Главная Зубчатые передачи в производстве 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 [ 146 ] 147 148 149 150 151 152 20.9. Методы изоляции поверхности деталей от цементации
Наиболее распространенным методом защиты поверхности при азотировании является гальваническое лужение с последующим фосфатированием, толщина слоя 0,10-0,12 мм. Экономичным и простым методом изоляции поверхности является двукратное нанесение на поверхнос! ь изделия жидкого стекла с последующей сушкой при 100-120 °С, толщина слоя 1,0-2,0 мм. 20.4. Оборудование для термической обработки зубчатых колес Для осуществления описанных выше процессов термической и химико-термической обработки колес используется разнообразное оборудование. Для отжига и нормализации стали при обработке деталей мелких и средних размеров при серийном или единичном производстве применяют камерные печи. Закалка деталей этой группы также проводится в камерных печах, а высокий и низкий отпуск - в шахтных печах, снабженных вентилятором для обеспечения требуемой равномерности прогрева. При массовом производстве для отжига, нормализации, закалки и отпуска используются механизированные печи с толкателем или конвейерные печи. Применение этих печей позволяет обеспечить высокую степень автоматизации и механизации, вследствие чего повышается качество и снижается стоимость обработки изделий. Поверхностная закалка ТВЧ производится с использованием ламповых или машинных генераторов. Для газовой цементации и иитроцементации при массовом производстве применяют безмуфельные агрегаты непрерывного действия. Азотирование проводится в шахтных печах. Как отмечено выше, в условиях серийного производства при большой номенклатуре изделий, подвергаемых химико-термической обработке, нередко используют шахтные печи периодического действия. Необходимо учитывать, однако, что при обработке зубчатых колес в шахтных печах возможно снижение качества в связи с контактом нагретой до 950 °С детали с воздушной атмосферой при переносе садки деталей из шахтной печи в закалочный бак. Хотя длительность такой операции сравнительно невелика (1-3 мин), на рабочей поверхности зубьев наблюдается падение концентрации углерода на глубине 0,03-0,04 мм. В результате при последующей закалке на поверхности развиваются остаточные напряжения растяжения и предел выносливости зубьев снижается на 20-30 %. В связи с этим для цементации и иитроцементации зубчатых колес ответственного назначения применение шахтных печей нецелесообразно. Поэтому для серийного производства рекомендуется при термической обработке ответственных зубчатых колес применять камерные универсальные печи, в которых исключается (так же, как в безмуфельных агрегатах) контакт поверхности нагретых изделий с воздухом при переносе из печи в закалочный бак. В конструкции таких печей, кроме рабочей камеры для насыщения, предусмотрена дополнительная фор-камера для загрузки и разгрузки изделий, в которую подается контролируемая атмосфера с автоматически регулируемым потенциалом углерода и с добавками аммиака при иитроцементации. В нижней части форкамеры установлен встроенный герметизированный закалочный бак. Для обеспечения требуемой циркуляции контролируемой атмосферы и закалочного масла печь снабжена соответствующими вентиляторами и насосами. Характеристика типовой универсальной камерной печи для цементации и иитроцементации приведена ниже. Номинальная мощность, кВт............ 108 Мощность двигателей, кВт............ 16,6 Размеры рабочей камеры, мм: длина................. 1000 ширина................ 500 высота................. 500 Рабочая температура, С............ 950 Максимальная загрузка, кг............ 200 Расход контролируемой атмосферы, м/ч: эндогаз................ 15 метан (при закалке)............. 1,5 аммиак................ 1,0 20.5. Деформирование зубчатых колес в результате термической обработки При термической обработке зубчатых колес происходит их деформирование, которое обусловлено структурными превращениями, связанными с изменениями объема, а также возникновением тепловых напряжений, вызывающих изменения формы колес. Для зубчатых колес деформация в результате термической обработки имеет особо важное значение, так как во многих отраслях промышленности (станкостроение, сельскохозяйственное машиностроение и др.) рабочая поверхность зубьев после термической обработки не подвергается механической обработке и все искажения формы и размеров сохраняются в готовых изделиях. В результате нарушается правильность контакта при зацеплении, снижается долговечность колес, возрастает шум в агрегатах узлов машины при эксплуатации. Объемные изменения при закалке прямо пропорциональны концентрации углерода в твердом растворе стали. Ниже приведены данные, показывающие резкое возрастание деформации при закалке нитроцемеитованных колес из мелкозернистой стали 25ХГМ в зависимости от твердости в сердцевине зуба, т. е. от про-каливаемости и закаливаемости стали: Твердость в сердцевине зуба HRCe ... 37 43 46 Число колес, забракованных вследствие деформации, %.........0-1 0,9-1,7 3,4-5.1 Очевидна целесообразность контроля прокаливаемости стали ие только для обеспечения прочности, но и для стабилизации и уменьшения деформаций изде лий. На деформацию существенное влияние оказывают концентрация углерода и азота в слое, глубина насыщения и режим охлаждения при закалке. Весьма эффективно применение непосредствеииой закалки с подстуживанием вместо закалки с повторного нагрева. Такой режим позволяет уменьшить деформацию колеса по делительной окружности с 0,2-0,3 до 0,08-0,12 мм. Значительное уменьшение деформации колес достигается использованием ступенчатой закалки, при которой изделия вначале выдерживаются в нагретом до 150-200 С масле или в расплавленной соли, а затем подвергаются закалке в масле при температуре 30-40 С, В результате температура по сечению изделия выравнивается, ликвидируются тепловые внутренние напряжения, что приводит к существенному уменьшению деформации (табл. 20.10). 20.10. Влияние режима охлаждения при закалке на деформацию зубчатых колес
В настоящее время ступенчатая закалка широко используется применительно к массовому производству, при этом достигается повышение долговечности колес примерно на 20 %, Зубчатые колеса малой жесткости с тонкими сечениями целесообразно подвергать закалке на калиброванных оправках или в закалочных прессах. Применение оправок позволяет снизить деформацию в 4-5 раз (с 0,5 до 0,1 мм). При закалке в прессах оптимальные результаты получают при автоматическом ступенчатом регулировании количества масла - иа первом этапе в течение 20 с подается 750 л масла в 1 мин, а на втором этапе после охлаждения до |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |