Техническое обслуживание и способы восстановления зубчатых передач. Типовые дефекты и методы устранения
В сборочных единицах машин часто применяют открытые передачи, в которых зубчатые колеса и звездочки испытывают большие нагрузки и не защищены от действия влаги и пыли. Это является причиной быстрого износа зубчатых колес. Кроме того, используют закрытые зубчатые передачи в виде отдельных сборочных единиц: редукторов, коробок передач и др.
При работе передач в подобных условиях возникают в зацеплении дополнительные динамические нагрузки, вызываемые деформациями зубчатых колес и валов, а также опор и корпусов вследствие неизбежных неисправностей изготовления и монтажа. При ремонте машин на местах их использования зубчатые колеса с изношенными зубьями, как правило, не восстанавливают, а заменяют новыми.
Для замены зубчатых колес в закрытых передачах часто требуется демонтаж с полной разборкой сборочной единицы.
Зубчатые колеса относятся к категории дорогостоящих деталей. Поэтому на ремонтных базах, не оснащенных необходимым оборудованием для изготовления колес, возможно восстановление наплавкой изношенных зубьев, напрессовкой зубчатых венцов, вдавливанием и другими способами.
Поступающие в ремонт зубчатые колеса могут иметь следующие неисправности: изнашивание рабочей поверхности зубьев; выкрошивание и поломка зубьев; образование трещин, задиров, вмятин и раковин; износ посадочных мест зубчатых колес и шпоночных пазов; нарушение правильного положения зубчатых колес и дефекты сборки.
Степень износа зубьев определяют зубомером.
Зубчатые передачи считаются непригодными для эксплуатации, если величина их износа превысила предельно допустимое значение, которое устанавливается для каждой передачи техническими условиями на ремонт данной машины. Изношенная зубчатая передача может быть отремонтирована: наплавкой отдельных зубьев, сплошной наплавкой всего обода, методом деформации, методом ремонтных размеров и слесарно-меха-ническими способами.
Зубья шестерен после обычной наварки зачищают и наплавляют тонким слоем твердого сплава сормайт. Наплавка зубьев производится в ванне с водой.
Для наплавки боковых поверхностей зубьев шестерню устанавливают в ванне и наплавку начинают со второго зуба от поверхности воды. Пламенем газовой горелки наплавляемый зуб разогревают, после чего прутком сормайта наносят флюс-буру и наплавляют зуб до требуемого размера.
Таким же способом производится наплавка зубьев мартенсито-вым чугуном. Отремонтированные зубья после этого обрабатывают абразивным кругом с зернистостью 36—46. Профиль обработанных зубьев проверяется специальными шаблонами.
Изношенные зубья по торцам некоторых шестерен восстанавливают газовой или электродутовой наплавкой. В качестве присадочного прутка используют электроды из высокоуглеродной стали или твердых сплавов. При плавке, чтобы избежать отпуск или коробление, шестерни погружают в воду так, чтобы над поверхностью выступала только лишь наплавляемая торцовая часть шестерни.
При сборке зубчатых колес следует исходить из предусмотренных стандартами норм точности: кинематической, контакта зубьев и гарантированного зазора.
Для нормальной работы зубчатых колес должны быть соблюдены два основных условия: линия касания зубьев должна находиться на начальной окружности обоих колес; переход от одного зуба к другому должен быть плавным, без толчков и рывков. Зазор между зубьями имеет большое значение для правильной работы зубчатых колес.
Нормальный боковой зазор между зубьями шестеренчатых передач выбирается по техническим условиям на сборку 0,06—0,1 модуля. Радиальный зазор должен быть не менее 0,16—0,20 модуля.
Поступающие в ремонт зубчатые колеса могут иметь следующие дефекты:
износ зубьев по рабочему профилю;
один или несколько сломанных зубьев;
одну или несколько трещин в венце, спице или ступице;
смятие поверхностей отверстия или шпоночной канавки в ступице;
смятие шлицев и закруглений торцов зубьев.
