SU1063571A1

SU1063571A1 - Method of reconditioning worn-out steel gears

Info

Publication number: SU1063571A1
Application number: SU823454153A
Authority: SU
Inventors: Виктор Афанасьевич Павлов; Петр Яковлевич Павликов; Борис Михайлович Политов
Original assignee: Брянский Ордена "Знак Почета" Институт Транспортного Машиностроения
Priority date: 1982-06-11
Filing date: 1982-06-11
Publication date: 1983-12-30

Abstract

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ СТАЛЬНЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС включакнций нагрев восстанавливаемог колеса до температуры аустенизации материала и его пластическое деформирование , отличающийс тем, что, с целью повышени качества восстанавливаемых зубчатых колес путем устранени возможности обезуглероживани поверхности зубьев в процессе нагрева, изношенные зубь колеса последовательно перед нагревом погружают в охлаждающую жидкость на глубину, равную высоте зуба, при -. этом нагреву каждый раз подвергают основание зуба пропусканием электрического тока между противоположными поверхност ми основани зуба по кратчайшему между ними рассто нию, а пластическое деформирование основани зуба осуществл ют в направлении, перпендикул рном к направлению про- S текани электрического тока.METHOD OF RESTORING WRONG STEEL TOOTH WHEELS, including heating the wheel to be restored to the material austenization temperature and plastic deformation, characterized in that, in order to improve the quality of the restored gears by eliminating the possibility of decarburizing the surface of the teeth during the heating process, the worn gear of the chimer ring, the worn gear, the worn gear, and the worn gear of the chimer in the process of heating the worn chiming gear by removing the teeth of the chimer in the process of heating the worn gear. fluid to a depth equal to the height of the tooth, with -. this is heated each time the base of the tooth by passing an electric current between opposite surfaces of the base of the tooth along the shortest distance between them, and plastic deformation of the base of the tooth is carried out in a direction perpendicular to the direction of flow S of electric current.

