Исследование на износостойкость зубчатых колес, упрочненных импульсной магнитной обработкой

УДК 621.891

ИССЛЕДОВАНИЕ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС, УПРОЧНЕННЫХ

ИМПУЛЬСНОЙ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКОЙ

ШАБАЛИН А.Н., асп., ПОЛЕТАЕВ В.А., д-р техн. наук, ТРЕТЬЯКОВА Н. В. канд. техн. наук

Представлены результаты исследования на износостойкость зубчатых колес, упрочненных импульсной магнитной обработкой.

Ключевые слова: зубчатое колесо, износостойкость, магнитное упрочнение.

THE WEAR RESISTANT ANALYSIS OF GEARS, STRENGTHENED WITH IMPULSE MAGNETIC TREATMENT

A.N. SHABALIN, postgraduate, V.A. POLETAEV, Ph.D., N.V. TRETJYAKOVA, Ph.D.

This paper represents the results of the wear resistant analysis of gears, strengthened with impulse magnetic treatment.

Key words: gear, wear resistant, magnetic strengthening.

Импульсная магнитная обработка позволяет создать в металле упорядоченную структуру, которая препятствует перемещению дислокаций. Применение импульсной магнитной обработки повышает износостойкость и надежность зубчатых колес. Магнитную обработку производят как завершающую операцию после механической и термической обработок.

Преимущество магнитного упрочнения для зубчатых колес определяется следующим: при магнитном упрочнении проще получить наиболее благоприятное расположение кристаллов, за счет того, что можно оперативно изменять параметры магнитного поля (интенсивности и направления).

Испытания проводились на установке (рис. 1), которая состоит из электромотора 1, соединенного муфтой 2 с валом, на котором установлена пара испытуемых зубчатых колес 3 и 4. На другом валу установлена пара зубчатых колес 5 и 6. Для создания нагружающего зубчатые соединения крутящего момента на валу 7 предусмотрена пружина 8. Пружину закручивают путем поворота зубчатых колес 3 и 4 в разные стороны. Вал с зубчатыми колесами 5 и 6 установлен на качающейся опоре 9, один конец которой соединен с тензодатчиком 10 для регистрации момента трения в зубчатых зацепления.

Испытания проводились с зубчатыми колесами из стали 40, модуль 0,3. На рис. 2 представлена фотография зуба зубчатого колеса до износа, а на рис. 3 - после износа. В ходе проведения испытаний было замечено, что профиль зуба изменился после 50 ч наработки (начала разрушаться верхняя кромка). А после 70 ч наработки зубчатое колесо стало непригодно для дальнейшей эксплуатации (рис. 3). На рис. 4 показан профиль зуба зубчатого колеса, обработанного импульсным магнитным полем, до износа, а на рис. 5 - после 70 ч работы. Как видно из снимков, профиль зуба практически не изменился.

При взвешивании зубчатых колес было обнаружено незначительное изменение массы (менее 1%), что позволяет сделать вывод о характере изнашивания: профиль зуба меняется в основном за счет закатывания металла, незначительную роль играет выкрашивание.

Рис. 1 Схема установки для исследования зубчатых колес на износостойкость

Рис. 2. Фотография зуба до износа

Рис. 3 Фотография зуба после износа

© ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»

Рис. 4. Фотография зуба, упрочненного импульсной магнитной обработкой, до износа

Рис. 5. Фотография зуба, упрочненного импульсной магнитной обработкой, после износа

Полетаев Владимир Алексеевич,

ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой технологии автоматизированного машиностроения, телефон (4932) 26-97-72, e-mail: poletaev@tam.ispu.ru

Третьякова Наталия Викторовна,

ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», кандидат технических наук, доцент кафедры технологии автоматизированного машиностроения, телефон (4932) 26-97-73, e-mail: admin@tam.ispu.ru

Шабалин Алексей Николаевич,

ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина» аспирант кафедры технологии автоматизированного машиностроения e-mail: poletaev@tam.ispu.ru тел.: (8-4932) 269773

© ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина»