SU1740456A1 - Process for heat treatment of coarse-pitch involute gears - Google Patents

Process for heat treatment of coarse-pitch involute gears Download PDF

Info

Publication number
SU1740456A1
SU1740456A1 SU894745501A SU4745501A SU1740456A1 SU 1740456 A1 SU1740456 A1 SU 1740456A1 SU 894745501 A SU894745501 A SU 894745501A SU 4745501 A SU4745501 A SU 4745501A SU 1740456 A1 SU1740456 A1 SU 1740456A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
coarse
heat treatment
gears
heating
quenching
Prior art date
Application number
SU894745501A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лидия Валентиновна Плеханова
Кирилл Константинович Иониди
Светлана Петровна Пономарева
Юрий Леонидович Исмиляев
Александр Иванович Зозуля
Original Assignee
Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения filed Critical Краматорский Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Машиностроения
Priority to SU894745501A priority Critical patent/SU1740456A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1740456A1 publication Critical patent/SU1740456A1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Использование: изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано дл  индукционной термической обработки крупномодульных зубчатых колес эвольвен- тного профил , преимущественно работающих в абразивной среде. Сущность: крупномодульные зубчатые колеса подвергают индукционному нагреву под закалку до 880-900°С, провод т спрейерное охлаждение водой, затем осуществл ют индукцион- ный нагрев дл  отпуска с помощью накладного индикатора до 530-550°.С, после отпуска охлаждение ведут на воздухе. 3 ил. ЁUse: The invention relates to metallurgy and can be used for induction heat treatment of coarse-grained gear wheels of an involute profile, mainly operating in an abrasive environment. SUBSTANCE: coarse-grained gears are subjected to induction heating for quenching up to 880-900 ° C, sprayer cooling is carried out with water, then induction heating is performed for tempering using a patch indicator up to 530-550 ° C. cooling lead to air. 3 il. Yo

Description

Изобретение относитс  к области металлургии и может быть использовано дл  индукционной термической обработки крупномодульных зубчатых колес эвольвен- тного профил , работающих в абразивной среде.The invention relates to the field of metallurgy and can be used for induction heat treatment of coarse-grained gears of an involute profile operating in an abrasive environment.

Известен способ термической обработки шестерен, включающий объемный нагрев под закалку, охлаждение при закалке и высокотемпературный отпуск-улучшение, обеспечивающий получение равномерной твердости НВ 300 на всей рабочей поверхности зубьев и во впадине.A known method of heat treatment of gears, including volumetric heating for quenching, cooling during quenching and high-temperature tempering-improvement, providing uniform hardness HB 300 on the entire working surface of the teeth and in the cavity.

Недостатком данного способа  вл етс  пониженна  износостойкость рабочей поверхности зубьев, что резко снижает долговечность зубчатых колес, работающих в услови х абразивной среды.The disadvantage of this method is the reduced wear resistance of the working surface of the teeth, which drastically reduces the durability of gear wheels operating under abrasive conditions.

Известен также способ термической обработки шестерен, предусматривающий дополнительное поверхностное упрочнение зубчатых колес и включающий индукционный нагрев под зак лку боковых поверхностей соседних зубьев и впадины между ними (по впадине), охлаждение при закалке и отпуск, обеспечивающий получение равномерной высокой твердости CJ.HRC 45) всей обрабатываемой поверхности. Отпуск при этом способе производитс  в печах или печах-ванных при соответствующей посто нной температуреThere is also known a method of heat treatment of gears, which provides for additional surface hardening of gears and includes induction heating under the sealing of the side surfaces of adjacent teeth and the hollow between them (in the hollow), quenching cooling and tempering, ensuring uniform high hardness CJ.HRC 45) surface to be treated. This process is carried out in furnaces or furnaces at a corresponding constant temperature.

