаратора 5, жест ко закреплена в шпинделе 10, св занным с приводом его рращени , и взаимодействует с сепаратором 5 посредством соединительного элемента, иа пример шпонки 11, Шпонка 11 закреплена на торце оправки 3 и входит в соответствующий ей паз 12, выполненный на торце сепаратора 5. Шпонка 1 предназначена дл синхронизации вращени зубчатого колеса k, сепаратора 5 и обкатных валков 2, Кроме того, в результате контакта торца сепаратора 5 с торцом оправки 3 оправка 3 служит ограничителем перемещени сепаратора 5 и преп тствует см тию торца зубчатого колеса процесс восстановлени зубьев происходит только благодар внедрению металлических тел 8, без изменени геометрических размеров зубчатог колеса i. Обкатные валки 2 имеют профиль зу бьев, соответствующий профилю восста навливаемого зубчатого колеса Ц, и жестко закреплены на валах 13, св занных со шпинделем 10 посредством механизма синхронизации их вращени включающего зубчатые колеса и 15 xtecTKO закрепленные соответственно на валах 13 и шпинделе 10, Обкатные валки 2 установлены с возможностью их радиального перемещени от силовы элементов и снабжены ребордами 16, преп тствующими вытеснению металла на торец зубчатого колеса 4 в процес се восстановлени . I, Внедр емые в торец зубчатого коле са k металлические тела 8 выполн ютс либо из того же металла, что и зубч тое колесо k, либо из металла, равно прочного материалу зубчатого колеса Количество металлических тел 8 и их длина вь|бираютс в зависимости от ст пени износа зубьев зубчатого колеса и его геометрических размеров, при этом d (n,6...1,2)m, а d 0,5 d где d - наружный диаметр металличес кого тела 8; d,- внутренний дилметр металлического тела 8, выполненного в виде втулки; п - модуль зубчатого колеса t. Металлические тела 8 располагают в отверсти х 7 сепаратора 5 по окружности зубчатого колеса 4 в непосредственной близости от зоны износа-зубьев и с шагом, соответствующим шагу зубьев последнего. Устройство дл осуществлени способа восстановлени зубчатых колес работает следующим образом. Восстанавливаемое зубчатое колесо k устанавливаетс на центрирующей оправке 3, котора закреплена в шпинделе 10, Обкатные валки 2 ввод тс в зацепление с колесом 4 ( при этом происходит зацепление синхронизирующих зубчатых колес 1 4 с зубчатым колесом 15 ) и включаетс привод вращени шпиндел 10. Затем венец вращающегос колеса 4 нагреваетс ,например , секторным индуктором ТВЧ до температуры пластической деформации 1050Юбо С , После окончани нагрева включаетс привод осевого перемещени пуансона 1 и сепаратора 5, в отверсти х 7 которого установлены внедр емые металлические тела 8/ Сепаратор 5, цеитриру сь по оправке 3, перемещаетс до упора его торца в торец оправки 3 и останавливаетс , при этом шпонка 11 входит в паз 12, обеспечива синхронное вращение колеса U, сепаратора 5 и пуансона 1. После остановки сепаратора 5 пуансон 1 продолжает перемещатьс , и толкатели 9 внедр ют металлические тела 8 в нагретый торец венца колеса А, Внедр емые металлические тела 8 вытесн ют металл из тела венца в зону износа зубьев колеса k, а обкатные валки 2, создающие посто нный калибр, формируют размеры и профиль восстанавливаемых зубьев в соответствии с их первоначальными параметрами, Дл равномерного восстановлени обеих сторон зубьев колеса 4 процесс внедрени металлических тел 8 осуществл ют с реверсированием вращени колеса k, После окончани восстановлени пуансон 1, сепаратор 5 и обкатные валки 2 отвод тс в исходное положение , и привод вращени шпиндел 10 выключаетс о Колесо k с внедреннымиThe invention relates to the processing of metals by pressure and can be used to restore idle gears. There is a method of rolling gear wheels by the method of plastic deformation in a heated state, in which metal from a crown wheel body is displaced into the wear zone of teeth by a force effect on the gear end face under the chemical roller, and the size and profile of the tooth is limited by a rolling roller that creates a permanent The caliber for the current metal Cl. A disadvantage of the known method is that after the restoration on the tops of the gear wheel there are recesses having a profile of a deforming tool, due to the original geometrical dimensions of the gear change, its accuracy and strength properties are reduced. Moreover, the known method can be used only for those types of gear wheels, on the ends of which there is an inoperative surface near the wear of the teeth, which can force out the necessary amount of metal To compensate for tooth wear. The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is a device for restoring gear wheels by the method of plastic oh deformation, which implements a method of displacing metal evenly around the circumference of the wheels from the crown zone to the wear zone, bounded by at least one rolling roller "The device contains coaxially mounted punch and centering mandrel, as well as at least one rolling roller C 2 3 The disadvantage of the known device is that at the ends of the restored wheel there are recesses that reduce its durability. In addition, the known device cannot be used to restore gear wheels, the structure and configurations Atsi which does not provide a sufficient supply of metal to push it into the zone from the nose of the teeth, for example, synchronizing gears, wheels of gearboxes of automobiles and other vehicles. The aim of the invention is to increase the strength of the wheels to be restored. The goal is achieved by the method of plastic deformation, in which the metal is uniformly displaced around the wheel circumference from the crown area to the wear zone limited by at least one rolling