Промышленная компания «Akapi»

Горячая калибровка зубьев накатанных колес

2014-01-31T06:17:54Z

На результаты калибровки оказывает влияние величина усилия, приложенного к калибровочным накатникам. С увеличением усилия калибровки увеличивается слой металла, обжимаемый на профильных поверхностях зубьев.

Чем больше это обжатие, тем больше погрешности могут быть устранены при калибровке.

Однако следует иметь в виду, что с увеличением усилия снижается стойкость инструмента.

При калибровке зубьев их впадины не обжимаются, и весь металл, перемещаемый с боковых профильных поверхностей, собирается во впадине, образуя наплывы и заусенцы.

Для удаления таких наплывов необходима дополнительная механическая обработка.

Пластическая деформация поверхностных слоев зубьев при холодной калибровке вызывает изменение микроструктуры металла.

После калибровки твердость поверхностных слоев повышается примерно на 40% по сравнению с исходной твердостью. Профильная поверхность зубьев после калибровки соответствует седьмому классу чистоты.

Для повышения точности накатанных колес, имеющих большие исходные погрешности, была опробована горячая калибровка. В процессе горячей калибровки калибрующие и эталонное зубчатые колеса, так же как и при холодной калибровке, устанавливаются по внутреннему отверстию на шпиндель.

Калибровочные накатники сводятся до беззазорного зацепления с калибруемым зубчатым колесом и в этом положении оба колеса жестко скрепляются между собой.

Затем каретки накатников разводятся, производится нагрев калибруемого зубчатого колеса в кольцевом индукторе в течение 20-35 сек до температуры 700-750° С на глубину 10-15 мм. После нагрева включается сближение вращающихся накатников и происходит обжатие боковых поверхностей зубьев калибруемого колеса.

Горячая калибровка значительно повышает точность зубчатых колес независимо от их исходной точности.

Течение металла на профильной поверхности зубьев

2014-01-21T11:34:27Z

У 80% накатанных колес, имеющих до калибровки накопленную погрешность в пределах 0,12-0,65 мм, точность была повышена до 8-й степени (ГОСТ 1643-56). Более высокие результаты горячей калибровки по сравнению с холодной объясняются благоприятными условиями для обжатия профильной поверхности зубьев, а также меньшим влиянием упругих деформаций и крутильных колебаний в кинематической цепи стана. Величина усилия калибровки составляла 500-600 кг, а крутящий момент на шпинделе калибровочного валка — 3-5 кг/м. Течение металла на профильной поверхности зубьев в условиях горячей калибровки несколько отличается от течения металла при холодной калибровке.

При холодной калибровке основная часть металла течет в основание зуба калибруемого зубчатого колеса, при горячей же калибровке обжимаемый металл равномерно распределяется к вершине и к основанию зуба. Если размеры зубьев эталонного колеса и калибровочных накатников выбрать таким образом, чтобы происходила деформация впадин калибруемого зубчатого колеса, то смещаемый к основанию зуба металл равномерно распределяется по впадине и наплыва, как при холодной обработке, не образуется.

Следует отметить, что дефекты в виде плен и закатов, имеющиеся на накатанных зубчатых колесах, при горячей калибровке, так же как и при холодной, не устраняются, а в ряде случаев приобретают более отчетливый и глубокий характер.

Шероховатость поверхности зубьев после горячей калибровки соответствует 6-му классу чистоты.

Для накатывания цилиндрических зубчатых колес прутковым способом модулем от 1 до 5 мм в горячем состоянии, используются два типа накатников. Накатники типа А применяются для накатывания цилиндрических зубчатых колес с модулем от 1 до 3 мм и диаметром делительной окружности изделия от 25 до 140 мм.

Уменьшение трения торцов накатываемой заготовки

2014-01-09T21:26:27Z

Менее заметно сказывается влияние смазок на кинематическую точность зацепления. При накатке со смазкой диаметр окружности впадин колеса уменьшается на 0,2 мм, а ширина зубчатого венца на 0,3 мм. Эта изменения вызываются видимо различиями упругих деформаций узлов стана в связи с уменьшением силовых характеристик, а также переменой условий течения металла. Смазки при горячем накатывании колес влияют на силовые характеристики процесса.

Из графика видно, что применение упомянутых смазок снижает при данных условиях накатки крутящий момент на 44-38% и давление в пределах 8%. Обращает внимание непропорционально большое снижение крутящего момента по сравнению со снижением давления. Одной из основных причин этого явления можно считать уменьшение трения торцов накатываемой заготовки об ограничительные реборды накатников.