Недостатком способа, прин того за прототип,  вл етс  пониженна  долговечность , обусловленна  повышенными вибраци ми зубчатого привода, работающего в абразивной среде. Весьма мала  податливость рабочей поверхности зубьев пласти;The disadvantage of the method adopted for the prototype is reduced durability due to the increased vibrations of a gear drive operating in an abrasive environment. Very low flexibility of the working surface of the teeth of the plate;

14 О 414 O 4

СЛ ОSL O

ческим деформаци м приводит к значительному формоизменению их эвольвентного профил , выкрашиванию рабочей поверхности в околополюсной зоне, что и вызывает повышенные вибрации зубчатых передач, работающих в абразивной среде.This deformation leads to a significant shaping of their involute profile, chipping of the working surface in the circumpolar zone, which causes increased vibration of gears operating in an abrasive environment.

Задача состоит в том, чтобы создать способ термической обработки (поверхностного упрочнени ) шестерен, позвол ющий получить переменную твердость по высоте зубьев, понижающуюс  в направлении начальной окружности.The task is to create a method of heat treatment (surface hardening) of gears, which allows to obtain a variable hardness along the height of the teeth, decreasing in the direction of the initial circle.

Такой характер изменени  твердости позвол ет сохран ть неизменным эволь- вентный профиль зубьев в процессе эксплу- атации эвольвентных зубчатых передач в услови х абразивного износа вследствие облегчени  пластической деформации в околополюсной зоне в процессе приработки передачи и износа истиранием участков высокой твердости, что, в свою очередь, приводит к снижению концентрации удельной контактной и динамической нагрузки и, следовательно, вибрации зубчатых передач, а также к повышению их надежности и дол- говечности.Such a nature of the change in hardness allows the involuntary tooth profile to remain unchanged during the operation of involute gears under conditions of abrasive wear due to the facilitation of plastic deformation in the near-pole zone during transfer-in running-in and wear by rubbing up high hardness areas, which in turn , leads to a decrease in the concentration of specific contact and dynamic loads and, consequently, the vibration of gears, as well as to increase their reliability and durability.

Цель изобретени  - повышение долговечности зубчатых передач за счет обеспечени  переменной твердости по высоте зубьев зубчатых колес.The purpose of the invention is to increase the durability of gears by providing variable hardness over the height of the teeth of gears.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе термической обработки крупномодульных зубчатых колес, включающем индукционный нагрев под закалку рабочих поверхностей двух соседних зубьев и впа- дины между ними, закалку и отпуск нагрев дл  отпуска осуществл ют индукционным способом путем периодической подачи мощности на закаленную поверхность зубьев .The goal is achieved by the fact that in the method of heat treatment of coarse-grained gears, including induction heating for quenching the working surfaces of two adjacent teeth and the hollow between them, quenching and tempering are performed by tempering by induction by periodically applying power to the hardened surface of the teeth.

На фиг.1 дана схема устройства дл  осуществлени  способа, конструкци  индуктора дл  неравномерного нагрева зубьев шестерни при отпуске; на фиг.2 - то же, вариант; на фиг.З - характер изменени  твердости по высоте зуба.Figure 1 is a schematic of the device for carrying out the method, the design of the inductor for uneven heating of the gear teeth during tempering; figure 2 - the same option; FIG. 3 shows the nature of the change in hardness in tooth height.

Устройство дл  одновременного индукционного нагрева двух рабочих поверхностей одного зуба (фиг. 1) представл ет собой накладной на зуб индуктор, изготовленный из водоохлаждаемой медной трубки 1 овального сечени , ориентированной по профилю зуба 2 в зоне начальной окружности с соответствующим зазором. Ширина активного провода 0,4-0,6т (т - модуль ше- стерни, мм).A device for simultaneous induction heating of two working surfaces of a single tooth (Fig. 1) is an inductor applied to a tooth, made of a water-cooled copper tube 1 of oval cross section, oriented along the profile of tooth 2 in the area of the initial circle with a corresponding gap. The width of the active wire is 0.4-0.6 t (t is the gear module, mm).

Во избежание перегрева торцовых участков зуба предусмотрено увеличение зазора между индуктором и деталью у торцаIn order to avoid overheating of the end sections of the tooth, an increase in the gap between the inductor and the part at the end is provided.