Наплавка производится толстообмазанными электродами Э-ЗУ, Э-42, ОММ-5 и др. После наплавки колесу дают медленно остыть. Для этого все колесо или ту его часть, где наплавлен зуб, зарывают в горячий песок.
Восстановление зубьев наплавкой целесообразно только в том случае, когда другие способы применить невозможно.
При ремонте и замене зубчатых колес необходимо также убедиться в том, что на посадочных поверхностях нет задиров, вмятин и других повреждений, препятствующих нормальной посадке колес на вал или на другие детали. Если такие повреждения имеются, их обязательно устраняют расточкой посадочного отверстия и постановкой переходной втулки, а при незначительных износах — зачисткой отверстия наждачной шкуркой.
Шестерни с изношенными зубьями восстанавливают постановкой новых зубчатых венцов. Венцы шестерен заменяют в тех случаях, когда шестерня имеет сменный венец или когда из-за поломки зубьев одного венца у блока шестерен нецелесообразно выбраковывать дорогостоящие детали.
Зубчатые колеса часто восстанавливают заменой части детали. Часто в блоке шестерен с двумя-тремя венцами один сильно изношен, а другие находятся еще в хорошем состоянии. Такой блок восстанавливают заменой изношенного венца. Для этого необходимо отжечь изношенный венец, затем его отрезать и проточить до размера, обеспечивающего посадку с натягом нового венца, толщина которого должна составлять 2—2,5 высоты зуба. Новый венец напрессовывают на подготовленное место и стопорят заклепками, винтами или прихватывают электродуговой сваркой.
Источник
Способы ремонта колеса зубчатого
Неразъемные регулируемые подшипники с наружным конусом при износе ремонтируются сжатием втулки при ее осевом перемещении с помощью установочных гаек и шабрением по шейке вала. При использовании всей резьбы для гайки наружная поверхность втулки может быть наращена металлизацией или наплавкой с последующей обработкой.
Для всех типов подшипников при ремонте должны тщательно прочищаться, проверяться и при необходимости восстанавливаться смазочные отверстия и канавки.
Ремонт механизмов передачи движения
Ремонт зубчатых передач
Ремонт зубчатых цилиндрических передач. При эксплуатации зубчатых цилиндрических передач наблюдаются следующие дефекты и неисправности: износ рабочего профиля зубьев, износ и смятие торцов зубьев, шелушение поверхности зубьев, задиры на рабочем профиле, поломки зубьев, износ посадочного отверстия, шпоночных канавок и шлицов.
Износ зуба определяют, измеряя толщину его хорды по делительной окружности штангензубомером.
При износах, превышающих допускаемые величины, оба колеса заменяют. Однако в тех случаях, когда в сопряжении находятся большое и малое зубчатые колеса, причем большое во много раз превышает по размеру малое, можно не придерживаться приведенного выше правила. В этом случае при ремонте достаточно заменить только малое колесо, которое быстрее изнашивается.
При замене зубчатых колес необходимо обязательно установить, с каким углом зацепления нарезаны зубья данного колеса. Углы зацепления должны быть равными (обычно угол зацепления 20°). Зубчатые передачи со сломанным или выкрошившимся (полностью или частично) зубом в ответственных передачах заменяют новыми. В менее ответственных передачах зубья со значительными повреждениями восстанавливают, если это экономически выгодно. Перед ремонтом зубчатых колес проверяют боковой зазор передачи и правильность зацепления (касания) зубьев.
В собранной зубчатой передаче боковой и радиальные зазоры проверяют щупом или при помощи свинцовых проволок, закладываемых между зубьями с нерабочей стороны. После прокатывания зубчатых колес определяют полученную толщину проволочки, она указывает боковой зазор.