Description

Изобретение относитс к обработк металлов давлением и может быть использовано в ремонтных работах, в частности при восстановлении изношенных Зубчатых колес пластическим деформированием. Известен способ в-осстановлени изношенных зубчатых колес, который включает наплавку электродом изношенного профил зуба и колеса, частично погруженного в охлсокдающую жидкость, обработку зуба и закалку 1. Недостатками известного способа вл ютс низка произво ительность при наплавке металла электродом и низкое качество наплавки в св зи с большими трудност ми по обеспечению равномерного сло наплавленного металла Наиболее близкиг решением по тех нической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ восстановлени изношенных стальных зубчатых колес, включак дий нагрев восстанавливаемого колеса до температуры аустенизации материала и его пластическое деформирование 2. Недостатком данного способа вл етс необходимость повторного нагре ва закаленных зубьев и всего колеса до температуры аустенизации под пла тическую деформацию, что приводит к обезуглероживанию поверхностного сл зубьев и снижению твердости и н сущей способности колеса. Цель изобретени - повышение качества восстанавливаемых зубчатьгх , колес путем устранени возможности обезуглероживани поверхности зубьев в процессе нагрева, Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу восстановлени изношенных стальных зубчатых колес, включающему нагрев восстанавливаемо го колеса до температуры аустенизации материала и его пластическое деформирование, изношенные зубь колеса последовательно нагревом погружают в охлажданвдую жидкост на глубину, равную высоте зуба, при этсм нагреву каждый раз подвергают основание зуба пропусканием электри ческого тока между противоположными поверхност ми основани - зуба по кратчайшему между ними рассто нию, а пластическое деформирование основ ни зуба осуществл ют в направлении перпендикул рном к направлению протекани электрического тока. На фиг. 1 изобрахсено устройство дл восстановлени зубчатого колеса имеющего ступицу и зубчатый венецf на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - вариант устройства дл восстановлени зубчатого венца; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 3. Устройство дл восстановлени зубчатого колеса содержит упоры 1 и 2 дл установки изношенного колеса 3, закрепленные на дне 4 ванны 5, ограничитель б радиального перемещени изношеннохо зуба, установленный на дне 4, электроды 7 контактной сварочной машины, которые контактируют с противоположными поверхност ми корн изношенного зуба. Дл деформации венца колеса установлены пуансоны 8 фрикционного пресса. При обработке колес, у которых ребро, соедин ющее ступицу и венец, имеет толщину более 5 мм, дл подогрева ребра смонтирована газова горелка 9, соединенна с ацетиленовым генератором и кислородным баллоном. Контактна сварочна машина, фрикционный пресс и ацетиленовый генератор с кислородным баллоном на чертеже не показаны. Б устройство дл восстановлени зубчатого венца входит оправка 10 (фиг. 3 и 4), на который закреплен изношенный зубчатый венец 11, ограничитель 12 радиального перемещени изношенного зуба венца 11, установленный на опорах 13, св занных с дном 14 ванны 15. Дл нагрева корн изношенного зуба венца 11 установлены электроды 16 и 17 контактной сварочной машины, изолированные от оправки 10 втулкой 18 и от дна 14 гильзой 19, а дл деформации корн зуба смонтированы пуансоны 20 горизонтально-ковочной машины (не показана ) . Устройство дл восстановлени зубчатых колес 1 (фиг. 1 и 2) работает следующим образом. Зубчатое колесо 3 устанавливают на упоры 1 и 2 так, чтобы меходу изношенным зубом колеса и ограничителем 6 образовалс зазор 4i при перемещении на который изношенного зуба компенсируетс износ колеса, получении в процессе эксплуатации. В ванну 5 заливают жидкость, охлаждающую изношенный зуб от вершины до основани зуба. Ввод т в контакт с противоположными поверхност ми основани изношенного зуба электроды 7, через которые пропускают электрический ток большой силы. Ток проходит через венец зубчатого колеса по кратчайшему рассто нию по зонам аЬс и и нагревают корень изношенного зуба до температуры аустенизации. При толщине ребра, соедин ющего ступицу и венец зубчатого колеса 3, более 5 мм газовой горелкой 9 подогревают до температуры аустенизации участок ребра, лежащий против корн изношенного зуба. Пуансоны 8 фрикционного пресса перемещают с подачей S до контактаThe invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in repair work, in particular when restoring worn gears by plastic deformation. There is a known method of repairing worn gears, which includes surfacing an electrode of a worn tooth and a wheel partially immersed in a cooling liquid, treating a tooth and quenching 1. The disadvantages of the known method are low productivity of electrode welding and poor quality of surfacing due to with great difficulty in ensuring a uniform layer of the deposited metal. The closest solution to the technical essence and the achieved result to the proposed method is to restore worn steel gears, including heating the wheel to be restored to the austenization temperature of the material and its plastic deformation 2. The disadvantage of this method is the need to reheat the hardened teeth and the whole wheel to austenization temperature under the plastic deformation, which leads to decarburization of the surface layer of the teeth and reduce the hardness and naught of the wheel. The purpose of the invention is to improve the quality of the restored gear wheels by eliminating the possibility of decarburizing the teeth surface during heating. This goal is achieved by the method of restoring worn steel gear wheels including heating the wheel to be restored to the austenization temperature of the material and its plastic deformation, worn gear teeth consistently heated by immersion in the cooled liquid to a depth equal to the height of the tooth, with ecm heating each time subjected to tooth passing by the base current electric coupling between the opposite surfaces of the base - the tooth the shortest distance therebetween, and the plastic deformation of the tooth bases of audio is performed in the direction perpendicular to the direction of flow of electric current. FIG. 1 illustrates a device for restoring a gear having a hub and a gear ring in FIG. 2 shows section A-A in FIG. one; Fig. 3 shows a variant of the device for restoring a ring gear; in fig. 4 is a section BB in FIG. 3. A device for restoring a toothed wheel contains stops 1 and 2 for mounting a worn wheel 3, mounted on the bottom 4 of the bath 5, a limiter b of the radial movement of a worn tooth mounted on the bottom 4, electrodes 7 of the resistance welding machine that are in contact with opposite surfaces of the root worn tooth. To deform the wheel rim, punches 8 of the friction press are fitted. When machining wheels, in which the rib connecting the hub and the crown, has a thickness of more than 5 mm, a gas burner 9 connected to an acetylene generator and an oxygen cylinder is mounted to heat the rib. A contact welding machine, a friction press and an acetylene generator with an oxygen cylinder are not shown in the drawing. B a device for restoring a ring gear includes a mandrel 10 (FIGS. 3 and 4), on which a worn ring gear 11 is fixed, a limiter 12 of the radial movement of a worn tooth of the ring 11, mounted on supports 13 connected to the bottom 14 of the bath 15. For heating the root the worn tooth of the crown 11 is installed electrodes 16 and 17 of the contact welding machine, isolated from the mandrel 10 by the sleeve 18 and from the bottom 14 by the sleeve 19, and for the deformation of the root of the tooth mounted punches 20 horizontal forging machine (not shown). The device for restoring the gear wheels 1 (Fig. 1 and 2) operates as follows. The gear wheel 3 is mounted on the stops 1 and 2 so that the path between the worn tooth of the wheel and the stop 6 forms a gap 4i when moving the worn tooth to which the wear of the wheel is compensated for, obtained during operation. A liquid is poured into the bath 5 to cool the worn tooth from the top to the bottom of the tooth. Electrodes 7 are brought into contact with opposite surfaces of the base of a worn tooth, through which a large current of electric current is passed. The current passes through the crown of the gear wheel by the shortest distance through abc zones and heats the root of the worn-out tooth to austenization temperature. When the thickness of the rib connecting the hub and the crown of the gear wheel 3 is more than 5 mm, the gas burner 9 warms up to the austenization temperature the portion of the rib opposite the root of the worn tooth. Punches 8 of the friction press are moved with feed S to the contact

