УСТАНОВКА ДЛЯ ЗАКАЛКИ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Полезная модель относится к установкам для закалки токами высокой частоты поверхности элементов механизмов и предназначена, преимущественно, для закалки зубьев и дорожки качения венцов и зубчатых колес колесных пар тепловозов и электровозов.
Элементы механизмов, такие, как зубчатые колеса колесных пар тепловозов и электровозов, подвергаются значительным механическим нагрузкам, испытывают фрикционный износ и ударные нагрузки. Поэтому с целью упрочнения зубьев при изготовлении зубчатых колес вслед за нарезкой зубьев следует термообработка, направленная на формирование микроструктуры с определенными оптимальными свойствами. Чтобы повысить устойчивость зубчатого колеса к нагрузкам, упрочняют внешнюю поверхность металла путем избирательной закалки. В этом случае изменяется только внешняя поверхность, а основной металл сохраняет необходимые свойства, такие, как прочность и пластичность.
Известен индуктор-спрейер для закалки шестерен, содержащий повторяющий контур зубчатого венца индуктирующий провод, на внутренней поверхности которого выполнены отверстия, отличающийся тем, что позубные впадины провода имеют глубину 1,23...1,35 высоты зуба и шестерни, а их основания выполнены в виде цилиндра радиусом, равным 0.33...0.45 высоты зуба (а.с. СССР N 808543, МПК С21D 1/06, С21D 9/32, oп. 1981 г).
Недостатком данного индуктора-спрейера является деформация элементов зуба и тонкостенных элементов шестерни, сквозное прокаливание, вызывающее повышенную хрупкость, невозможность регулирования параметров закалки зуба зубчатых колес больших геометрических размеров.
Известна также индукционная закалочная машина для контурной закалки гипоидных зубчатых колес, которая содержит блок программируемого логического управления, источник закалочной жидкости и высокочастотный индукционный генератор, который подключен к высокочастотной индукционной катушке, имеющей преимущественно
-1
коническую нижнюю поверхность и установленной над гипоидным зубчатым колесом и концентрично ему. Опорная пластина для гипоидного зубчатого колеса связана с вращающимся приводным двигателем и вращается вместе с гипоидным зубчатым колесом с частотой от 900 до 1800 мин. Индукционная катушка возбуждается четырьмя импульсами низкой энергии и относительно малой длительности. Окончательный этап нагрева осуществляется импульсом высокой энергии, за которым немедленно следует этап закалки. Угол между нижней поверхностью и верхней поверхностью гипоидного зубчатого колеса выбирается из условия достижения баланса тепла на участке от головки зуба до основания зуба (патент РФ №2150796, МПК 7 Н05В 6/14, oп. 2000.06.10 прототип).
Полезная модель реализует улучшенный способ индукционной закалки зубчатых передач. Однако, она не решает задачи закалки зубьев зубчатых колес колесных пар тепловозов, обладающих большими геометрическими размерами и значительной массой.
Решаемая задача заключается в обеспечении качественной закалки зубьев зубчатых колес колесных пар тепловозов и электровозов.
Для решения поставленной задачи предложена установка для закалки зубьев зубчатых колес, которая включает основание, выполненное в виде рамы, на которой смонтированы раздаточная коробка и горизонтальные направляющие. Раздаточная коробка служит для размещения двигателя постоянного тока и передачи вращения к горизонтальному винту перемещения суппорта, на котором установлен стол для установки зубчатого колеса, а также валу привода вращения стола и вертикальному винту подъема (опускания) платформы. На платформе установлены закалочный трансформатор и индуктор. Платформа перемещается по вертикальным направляющим, смонтированным на стойке, опорой для стойки служит раздаточная коробка.
Опорой для платформы при ее перемещении вверх-вниз по вертикальным направляющим служит ползун. На ползуне смонтирован также механизм ручного подъема (опускания) платформы. Блок управления установки смонтирован на стойке.
Установка снабжена также автопереводчиком, служащим для перевода (поворота) зубчатого колеса на следующий зуб при закалке всего зубчатого венца при работе в автоматическом цикле, и переходником для индуктора.
Для уменьшения нагрузки на привод от веса платформы и закалочного трансформатора смонтирован противовес.