Правильность касания зубьев проверяют на краску с предварительной промывкой зубьев керосином, покрытием краской зубьев малой шестерни и вращением передачи на 2–3 оборота. При правильном касании отпечаток на большой шестерне будет по всей длине зубьев (рис. 24.1). При перекосе шестерни отпечаток будет не по всей ширине зуба большой шестерни.
Рис. 24.1. Проверка на краску зацепления зубчатых колес:
а – правильное касание; б – боковое касание из-за перекоса колес; в – низкое касание из-за малого радиального зазора; г – высокое касание из-за большого радиального зазора
Ремонт зубчатых колес выполняют холодным (слесарной или механической обработкой) или горячим способом (заваркой или наплавкой).
Зубчатые колеса со сломанными зубьями при капитальном ремонте заменяют новыми. В неответственных передачах могут быть применены два холодных способа восстановления разрушенных зубьев.
Первый способ предусматривает установку шпилек (ввертышей) по длине зуба с последующей их обваркой (рис. 24.2, а). Для этого срубают и запиливают до основания остаток сломанного или изношенного зуба, высверливают отверстия, нарезают в них резьбу, завертывают ввертыши и опиливают их по форме зуба.
Рис. 24.2. Ремонт зубчатых колес:
а – ввертыванием шпильки: 1 – шип; 2 – сварка; б – вставка шипа на «ласточкин хвост»: 1–шип; 2 – огнеупорная замазка; 3 – зуб; 4 – штифт; в – наплавки зубьев по медным шаблонам: 1 – медные шаблоны; 2 – планки для соединения шаблонов; 3 – направляемый зуб; 4 – планки для крепления шаблонов к колесу
В отдельных случаях для создания монолитного зуба ввертыши подваривают по профилю зуба с припуском на обработку 3–5 мм и обрабатывают.
Второй способ восстановления (рис. 24.2, б) заключается в установке шипов или заранее заготовленных зубьев (не более 5–8 % от общего их количества). Зачищенное место подвергают отжигу, а соседние зубья покрывают огнеупорной замазкой (50 % очищенной глины, 45 % измельченного асбеста и 5 % жидкого стекла). Замазку после отжига удаляют, а на отожженном месте зуба выпиливают паз по форме «ласточкин хвост» глубиной 1/3 – 1/4 высоты зуба. Заготовленный шип или вставку с одним или несколькими зубьями легкими ударами молотка вставляют в паз и закрепляют штифтами на резьбе или прихватывают электросваркой с торцов. При установке шипа производят нарезку зубьев.
При горячем способе ремонта зубчатых колес, применяемом в неответственных механизмах, изношенные зубья средних и больших модулей ремонтируют наплавкой по медным шаблонам 1 (рис. 24.2, в), имеющим форму впадин между зубьями колеса.
Для ведения наплавки медные шаблоны скрепляют между собой планками 2 и прикрепляют к венцу колеса планками 4 так, чтобы они не мешали операции наплавки.
Наплавку производят электродами Э-ЗУ, Э-42, ОММ-5 при силе тока 150–250 А. В процессе наплавки зуба 3 проверяют его толщину по шаблону (с учетом припуска на зачистку, строжку и опиловку наваренного зуба). Во избежание коробления колеса наплавку следует выполнять поочередно через 5–10 зубьев. После наплавки зубья обрабатывают и закаливают.
При наличии мелких зубьев (в шестернях с модулем меньше 10) иногда делают сплошную наварку обода, после чего шестерню протачивают по внешней окружности и нарезают зубья.
Восстанавливать зубья наплавкой целесообразно только в том случае, когда другие способы применить невозможно.
Ремонт конических зубчатых передач. Дефекты конических зубчатых колес и способы ремонта их аналогичны рассмотренным ранее для цилиндрических зубчатых колес. Отличия имеются в технических условиях на ремонт и сборку.