roller, by displacing the metal insertion of additional bodies into the crown, with the latter after the end of the process is left in the body of the wheel, and a metal pin is used as additional bodies. you, solid or hollow. A device for restoring gears, comprising a coaxially mounted punch and a centering mandrel, as well as at least one rolling roller, is provided with an separator between the punch and the mandrel that can be axially moved, additional bodies are placed evenly around the circumference, and The frame is connected to each other. In addition, the connection is made in the form of a key, either fixed in the mandrel or in the separator. Fig. 1 shows a device for restoring gears; in FIG 2 a variant of restoring a gear with a hollow metal pin. The device for restoring gear wheels comprises a punch 1 mounted for axial movement by means of a controllable power element, for example a hydraulic cylinder, rolling rollers 2, a centering mandrel 3 for mounting a restored gear wheel D and separator 5 "The separator 5 is rigidly fixed on the sleeve 6 and mounted coaxially with the cylinder 1 and the centering mandrel 3 with the possibility of axial movement relative to the latter separator 5 evenly along its circumference provided with holes 7 for receiving embedded proxy in gear k metallic bodies end 8, such as pins or sleeves ,. The axial movement of the separator 5 and the sleeve 6 can be carried out both from the individual drive and from the power element to move the punch 1 "The separator 5, which serves as a guide for the gear metal k 8 bodies inserted into the end face, is also intended to The outflow of the metal to be moved to the end of the gear 4, Punch 1 is installed inside the sleeve 6 and is equipped with push rods 9 rigidly secured to it, which enter the openings 7 of the separator 5 and come in contact with the metal bodies 8, the mandrel 3 It is also started to center the separator 5, is rigidly fixed in the spindle 10 connected with its rotation drive, and interacts with the separator 5 by means of a connecting element, and an example of the key 11, the Key 11 is fixed on the end of the mandrel 3 and enters the corresponding groove 12, performed at the end of the separator 5. The key 1 is designed to synchronize the rotation of the gear wheel k, the separator 5 and the rolling rollers 2, In addition, as a result of the contact of the end of the separator 5 with the end of the mandrel 3, the mandrel 3 serves as a limiter for the movement of the separator 5 and prevents the gearwheel of the toothed wheel from restoring the teeth only due to the introduction of metal bodies 8, without changing the geometrical dimensions of the gear wheel i. The rolling rollers 2 have a tooth profile corresponding to the profile of a revolving gear wheel C, and are rigidly fixed on the shafts 13 connected to the spindle 10 by means of a mechanism for synchronizing their rotation including gears and 15 xtecTKO fixed respectively on the shafts 13 and spindle 10, Rolling rolls 2 are mounted with the possibility of their radial movement from the force elements and are provided with rims 16 preventing the metal from being expelled to the end face of the gear 4 during recovery. I, Metal bodies 8 introduced into the end of the gear wheel k are made either of the same metal as the gear wheel k or of metal equally strong to the material of the gear wheel. The number of metal bodies 8 and their length are chosen depending on article of wear of the gear teeth and its geometrical dimensions, with d (n, 6 ... 1.2) m and d 0.5 d where d is the outer diameter of the metal body 8; d, is the internal dilmeter of the metal body 8, made in the form of a sleeve; n is the gear module t. The metal bodies 8 are placed in the holes 7 of the separator 5 along the circumference of the gear wheel 4 in the immediate vicinity of the wear zone of the teeth and in increments corresponding to the pitch of the teeth of the latter. An apparatus for carrying out the method for restoring gears works as follows. The reconstructed gear wheel k is mounted on the centering mandrel 3, which is fixed in the spindle 10, the rolling rollers 2 are brought into engagement with the wheel 4 (the synchronizing gears 1 4 are then meshed with the gear wheel 15) and the rotation of the spindle 10 is activated. Then the crown the rotating wheel 4 is heated, for example, by a sector HDTV inductor to a plastic deformation temperature of 1050 ° C, after the end of heating, the drive of the axial movement of the punch 1 and the separator 5, in the holes 7 of which the mouth Embedded metal bodies 8 / Separator 5, the center of the mandrel 3, moves all the way to its end to the end of the mandrel 3 and stops, while the key 11 enters the groove 12, providing simultaneous rotation of the wheel U, the separator 5 and the punch 1. After stopping the separator 5, the punch 1 continues to move, and the pushers 9 insert the metal bodies 8 into the heated end of the wheel crown A, the implantable metal bodies 8 displace the metal from the crown body into the wear zone of the wheel teeth k, and the roll rollers 2 that create a constant gauge shape sizes and the profile of the teeth to be restored in accordance with their original parameters. To restore both sides of the teeth of the wheel 4 evenly, the embedding of the metal bodies 8 is carried out with reversal of the rotation of the wheel k, After the restoration is completed, the punch 1, the separator 5 and the rolls 2 are retracted, and the rotation drive of the spindle 10 is turned off on the wheel k with the embedded