Установка может быть использована для закалки зубчатых колес диаметром до 1400 мм и весом до 600 кг.
Установка состоит из двух основных частей: закалочного станка (электромеханическая часть) и ТВЧ-установки (преобразователь и закалочный трансформатор). Закалочная установка рассчитана на использование ТВЧ-установки мощностью до 250 кВт, частотой 4-10 кГц и закалочного трансформатора весом до 150 кг. Закалочная установка может быть изготовлена правого или левого исполнения (пульт управления справа или слева от оператора).
На фиг.1 изображена установка для закалки зубьев и дорожки качения венцов и зубчатых колес колесных пар тепловозов и электровозов, общий вид;
на фиг2 - вид сверху фиг.1; на фиг.3 - вид А фиг.1.
Установка для закалки зубьев зубчатых колес включает основание, выполненное в виде рамы 1, на которой смонтированы раздаточная коробка 2 и горизонтальные направляющие 3. Раздаточная коробка служит для размещения двигателя постоянного тока и передачи вращения к горизонтальному винту 4 перемещения суппорта 5, на котором установлен стол 6 для установки зубчатого колеса 7, а также валу 8 привода вращения стола 6 и вертикальному винту 9 подъема (опускания) платформы 10, на которой установлены закалочный трансформатор 11 и индуктор (на чертеже не показан). Платформа 10 перемещается по вертикальным направляющим 12, смонтированным на стойке 13, опорой для стойки служит раздаточная коробка 2.
Опорой для платформы при ее перемещении вверх-вниз по вертикальным направляющим 12 служит ползун 14. На ползуне 14 смонтирован также механизм 15 ручного подъема (опускания) платформы.
На стойке также смонтированы пульт управления 16, блоки подготовки сжатого воздуха, Установка снабжена автопереводчиком 17, служащим для перевода (поворота) зубчатого колеса на следующий зуб при закалке всего зубчатого венца при работе в автоматическом цикле, а также переходником для индуктора 18.
Для уменьшения нагрузки на привод от веса платформы и закалочного трансформатора смонтирован противовес 19.
Вращающийся стол 6 служит для установки и вращения зубчатого колеса при его закалке. Крышка стола имеет Т-образные пазы и резьбовые отверстия для крепления монтажных приспособлений. На крышке стола выполнены ручьи клиноременной
передачи при установке дополнительного привода стола. Крышка стола может быть жестко зафиксирована через каждые 45°. Стол имеет регулируемый тормоз.
Суппорт 5 перемещается по горизонтальным направляющим при помощи винтовой передачи. В суппорте смонтирован червячный редуктор, клиноременная передача, фрикционная муфта, механизм включения фрикционной муфты, механизм ручного вращения стола, механизм ручного перемещения суппорта.
Переходник для индуктора служит для монтажа индуктора на закалочный трансформатор. Переходник обеспечивает поворот индуктора на 25° в обе стороны при закалке косозубых колес.
Работа установки при закалке зубьев в автоматическом режиме. Закалка зуба производится путем последовательной закалки боковых поверхностей зуба (межзубных впадин) при движении индуктора.
Зубчатое колесо устанавливают на вращающийся стол суппорта. Индуктор предварительно выставляют по впадине зуба. Платформа с закалочным трансформатором и индуктором опускается вниз. Включают ТВЧ. Включают подъем платформы. Закалка производится при перемещении индуктора по впадине зуба вверх и охлаждении впадины водой. Центрирование впадины зуба относительно индуктора производится при помощи специального копира, который перемещается по смежной впадине. После выхода индуктора и копира из межзубной впадины вверх, ТВЧ выключается. Зубчатое колесо поворачивается для закалки следующей межзубной впадины при помощи автопереводчика. Платформа опускается вниз и цикл повторяется.
Работа установки при закалке дорожки зубчатого колеса. Закалка внутренней дорожки производится при вращении зубчатого колеса относительно неподвижного индуктора.
Зубчатое колесо устанавливают на вращающийся стол суппорта. Индуктор предварительно выставляют по отношению к дорожке зубчатого колеса. Включают ТВЧ. Включают вращение колеса. После выполнения одного оборота выключают ТВЧ и вращение.