шестерни и радиуса кривизны петли 3 между пр мой и обратной ветв ми индуктора.gears and the radius of curvature of the loop 3 between the forward and reverse branches of the inductor.

При такой конструкции устройства околополюсна  зона рабочей поверхности зуба , расположенна  непосредственно под индуктором, нагреваетс  в основном активным током путем однократной или многократной подачи мощности (включени  нагрева) с последующими паузами дл  прогрева за счет теплопроводности, а зоны у вершины и основани  зуба только за счет теплопроводности, что обеспечивает неравномерный нагрев при отпуске по высоте зуба .With such a device, the near-pole area of the working surface of the tooth, located directly under the inductor, is heated mainly by the active current by a single or multiple power supply (switching on the heating) with subsequent pauses for heating due to heat conduction, and the zone at the top and bottom of the tooth only by heat conduction that provides uneven heating during tempering over the height of the tooth.

Устройство дл  непрерывно-последовательного индукционного нагрева по впадине (фиг.2) примен етс  при значительной длине зуба шестерни и представл ет собой двухсекционный (многосекционный) индуктор с последовательным соединением секций (I и II), обеспечивающих в процессе перемещени  вдоль впадины (по стрелке) периодическую (в данном случае двухкратную ) подачу мощности на закаленную поверхность впадины с последующими паузами, в течение которых происходит прогрев соседних зон за счет теплопередачи от нагретых активным током слоев.The device for continuous-sequential induction heating at the trough (Fig. 2) is used with a significant length of the gear tooth and is a two-section (multi-section) inductor with a series connection of sections (I and II), which provide in the process of movement along the trough (along the arrow) periodic (in this case twice) power supply to the hardened surface of the depression with subsequent pauses, during which the neighboring zones are heated due to heat transfer from the layers heated by the active current.

Головка индуктора, помещенна  во впадину , состоит из двух медных пластин 1, образующих вместе с приваренной к ним водоохлаждаемой профилированной медной трубкой 2 активный провод индуктора, и магнитопровода 3, набранного из пластин электротехнической стали и помещенного между медными пластинами и трубкой, проход щей вдоль дна впадины.The inductor head, placed in the hollow, consists of two copper plates 1, forming together with a water-cooled profiled copper tube 2 welded to them, an active inductor wire, and a magnetic conductor 3, assembled from electrical steel plates and placed between the copper plates and the tube passing along the bottom hollows.

В соответствии с поставленной целью обеспечени  неравномерного нагрева по высоте зубьев индукционна  головка должна дифференцировать интенсивность нагрева околополюсной зоны, вершины и основани  зубьев с преимущественной подачей мощности в околополюсную зону, что достигаетс  Ф-образной формой основного рабочего элемента индуктора.In accordance with the goal of providing uneven heating over the height of the teeth, the induction head should differentiate the intensity of heating of the near-pole zone, the top and bottom of the teeth with the predominant power supply to the near-pole zone, which is achieved by the F-shape of the inductor's main working element.

Способ термической обработки крупномодульных эвольвентных зубчатых колес осуществл ют в такой последовательности. Равномерный индукционный нагрев под закалку по впадине ; спрейерное охлаждение в процессе закалки, в качестве закалочной среды в зависимости от марки стали могут быть применены вода, воздух, воздушна  смесь и др.; неравномерный по высоте зубьев индукционный нагрев при отпуске путем периодической, в том числе однократной , подачи мощности на рабочую поверхность с последующей паузой дл  подогрева соседних зон за счет теплопроводности .мThe method of heat treatment of coarse module involute gears is carried out in this sequence. Uniform induction heating for quenching at the trough; spray cooling in the quenching process; water, air, air mixture, etc .; can be used as a quenching medium depending on the steel grade; induction heating uneven in tooth height during tempering by periodically, including once, supplying power to the working surface followed by a pause for heating the adjacent zones due to thermal conductivity .m

При этом способ нагрева (одновременный по зубу или непрерывно-последовательный по впадине), параметры нагрева а также тип устройства дл  его осуществлени  и необходимость подстуживани  обеспечивающие переменную температуру по высоте зубьев шестерни, определ ютс  величиной заданного перепада твердости и геометрическими размерами зуба.In this case, the heating method (simultaneous in tooth or continuously sequential in the hollow), the heating parameters and the type of device for its implementation and the need for intensifying the variable temperature along the gear teeth, are determined by the value of the specified hardness difference and the geometric dimensions of the tooth.