S1055577(S1055577 (

в его торец металлическими телами 8 По сравнению с известным способin its butt metal bodies 8 Compared with the known method

снимаетс с оправки 3, и цикл восста-и устройство дл восстановлени зуб-,removed from the mandrel 3, and the cycle restores the device to restore the tooth-,

новлени повтор етс со следующимчатых колес позвол ет повысить прочзубчатым колесом,:ность зубчатого колеса.The innovation is repeated with the following wheels allowing you to increase the propeller wheel:: the gear wheel.

Фиг.FIG.

Фиг,гFIG, g

Claims

1. The method of restoration of gears by plastic deformation, in which the metal is displaced uniformly around the circumference of the wheel from the rim zone to the wear zone limited by at least one rolling roll, characterized in that, in order to increase the strength of the restored wheels, the metal is displaced by crown of additional bodies, while the latter after the end of the process is left in the body of the wheel.

2. The method of pop. 1, featuring I mean that, as additional bodies use metal pins, solid or hollow.

3. A device for restoration of gears, containing a coaxially mounted punch and a centering mandrel, as well as at least one roll-in roll, characterized in that, in order to increase the strength of the restored wheels, it is equipped with a punch between the punch and the mandrel with the possibility of axial movement of the separator, in the holes of which additional bodies are evenly distributed around the circumference, while the separator and the mandrel are interconnected.

4. The device according to shch 3, characterized in that the connection of the separator with the mandrel is made in the form of a key mounted either in the mandrel or in the separator.

SU,.,. 1055577