с основанием изношенного зуба и погружают силой Р, направленной перпендикул рно направлению прохождени электрического тока между электродами 7. Под действием силы Р деформируетс в радиальном направлении венец колеса, и изношенный зуб перемещаетс до ограничител б, компенсиру величину износа профил зуба.with the base of the worn tooth and immerse force P, directed perpendicular to the direction of the electric current passing between the electrodes 7. Under the action of force P deforms the wheel rim in the radial direction, and the worn tooth moves to the limiter b, compensating the wear of the tooth profile.

Таким же образом пластически деформируют основание сле укхдего изношенного зуба.In the same way, the base is plastically deformed after a worn-out tooth.

Устройство дл восстановлени зубчатых венцов 11 (фиг, 3 и 4) рабтает следующим образом.A device for restoring the gear rims 11 (Figs. 3 and 4) operates as follows.

Зубчатый венец 11 с оправкой 10 устанавливают на электрод 17 так, чтобы мезхду изношенным зубом венца 11 и ограничителем 12 образовалс зазор Л , при перемещении на которы изношенного зуба компенсируетс износ венца. В ванну 15 заливают жидкость , охлаждающую изношенный зуб от вершины до переходной кривой.A ring gear 11 with a mandrel 10 is mounted on the electrode 17 so that the mezhdu worn-out tooth of the crown 11 and the stop 12 forms a gap L, which, when moved to which the worn-out tooth, compensates for the wear of the ring. In the bath 15 pour liquid, cooling worn tooth from the top to the transition curve.

Через электроды 16 и 17 пропускают ток большой силы по кратчайшему рассто нию между противоположными поверхност ми основани зуба, и разогревают корень изношенного зуба в зоне def до температуры аустенизациA large current is passed through the electrodes 16 and 17 over the shortest distance between the opposite surfaces of the base of the tooth, and the root of the worn tooth in the def zone is heated to the austenitization temperature.