Трещины на ободе, ступице и спицах (расположенных не рядом) заваривают. У крупных зубчатых колес трещина на ободе стягивается накладками с двух сторон, которые крепят винтами. При трещинах на ступицах их протачивают по диаметру на небольшую величину и напрессовывают бандаж-кольцо, которое и стягивает трещины.
При износе посадочного отверстия его растачивают, запрессовывают втулку и стопорят винтом, затем отверстие во втулке развертывают или шлифуют. Закаленные детали перед расточкой отжимают; можно также наваривать отверстие, а затем растачивать. Смятый шпоночный паз ремонтируют обычным способом.
При сборе колес после ремонта необходимо обеспечить предусмотренное межцентровое расстояние и требуемый по нормам боковой зазор. Радиальное биение колеса не должно превышать предельных величин. При окружной скорости колес свыше 3–5 м/с рекомендуется производить их статическую балансировку. Правильность зацепления проверяют на краску. Собранные зубчатые передачи испытывают на холостом ходу от 2 до 8 ч, а затем под нагрузкой: 25 % полной нагрузки в течение 3 ч, 50 % полной нагрузки в течение 3–4 ч, 75 % полной нагрузки в течение 4–5 ч; под полной нагрузкой в течение 1–2 ч. После каждого испытания зацепление проверяют, появляющиеся дефекты устраняют шабером.
Ремонт червячных передач
К числу наиболее часто наблюдаемых дефектов и неисправностей червячных передач следует отнести износ зубьев червячного колеса и витков червяка, выкрашивание или поломку зубьев колеса, задиры на поверхности зубьев, износ посадочных поверхностей, трещины, износ опорных шеек червячного вала.
Об износе зубьев колеса или витков червяка свидетельствует значительный мертвый ход (боковой зазор) в передаче; червяк можно повернуть на большой угол, а колесо останется неподвижным. Односторонний износ зуба вызывается установкой колеса при сборке не по центру. Износ посадочных шеек или подшипников влечет за собой значительный люфт червяка или червячного колеса.
Допустимый износ зубьев в червячных передачах, определяемый уменьшением толщины зуба по начальной окружности, не должен превышать 0,15 m для ответственных и 0,35 m для неответственных передач, где m – модуль зуба.
Перед ремонтом необходимо проверить червячные передачи на контакт зубьев (расположение и полноту касания витков червяка с зубьями червячного колеса). Поверхность витков червяка покрывают краской и проворачивают его, при этом отпечатки краски переходят на зубья червячного колеса, сопряженного с червяком. Расположение и размеры отпечатков показывают, правильно или неправильно происходит касание червяка с колесом. При правильном расположении червячное колесо должно иметь 60 % касания по высоте зуба и 50–65 % касания по длине зуба (первая цифра для передач, выполненных по третьему классу точности, а вторая – по второму). Изношенные червяк или червячное колесо заменяют новыми. У червячного колеса можно заменить только венец. Для этого его спрессовывают с предварительным удалением стопорных винтов. На место снятого венца насаживают и крепят новый венец, а затем производят нарезку зубьев. При этом должна быть обеспечена соосность начальной окружности с отверстием в ступице колеса. Иногда при износе профиля зуба только с одной стороны колесо переворачивают (кроме реверсивных передач), чтобы работала неизношенная сторона зуба.
В отдельных случаях изношенные и сломанные зубья в малозагруженных передачах восстанавливают наплавкой металла (сваркой).
После наплавки металла колеса обрабатывают, точность обработки профиля наплавленного зуба проверяют шаблоном. После обработки поверхностей восстановленные зубья стальных колес укрепляют цементацией или цианированием.
При сборке отремонтированных деталей червячных передач проверяют (на оправке или после сборки) радиальное биение колеса и червяка при помощи индикатора. Затем проверяют межосевое расстояние, угол скрещивания. В собранной передаче проверяют совпадение середины червячного колеса с осью червяка, наличие бокового зазора (мертвого хода) в передаче.
Источник