Энергетические и термические параметры нагрева устанавливаютс  в каждом конкретном случае экспериментальным путем . Так, при нагреве на пониженной удельной мощности снижение скорости нагрева приводит к возрастанию роли фактора теплопроводности , увеличению глубины нагретого сло  и снижению перепада температуры по в ысоте зуба и может потребовать сопутствующего подстуживани  вершины и основани  зубьев сжатым воздухомThe energy and thermal parameters of heating are set in each particular case experimentally. Thus, when heating at a lower specific power, a decrease in the heating rate leads to an increase in the role of the thermal conductivity factor, an increase in the depth of the heated layer and a decrease in temperature difference in the height of the tooth and may require concomitant pressing of the top and bottom of the teeth with compressed air

Изобретение осуществл етс  следующим образом.The invention is as follows.

Опытные образцы из грех зубьев m 20 мм (и двух впадин) длиной 180 мм из стали 40Х подвергают индукционному нагреву под закалку по впадине: частота тока - 8000 Гц; удельна  мощность Р0 1,3 кВт/см2- скорость перемещени  индуктора 3 5 мм/с:Samples of sin teeth m 20 mm (and two troughs) 180 mm long made of 40X steel are subjected to induction heating for quenching on the trough: current frequency - 8000 Hz; specific power P0 1.3 kW / cm2 - the speed of movement of the inductor is 3–5 mm / s:

оппоП ратура нагРева ПОД закалку 880- Уии С; охлаждению в процессе закалки- охлаждающа  среда - вода; твердость закаленной поверхности HRC56.0 глубина закаленного сло  в околополюсной зонеopporatura natura ngREVA hardened 880- uii c; cooling in quenching process — cooling medium — water; hardness of the hardened surface HRC56.0 depth of the hardened layer in the near-pole zone

33

CZZZZZZTA:CZZZZZZTA:

5five

4,0 4,5 мм, во впадине 2,5 мм; индукционному отпуску путем (однокатной) подачи мощности на закаленную поверхность зубь- ев; (вазону начальной окружности шириной ь u,bm - 12 мм); частота тока 1000 Гц удельна  мощностьО,4 кВт/см2; врем  нагрева 10 с; температура нагрева поверхности у вершины зуба 360-390°С, в зоне начальной4.0 4.5 mm, in the depression 2.5 mm; induction tempering by (single-roll) power supply to the hardened surface of the teeth; (a pot of initial circumference of width u, bm - 12 mm); current frequency 1000 Hz specific power, 4 kW / cm2; heating time 10 s; surface heating temperature at the tip of the tooth 360-390 ° С, in the initial zone

ю зэо сГ00™у основани  3Уба 360Полученные результаты; твердость HRC У вершины 45-50; в зоне начальной окружности 30-35; у основани  зуба 45-50.yuyo sG00 ™ at the base 3Uba 360 Results obtained; HRC hardness At the top 45-50; in the zone of the initial circle 30-35; at the base of the tooth 45-50.

Характер изменени  твердости по высоте зуба показан на фиг.З.The nature of the change in hardness in tooth height is shown in FIG.

