A A A

SPOSOBY PRZECIWDZIAŁANIA ODKSZTAŁCENIOM KÓŁ ZĘBATYCH

Jak już wspomniano poprzednio, ostateczna obróbka cieplna stalo­wych kół zębatych polega zasadniczo na nadaniu zębom twardości po­wierzchniowej przy zachowaniu ciągliwego rdzenia w zębach i poszcze­gólnych elementach koła zębatego. Koła przesuwne obrabia się cieplnie w celu zwiększenia również twardości powierzchni wewnętrznej lub boków wypustów, które w tych kołach powinny być dostatecznie odporne na ścieranie. W większości kół zębatych utwardzanie powierzchniowe odbywa się przez nawęglanie za pomocą ciał stałych lub gazu oraz dalsze hartowanie; cyjanowanie i azotowanie stosowane jest rzadziej. Metoda nagrzewania półfabrykatów prądami wysokiej częstotliwości przed hartowaniem wykazuje znaczną wyższość w porównaniu z nawęglaniem i cyjanowaniem, ale przy obróbce zębów o małych modułach nie znalazła do tej pory szerokiego zastosowania w przemyśle. Technologia obróbki cieplnej jest omawiana w specjalnych książkach i dlatego wskazane tu zostaną tylko zasadnicze, specyficzne sposoby prze­ciwdziałania odkształceniom kół zębatych w toku ich obróbki cieplnej. Paczenie się kół stanowi szczególne zagrożenie dla wieńców zębatych i kół tarczowych o małych grubościach. Już bardzo małe deformacje tego typu kół zębatych znacznie pogarszają ich współpracę; są przyczyną hała­śliwego biegu, nierównomiernego obciążenia zębów itp. Odkształceń nie można usunąć przez prostowanie kół po obróbce cieplnej; odwrotnie, przy prostowaniu mogą powstać dodatkowe naprężenia wewnętrzne, prowa­dzące do skrzywienia koła w czasie pracy. Bardzo skutecznym sposobem zmniejszania odkształceń w czasie har­towania mało sztywnych kół zębatych (wieńców i kół tarczowych) jest stosowanie pras hartowniczych. Zasada pracy pras hartowniczych polega na tym, że nagrzane koło zębate jest zanurzane w wannie z cieczą chłodzącą w stanie zaciśniętym przy użyciu specjalnego foremnika hartowniczego. Na rys. 351 przedsta­wiono taką prasę hartowniczą oraz przykład zaciskania w odpowiednim foremniku talerzowego koła zębatego do przekładni tylnego mostu. W górnej części prasy znajduje się cylinder, wewnątrz którego porusza się tłok połączony tłoczyskiem z foremnikiem 1. W dolnej części prasy znajduje się wanna z cieczą chłodzącą. Obrabiane cieplnie koło zębate 3 umieszcza się w foremniku 2. Końcówka tłoczyska dociska tuleję roz­prężną 4 z otworem stożkowym, wobec czego hartowane koło zostaje zaci­śnięte w foremniku. W czasie ruchu górnego tłoka do dołu (pod ciśnieniem sprężonego powietrza 56 atm) tulejka rozpręża się i stożek jej ustala otwór koła zębatego, dociskając jednocześnie jego czoło do ścianki foremnika. Po takim zamocowaniu półfabrykatu górny tłok dalej opada, a jedno­cześnie sprężone powietrze uchodzi z dolnego cylindra. Pod naciskiem górnego tłoka foremnik z zaciśniętym w nim kołem zębatym zostaje opu­szczony do wanny z cieczą chłodzącą. Ciecz krąży przez kanały i otwory foremnika, omywa hartowane powierzchnie półfabrykatu i rurami odpły­wowymi spływa do zbiornika. Po zahartowaniu koła najpierw podnosi się dolny tłok z zaciśniętym w foremniku kołem zębatym, następnie podnosi się górny tłok, co pozwala na wyjęcie koła z foremnika za pomocą szczypiec. Zaciśnięcie koła zębatego w czasie hartowania i równomierne chło­dzenie strumieniami cieczy zmniejsza paczenie się koła. Wydajność prasy_ wynosi 2025 kół na godzinę. Przezbrojenie spro­wadza się do zamiany foremników i wyregulowania skoku tłoków. Drugim rodzajem trudno usuwalnych deformacji elementów kół zębatych jest spaczenie kształtu powierzchni wypustów w otworach kół zębatych. Obróbka zahartowanych otworów wypustowych jest bardzo trudna. Do poprawienia kształtu tych powierzchni można zastosować prze­ciąganie tylko w tym przypadku, gdy twardość powierzchni po zaharto­waniu nie przewyższa HRC = 35. Nie można również poprawić znacznych błędów (ponad 0,010,02 mm) przez zastosowanie tzw. wygładzających przepychaczy, służących do kali­browania rowków wypustowych po obróbce cieplnej. Zużywanie się prze­pychaczy jest znaczne, w czasie obróbki powstają duże naciski, wobec czego następuje niekiedy uszkodzenie wypustów. W celu zmniejszenia odkształceń otworów wypustowych stosuje się hartowanie przy osadzaniu kół na trzpieniach. W niektórych przypadkach stosuje się wypustowe trzpienie drążone wykonane ze stali ognioodpornej nie ulegającej odkształceniom, na których osadza się koło zębate przez wcisk. Koło razem z trzpieniem umieszcza się w piecu. Po osiągnięciu temperatury hartowania koło zębate wraz z trzpieniem zostaje zanurzone do wanny hartowniczej. Trzpień drążony ma wiele promieniowych ka­nałów, przez które przepływa ciecz chłodząca i omywa wypusty. Po ochło­dzeniu trzpień wyciska się z półfabrykatu. Wadą tego sposobu jest trudność dobrania materiałów koła i trzpienia przv zachowaniu jednako­wego współczynnika rozszerzalności liniowej i konieczność posiadania większej ilości trzpieni z kosztownej stali. Inny sposób polega na wtłaczaniu koła zębatego, już nagrzanego do temperatury hartowania, na trzpień drążony, zaopatrzony w promieniowe rowki i zanurzenie koła zębatego wraz z trzpieniem do wanny hartow­niczej. Ten sposób wymaga mniejszej ilości trzpieni. Wadą przy stoso­waniu trzpieni jest w obydwu przypadkach obniżenie wyników harto­wania wskutek słabego dopływu cieczy chłodzącej do wypustów i osią ganię w ten sposób nierównomiernej twardości na odpowiednich po­wierzchniach.