способ приработки червячных передач

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПРИРАБОТКИ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ, заключающийся в том, что приработку ведут в масляной ванне, причем в масло добавляют мелкодисперсную абразивную порошковую присадку, отличающийся тем, что перед началом приработки червяк намагничивают, приработку ведут до достижения заданного КПД передачи, после чего приработку заканчивают и червяк размагничивают, а масло с присадкой удаляют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсной абразивной порошковой присадки используют ферромагнитный порошок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для ускоренной приработки сопряженных элементов червячной и глобоидной передач.

Известен способ магнитно-абразивной обработки сопряженных элементов машин, заключающийся в том, что в зазоре сопрягающихся элементов силами электромагнитного поля удерживаются зерна ферромагнитного порошка (ферробор, ферровольфрам и т.д.), которые вследствие осцилляции полюсников электромагнита получают колебательное движение вдоль оси обрабатываемой детали [1].

При магнитно-абразивной обработке происходит снятие неровностей до удаления верхнего слоя, равного по высоте исходной шероховатости, после чего формируется новый микрорельеф.

Недостатком указанного способа является то, что его использование возможно при наличии зазора между сопрягаемыми деталями. По этой причине данный способ не применим для приработки сопряженных элементов червячных передач, так как приработка этих элементов осуществляется в зоне контакта без зазора.

Известен способ приработки червячных передач, заключающийся в том, что устройство с такой передачей устанавливают на обкаточном стенде и подвергают обкатке.

Недостатком указанного способа является то, что заводская приработка в большинстве случаев ограничивается экономическими соображениями, а не готовностью сопрягаемых пар к восприятию полных эксплуатационных нагрузок. Детали силовой передачи окончательно прирабатываются через 80-100 ч, а время обкатки целого ряда механизмов у нас в стране и за рубежом составляет от 15 мин до 15 ч [2, с. 114].

Использование указанного способа для приработки сопряженных элементов червячных передач приводит к большим экономическим затратам.

Это происходит вследствие того, что специфической особенностью червячных передач является повышенная скорость скольжения сопряженных поверхностей. Поэтому комплекс условий трения скольжения служит решающим фактором, определяющим и потери в зацеплении, и нагрузочную способность передач. В случае преждевременного прекращения процесса приработки элементов червячных передач их КПД в начальный период будет невысоким.

Известен способ приработки сопряженных элементов машин, заключающийся в том, что приработку ведут в масляной ванне с добавлением в масло абразивной порошковой присадки, а после окончания процесса масло с присадкой удаляют [2, с. 119].

Применение указанного способа для червячных передач может привести к тому, что при попадании в зону контакта абразивные частицы способны внедриться в активную поверхность зуба червячного колеса, изготовленного из бронзы. В процессе дальнейшей работы происходит изнашивание червяка, увеличение зазоров в зацеплении и, как следствие, снижение ресурса передачи.

Цель изобретения - ускорение процесса приработки без снижения ресурса передачи, снижение трения и тепловыделения в зацеплении повышение КПД передач.

Цель достигается тем, что приработку ведут в масляной ванне с добавлением в нее высокодисперсной абразивной порошковой присадки. Перед началом приработки червяк намагничивают, а в качестве абразивного порошка используют ферромагнитный материал. Процесс приработки ведут до достижения состояния, регламентируемого техническими требованиями, затем червяк размагничивают, а смазочный материал с порошком и изношенными частицами удаляют.

Способ приработки элементов червячных передач может быть осуществлен с помощью стандартной машины трения СМЦ-2 по схеме: колодка-стальной диск. Материал колодки-бронза БрОЦС6-6-3, применяемая в качестве материала венца червячного колеса. Сравнительные испытания проводились при одинаковых нагрузочно-скоростных параметрах. Чтобы оценить влияние рассматриваемого способа, первое испытание проходило в условиях, когда колодка прижималась с определенным усилием к вращающемуся с постоянной угловой скоростью диску, который был частично погружен в масляную ванну (масло турбинное). В процессе испытания через определенный промежуток времени оценивался износ по увеличению ширины площадки контакта (первоначальный контакт-линейчатый).

Другая серия испытаний проводилась в условиях, когда стальной диск предварительно намагничивался, а смазочный материал представлял собой смесь турбинного масла и ферромагнитных частиц.

В результате сравнительных испытаний был подтвержден эффект ускорения приработки за счет наличия магнитного поля и ферромагнитных частиц в смазочном слое. Анализ полученных в результате испытаний зависимостей ширины площадки контакта от времени работы трущейся пары показал, что за время t=5 мин износ в обоих случаях оказался одинаковым (ширина площадки контакта была равна 3,5 мм). Однако дальнейшая работа пары трения (t>5 мин) показала, что износ пары без ферромагнитных частиц и намагниченного диска продолжает расти и при t=15 мин составлял 5,5-6,5 мм (зависимость подчинялась уравнению l=at^b, где b 0,5). Для пары трения с намагниченным диском и смазочным материалом, содержащим ферромагнитные частицы при t>5 мин, износ стабилизировался (ширина площадки контакта при t=15 мин не превышала 3,5-3,7 мм), что указывает на ускоренное достижение момента окончания приработки (время приработки в данных условиях равно 5 мин).

Намагниченность стального диска (червяка), равная Р_м/V, где Р_м - магнитный момент; V - объем (определяется условием необходимости удержания ферромагнитных частиц в межконтактном зазоре). Утечка части смазочного материала из зазора не должна приводить к выносу ферромагнитных частиц из зоны контактного взаимодействия.

Ускорение процесса приработки пар трения типа венец червячного колеса-червяк позволяет существенно сократить продолжительность стендовых приработочно-сдаточных испытаний до достижения регламентированного КПД передачи без сокращения ресурса работы. Здесь КПД редуктора определяется следующей зависимостью =Т₂/(T₁U), где Т₂, Т₁ - крутящие моменты соответственно на валах колеса и червяка; U - передаточное число. Все это приводит к достижению определенного технико-экономического эффекта.