Ввод т в контакт с зоной def пуансоны 20 горизонтально-ковочной машины, которые нагружают силой Р, направленной перпендикул рно направлению прохождени электрического тока между электродагш 16 и 17, Под действием силы Р зубчатый венец пластически деформируетс в осевом направлении. Сжимаемый пуансонамиPunches 20 of a horizontal forging machine, which are loaded with a force P, directed perpendicular to the direction of the electric current passing between the electrodes 16 and 17, are brought into contact with the def zone. Under the influence of the force P, the ring gear is plastically deformed in the axial direction. Squeezed by punches

20 металл перемещает изношенный зуб венца до ограничител 12, Перемещению деформируемого металла из зоны def в противоположном направлении преп тствует оправка 10 и электрод 16 ,20 the metal moves the worn tooth of the crown to the limiter 12. The mandrel 10 and the electrode 16 prevent the displacement of the deformable metal from the def zone in the opposite direction,

После пластического деформировани всех изноменных зубьев зубчатые венцы подвергают шлифованию.After plastic deformation of all the changed teeth, the gear rims are ground.

Пример восстановлени зубьев изношенного зубчатого венца.An example of the restoration of the teeth of a worn ring gear.

Параметры зубчатого венца: модул зацеплени 2,75 мм, число зубьев 10 диаметр внутреннего отверсти 12 мм рассто ние между окружностью впадин и внутренним отверстием (толщина обода) 5,1 мм, ширина колеса 10 мм, материал - сталь ЧОХНМА.The parameters of the ring gear: the engagement module is 2.75 mm; the number of teeth is 10; the diameter of the inner hole is 12 mm; the distance between the circumference of the cavities and the inner hole (rim thickness) is 5.1 mm; the width of the wheel is 10 mm; the material is CHOHNMA steel.

Между электродами, расположенными на внутреннем отверстии колеса и на окружности колеса, изношенный зуб которого погру сен в охлаждающую жидкость, пропускают электрический ток силой 3000-4000 Ам, нащ жением 4-5 В в течение 30 с.Between the electrodes located on the inner hole of the wheel and on the circumference of the wheel, the worn out tooth of which is loaded into the cooling liquid, an electric current of 3000-4000 Amperes passing through 4-5 V for 30 s.

Пуансоны диаметром 5-6 мм деформируют разогретое электрическим током основание изношенного зуба с силой 700-900 кгс. Величина перемещени в радиальном направлении изношенного зуба до ограничител 1,5-2 мм.Punches with a diameter of 5-6 mm deform the base of a worn-out tooth warmed by electric current with a force of 700-900 kgf. The amount of movement in the radial direction of the worn tooth to the limiter 1.5-2 mm.

Применение предлагаемого способа восстановлени стальных зубчатых колес по сравнению с базовым объектом , прин тым за прототип, позвол ет повысит качество восстанавливаемых зубчатых колес за счет увеличени поверхности твердости профил зубьев.The application of the proposed method of restoring steel gear wheels as compared with the basic object adopted as a prototype allows improving the quality of restored gear wheels by increasing the surface hardness of the tooth profile.

(р(/г.З(p (/ g.Z

Фиг. tfFIG. tf

Claims

METHOD FOR RESTORING WASTE STEEL GEARS, including heating the restored wheel to the temperature of austenization of the material and its plastic deformation, characterized in that, in order to improve the quality of the restored gears by eliminating the possibility of decarburization of the tooth surface during heating, the worn gear teeth are sequentially transmitted. heat immersed in coolant to a depth equal to the height of the tooth, while the tooth base is heated each time by passing electric electric current between opposite surfaces of the tooth base along the shortest distance between them, and plastic deformation of the tooth base is carried out in the direction ₌ perpendicular to the direction of electric current flow.

Figure 1