Использование способа термической обработки крупномодульных эвольвентных зубчатых колес позвол ет значительно повысить долговечность зубчатого привода работающего в абразивной среде, например редуктора шаровой мельницы Ш-50А помола угл , в 2,5 раза.The use of the method of heat treatment of coarse-grained involute gears can significantly increase the durability of a gear drive operating in an abrasive environment, for example, the gearbox of a ball mill W-50A for grinding coal, 2.5 times.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ термической обработки крупномодульных эвольвентных зубчатых колес включающий индукционный нагрев под закалку рабочих поверхностей двух соседних зубьев и впадины между ними, закалку и отпуск, отличающийс  тем что с целью повышени  долговечности зубчатых передач за счет обеспечени  переменной твердости по высоте зубьев, нагрев дл  отпуска осуществл ют индукционным способом путем периодической подачи мощности на закаленную поверхность зубьев.Claims The method of heat treatment of coarse-grained involute gears includes induction heating for quenching the working surfaces of two adjacent teeth and the depression between them, quenching and tempering, characterized in that in order to increase the durability of gears by providing varying hardness in tooth height, the heating for tempering has induction by periodically applying power to the hardened surface of the teeth. А-АAa 1515 2020 5five 00 OdlOdl BudGBudG rr ШШШШ/SHShShSh / Фиг.22 ЗО № 5О Т&рЗЬегб, tfЈCZO No. 5O T & rzgb, tfЈC Фаг.ЗPhage.Z
SU894745501A 1989-10-03 1989-10-03 Process for heat treatment of coarse-pitch involute gears SU1740456A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894745501A SU1740456A1 (en) 1989-10-03 1989-10-03 Process for heat treatment of coarse-pitch involute gears

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894745501A SU1740456A1 (en) 1989-10-03 1989-10-03 Process for heat treatment of coarse-pitch involute gears

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1740456A1 true SU1740456A1 (en) 1992-06-15

Family

ID=21472750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894745501A SU1740456A1 (en) 1989-10-03 1989-10-03 Process for heat treatment of coarse-pitch involute gears

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1740456A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575262C1 (en) * 2014-06-16 2016-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") Method of induction hardening of tooth-wheel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гришко В.А. Повышение износостойкости зубчатых передач. М.: Машиностроение, 1977, с.70-76. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г, Технологи термической обработки стали. М.: Металлурги , 1986, с.299-300. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575262C1 (en) * 2014-06-16 2016-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") Method of induction hardening of tooth-wheel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2811492B2 (en) Method and apparatus for induction heating of gear teeth
US4785147A (en) System for hardening gears by induction heating
CN202030786U (en) Sensor for simultaneous quenching of multiple positions of crankshaft
US4855551A (en) Method and apparatus for hardening gears
US4746101A (en) Induction hardening of gear teeth
EP2183397A1 (en) Electric induction heat treatment
US20030189027A1 (en) Method of making a metallic component
SU1740456A1 (en) Process for heat treatment of coarse-pitch involute gears
US3336459A (en) Method of and apparatus for electroinductively heating the chain links of the track chains of caterpillar or track-laying vehicles
US4749834A (en) Method and apparatus of hardening gears by induction heating
CN1169972C (en) Heat treating process and inductor for key surface of hub
JP2006028589A (en) Hardening and tempering method with direct electric-conduction hardening apparatus
CN203513748U (en) Chain wheel full-tooth intermediate-frequency quenching inductor
SU1765212A1 (en) Method of thermal treatment of gear wheels
CN114502750A (en) Method and apparatus for induction hardening
SU1470781A1 (en) Method of hardening plate stock
SU1636461A1 (en) Method of heat treatment of railway wheels
JPH05156345A (en) High frequency induction quenching method to sprocket wheel segment for construction machine
RU2170273C1 (en) Method of heat treatment of teeth of gear-type clutch member and inductor for realization of this method
RU1768655C (en) Method of hardening of steel articles
CN1053926C (en) Heat treatment method of international combustion engine cylinder and its equipment
CN102912106A (en) High-frequency quenching technique of medium-carbon steel engine gear
SU1446169A1 (en) Method of treating steel articles
SU876738A1 (en) Method of thermal treatment of drawing chains
SU850688A1 (en) Method of thermal treatment of heavy drilling pipes