СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ЗУБЧАТЫЕ КОЛЕСА
APPLICATION METHOD OF ANTIFRICTION COATINGS TO GEAR WHEELS

Изобретение относится к зубчатым передачам открытого и закрытого типов и предназначено для повышения срока службы зубчатых колес путем снижения шероховатости рабочих поверхностей зубьев и снижением коэффициента трения в зацеплении.
Наиболее близкими аналогами к заявленному объекту являются способы нанесения антифрикционных покрытий на рабочие детали непосредственно из стержней материала-донора или из донора вращающимися металлическими щетками (см. а.с. 1206068, B24B 39/00, а.с. 1590354, B24B 39/00, патент 179377 СССР, МКН B21B 28/02).
Такие способы создания антифрикционных покрытий актуальны для деталей простой формы, например плит и цилиндров. Нанесение антифрикционных покрытий на рабочие поверхности зубьев зубчатых колес трением непосредственно из материала-донора невозможно, а применение металлических щеток сопряжено большими трудностями из-за близкого расположения соседних зубьев. Кроме того, покрытие, создаваемое металлическими щетками, неравномерно по толщине и вызывает повышенный наклеп выступающих поверхностей микрорельефа, что создает потенциальные места выкрашивания.
Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении срока службы зубчатых колес.
Технический результат обеспечивается равномерным распределением контактных сил по рабочим поверхностям зубьев, снижением величины коэффициента трения в зацеплении в период приработки зубчатых колес.
Поставленная задача решается тем, что после предварительной очистки рабочих поверхностей зубьев от слоя окислов, образовавшихся после закалки, металлическими щетками зубчатые колеса собираются в пары с колесами, целиком изготовленными из антифрикционного материала. Наличие скольжения в таком зацеплении обеспечивает формирование антифрикционного материала на боковых поверхностях и вершинах зубьев покрываемого зубчатого колеса без охвата дна впадин последних.
Работа такой зубчатой пары осуществляется при нагрузках в зацеплении 0-20Н в течение 10-40 минут при частоте вращения покрываемого зубчатого колеса 750-1500 об/мин. Нижние пределы нагрузки, времени и частоты вращения применяют для нанесения антифрикционных покрытий из алюминиевых сплавов, верхние пределы этих показателей - для нанесения антифрикционных покрытий из алюминиевых бронз, например Бр. АЖ9-4. Промежуточные значения пределов нагрузки, времени и частоты вращения применяют для образования антифрикционных покрытий из оловянистых и свинцовистых бронз, например Бр. ОФ10-1 и Бр. С30.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 приведена схема нанесения антифрикционного покрытия;
- на фиг.2 приведен фрагмент микрорельефа рабочей поверхности зуба колеса с нанесенным антифрикционным покрытием по заявленному способу.
ст
a
Для наиболее полного раскрытия технической сущности заявляемого способа на фиг.1 и 2 обозначены позициями: 1 - покрываемое зубчатое колесо; 2 и 5 - антифрикционный слой; 3 - зубчатое колесо из антифрикционного материала; 4 - микрорельеф рабочей поверхности зубьев, а также обозначены символами: h - толщина антифрикционного слоя относительно средней линии OX; R - остаточная шероховатость поверхности.
Способ нанесения антифрикционных покрытий осуществляют следующим образом.
сл
Покрываемое зубчатое колесо 1 после предварительной очистки от окислов рабочей поверхности зубьев металлической щеткой вводят в зацепление с зубчатым колесом, изготовленным из антифрикционного материала, и создают необходимое усилие в зацеплении. Затем за счет работы такого зацепления создается слой (h), равный 0,5-0,8 мкм в случае, когда применяют в качестве антифрикционного материала алюминий и оловянистую бронзу. При использовании алюминиевой бронзы получают покрытия толщиной 0,2-0,4 мкм. Толщина наносимого антифрикционного слоя зависит от величины шероховатости поверхности. Количество антифрикционного материала на боковых поверхностях и вершинах зубьев покрываемых зубчатых колес ограничивается глубиной микровпадин, составляющих исходную шероховатость.
a
Параметр R - получают равным 0,5-0,65 мкм в случае покрытия зубчатых колес алюминием, 0,9-1,1 мкм - оловянистой бронзой, 1,0-1,2 мкм - алюминиевой бронзой.
Это обеспечивает равномерный износ зубьев и снижает вероятность появления зон сильно наклепанного металла. Антифрикционный материал, заполняя впадины поверхностного микрорельефа, увеличивает площадь контакта зубьев в зацеплении. Чем выше исходная шероховатость поверхности боковых поверхностей зубьев и их вершин, покрываемого антифрикционным материалом зубчатого колеса, тем большее его количество остается в микровпадинах. Нагрузка в зубчатом зацеплении распределяется равномерно. Снижение коэффициента трения в зацеплении за счет антифрикционного покрытия сокращает время приработки зубчатых колес.
Таким образом, заявленный способ по сравнению с прототипами не требует специальных инструментов для нанесения антифрикционных покрытий и приспособлений, которые обеспечивают необходимое усилие прижатия донорского образца к покрываемой детали. Способ характеризуется достаточной простотой и универсальностью.