Все три вида указанной выше смазки имеют примерно одинаковую эффективность в части улучшения формирования зубьев и снижения нагрузок, но масляно-графитовая, масляно-молибденовая и водно-графитовая с дополнением декстрина смазки удобнее в эксплуатации, поэтому их можно рекомендовать для практического применения.

Результаты исследований процесса горячего накатывания зубчатых колес показывают, что несмотря на высокую производительность и универсальность способа широкое его внедрение в промышленность может быть осуществлено только после того, как будет отработан стабильный процесс, обеспечивающий получение колес достаточной точности. В настоящее время способом горячего накатывания не всегда удается получить зубчатые колеса, которые могут применяться в основных отраслях машиностроения без дополнительной механической обработки, особенно это относится к зубчатым колесам средних и крупных модулей.

Влияние смазок на форму зубьев

2013-12-26T02:45:20Z

Накатка осуществлялась штучным способом при обжатии 0,34 мм, зубчатые колеса имели 36 и 20 мм, материал колес — сталь 20. Нагрев заготовок производился токами высокой частоты до температуры 1050° С, температура конца накатки составляла 850° С. Смазка подавалась на накатники непрерывно в распыленном состоянии с помощью форсунок. Были опробованы смазки нескольких видов, в том числе: смазка № 1, включающая 25% серебристого графика (ГОСТ 5279-61) и 75% машинного масла С (ГОСТ 1707-51); смазка № 2, содержащая 17% двусернистого молибдена M0S2 и машинного масла С; смазка № 3, состоящая из 5% серебристого графита, 15% жидкого стекла и 5%-ного водного раствора эмулъсола Э-3 (ГОСТ 1975-53). Влияние смазок на форму зубьев особенно отчетливо проявлялось при накатывании с малыми обжатиями, когда в результате действия сил трения увеличивается местное течение металла в области кромки зуба. Процесс накатывания прекращался в тот момент, когда гребешки достигали наибольшей высоты и начинали касаться оснований впадины зубьев накатника.

Контур зуба, накатанного без смазки, имеет неполное заполнение и имеет глубокий дефект, расположенный у основания ножки ведомого профиля зуба; на колесах, накатанных со смазкой, такой дефект отсутствует.

Колеса, накатанные без смазки, имеют небольшую разновысотность профилей, которая составляет примерно 0,6 модуля против 0,3 модуля при применении смазки. Для оценки влияния качества смазки на точность изделий производились замеры погрешности профиля, колебания длины общей нормали, диаметра окружности впадин и ширины зубчатого венца.

Полученные данные указывают на то, что применение указанных видов смазки уменьшает погрешность профиля в 1,5-1,9 раза. Так, колебание длины общей нормали уменьшается в среднем с 0,20 до 0,15 мм.

Выбор преобразователя высокочастотной установки

2013-12-17T12:48:24Z

При медленном нагреве с меньшей мощностью распространение тепла отчетливо не проявляется вследствие влияния теплопроводности. Для этого необходимо правильно выбрать коэффициент трансформации понижающего трансформатора. При выборе преобразователя высокочастотной установки важно правильно выбрать не только частоту, но и мощность преобразователя, так как при одинаковом модуле, т. е. при одинаковой высоте зуба зубчатого колеса, диаметр заготовки под накатывание может быть переменным, и, следовательно, количество энергии, передаваемой в заготовку, будет различное.

В соответствии с глубиной проникновения тока и на основании анализа работающего оборудования по накатыванию зубчатых колес определена наиболее рациональная частота тока. Одной из основных трудностей в технологическом процессе накатывания зубчатых колес является обеспечение стабильности индукционного нагрева заготовок.

Главным образом это зависит от колебания напряжения в распределительной сети, питающей двигатель преобразователя, от свойства металла нагреваемой заготовки и т. д. Для поддерживания постоянного напряжения в цепи генератор — индуктор высокочастотные установки оборудуются электромашинными усилителями, которые используются одновременно как возбудители высокочастотного генератора.

Для ликвидации или уменьшения резких колебаний напряжения питающей сети целесообразно питать высокочастотные установки через отдельный силовой трансформатор, или в сети, питающей высокочастотную установку, установить стабилизатор напряжения.

Для плавного регулирования напряжения, подводимого к индуктору, при неизменном значении питающего высокочастотного напряжения можно использовать автотрансформатор, представляющий собой высокочастотный двухкаскадный магнитный усилитель, включенный перед нагревательным контуром.