СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
METHOD FOR IMPROVEMENT OF DURABILITY OF GEAR WHEEL ELEMENTS

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в зубчатых передачах, работающих со смазыванием.
Известен способ повышения долговечности зубчатого колеса, заключающийся в обработке поверхностей, подверженных при работе изгибающим нагрузкам, в том числе знакопеременным, методами поверхностного пластического деформирования (чеканка, обдувка дробью, обкатка, выглаживание и т.п.) - см., например, Кораблев А.И., Решетов Д.Н. Повышение несущей способности зубчатых передач - М.: Машиностроение, 1968, стр.128.
Недостаток данного способа состоит в том, что пластическое деформирование поверхностей приводит к неполному закрытию микротрещин, кроме того, часть микротрещин остается незакрытой. Поэтому в случае работы колеса со смазыванием смазочный материал проникает в оставшиеся незакрытые микротрещины или микротрещины, закрытие не полностью, и вызывает их расклинивание, что снижает изгибную прочность зубьев и может привести к их излому - особенно в наиболее напряженной при работе зубчатого колеса области - в основаниях зубьев.
В качестве прототипа взят способ повышения долговечности элементов зубчатого колеса по А.С. СССР №1585594, кл. F16Н 57/04, В05D 7/00, опубл. 15.08.1990 г., Бюл. №30. Сущность его состоит в том, что на поверхности зубчатого колеса, подвергаемого при работе изгибающим нагрузкам, наносят - кистью или напылением - эластичное покрытие, например на основе алкидных смол - глифталевых или пентафталевых -, имеющих низкое адгезионные свойства по отношению к смазочным материалам и высокое - по отношению к материалу зубчатого колеса. Причем перед нанесением покрытия на каждый зуб этот зуб нагружается статической нагрузкой, эквивалентной максимальной рабочей (усилие прикладывается у верхней кромки зуба, к его вершине). Эластичное покрытие заполняет все микротрещины растянутой под действием приложенной нагрузки поверхности. После подобной обработки всех зубьев и высыхания покрытия зубчатое колесо готов к работе в передаче.
Недостаток прототипа состоит в том, что прилагаемая к вершинам зубьев нагрузка - статическая, что не позволяет наносимому на поверхности материалу достаточно полно проникать в раскрытые нагрузкой микротрещины. Это снижает качество нанесенного покрытия, призванного предотвращать попадание в микротрещины смазочного материала, способного при работе колеса и знакопеременном его нагружении вызывать адгезионно-расклинивающее действие и тем самым снижать изгибную прочность зубьев.
Изобретением решается задача предотвращения изломов зубьев зубчатого колеса вследствие адгезионно-расклинивающего действия смазочного материала.
Это достигается тем, что на поверхности элементов зубчатого венца наносится материал, образующий после высыхания эластичное покрытие, нанесение материала сопровождается для каждого зуба приложением к его вершине нагрузки, эквивалентной рабочей, причем нанесение материала осуществляется методом окунания, нагружение вершины производится одновременно с обеих ее сторон динамически в режиме противофазы для каждой стороны, с изменением величины нагружения от нуля до максимума и малой частотой его изменения.
Реализуется данный способ следующим образом. Поверхности зубчатого венца зубчатого колеса - после упрочняющей их обработки - очищают и обезжиривают. Затем зубчатый венец помещают в ванну с материалом, способным образовывать после высыхания на обработанной им поверхности эластичное покрытие, имеющее высокие адгезионные свойства по отношению к материалу поверхности и низкие - по отношению к смазочным материалам, например лакокрасочные материалы на основе алкидных смол - глифталевых или пентафталевых. Затем последовательно для каждого зуба зубчатого венца производят нагружение его вершин нагрузками, эквивалентными максимальным рабочим. Нагрузки прикладывают к вершинам с двух сторон, нагружение производят динамически, в режиме противофазы для каждой стороны, изменяя величину нагрузки от нуля до максимума с одной стороны вершины и, соответственно, от максимума до нуля с другой стороны и задавая малую частоту изменения режима нагружения. После проведения подобных действий с каждым зубом зубчатого венца (длительность действий задается исходя из характера состояния поверхностей зубчатого венца и режимов его последующей работы) нанесенное покрытие высушивается, после чего колесо готово к работе в составе зубчатой передачи.
По сравнению с прототипом, за счет приложения к зубьям не статического, а динамического режима их нагружения, обеспечивается лучшее раскрывание микротрещин и лучшее проникание в них наносимого на поверхности материала покрытия - вследствие действия эффекта засасывания материала в микротрещины, причем действия повторяющегося. Это способствует лучшему экранированию микротрещин от смазочного материала, предотвращению адгезионно-расклинивающего эффекта и повышению изгибной прочности и долговечности зубчатого колеса.