Восстановление зубчатых колес

Обновлено: 07.07.2024

Зубья шестерен подвергаются нормальному износу в результате трения, а ускоренному - в результате неправильного ударного переключения передач, неполного зацепления зубьев, рывков или недоброкачественной смазки. При этом зубья скалываются, выкрашиваются, а иногда и ломаются.

Состояние зубьед контролируют внешним осмотром, шаблоном или измерением толщины их штангензубомером по начальной окружности шестерни.

Зубья шестерен, имеющие заусенцы и небольшую выработку, зачищают абразивными брусками (оселком). Шестерни, имеющие выкрошенные или сломанные зубья, заменяют новыми. Для получения правильного зацепления зубьев необходимо сопряженные шестерни (пару) заменять одновременно. Замена одной шестерни допускается при постановке не новой, а уже работавшей шестерни, которая но своему износу может быть допущена к дальнейшей эксплуатации.

При необходимости изношенные и выкрошенные зубья можно восстановить наплавкой металла с последующей термической и механической обработкой. Наплавку зубьев газовой сваркой производят сормайтом № 2 (твердый сплав) или стержнями, изготовленными из выбракованных шатунных болтов и клапанных пружин.

Рис. Установка шестерен при наплавке зубьев:

а - при наплавке торцевой поверхности; б - при наплавке боковой поверхности.

При наплавке торцевой поверхности зубьев производят следующие операции:

1. Устанавливают шестерню в ванну с водой так, чтобы зубья были погружены в воду на 1/3-1/2 своей длины (рис. а).
2. Нагревают поверхность зуба ацетилено-кислородной горелкой до потения (не доводя металл до плавления), наносят флюс (буру) и каплями наносят сормайт до заполнения изношенной части зуба. После наплавки всех изношенных поверхностей шестерню оставляют в ванне до остывания. При наплавке стержнями из шатунных болтов и клапанных пружин зубья закаливают путем опускания шестерни в ванну. Зачищают наплавленные зубья абразивным бруском.
3. При наплавке боковой поверхности зубьев шестерню помещают в ванну с водой на стержне вертикально (рис. б) и наплавляют второй зуб, считая от поверхности воды. Когда наплавленный зуб остынет до вишневого цвета, его погружают в воду поворотом шестерни, затем наплавляют следующий зуб и т.д.

По окончании наплавки всех зубьев их зачищают. Изношенные шлицы шестерен ремонтируют редко, так как шестерни выбраковываются обычно ранее из-за износа зубьев. Шлицы можно ремонтировать также наплавкой металла. Изношенные шлицы на валах иногда восстанавливают раздачей с последующей механической обработкой. Помимо износа шлицев, валы коробки передач могут иметь погнутость и изношенные места посадки шариковых и роликовых подшипников.

Вал проверяют на биение индикатором в центрах токарного станка.

Погнутый вал выправляют без нагрева под прессом.

Изношенные места посадки подшипников на валах восстанавливают наплавкой металла сваркой, хромированием, металлизацией или протачиванием шеек с последующей напрессовкой стальных втулок.

Ремонт механизма переключения передач

Дефектами деталей механизма переключения передач являются:

1. погнутость или износ вилок;
2. износ ползунов;
3. износ замков и стопоров;
4. износ рычага переключения передач.

Эти дефекты вызывают самопроизвольное выключение передач, одновременное включение двух передач, неполное зацепление шестерен и выход рычага из гнезда вилок.

При разборке механизма переключения коробки передач необходимо:

1. расшплинтовать и вывернуть болты крепления вилок;
2. вынуть ползун первой и второй передач, а также замок и стопор (остальные ползуны должны находиться в нейтральном положении);
3. удалить ползун заднего хода, стопор и замок;
4. вынуть ползун третьей и четвертой передач и его стопор;
5. отвернуть колпак или стопорный болт крышки и вынуть рычаг с пружиной вверх (автомобиль ГАЗ-51) или вниз (автомобиль ЗИС-150).

Погнутость вилки определяют на проверочной плите, а правят ее в холодном состоянии под прессом. После правки и вторичной проверки вилку тщательно осматривают и при обнаружении трещин заменяют новой.

Изношенные щечки вилки (охватывающие каретку шестерни) и гнездо для шарового конца рычага переключения передач восстанавливают, наплавляя металл сваркой. Наплавленные места обрабатывают на фрезерном станке.

Изношенные выемки на ползунах под стопоры и замки исправляют абразивным бруском. При этом необходимо следить, чтобы не был смещен центр выемки.

Изношенные шарики стопоров и замков, а также ослабевшие пружины заменяют.

При эксплуатации зубчатых колес происходит их изнашивание главным образом по боковым и торцевым поверхностям зубьев и посадочным местам. Возможна также поломка зубьев в результате возникновения в процессе эксплуатации чрезвычайно больших нагрузок.

Наиболее частым дефектом при эксплуатации зубчатых колес являются изнашивание рабочего профиля зуба, скол части зуба, трещины в зубчатом венце или ступице зубчатого колеса, изнашивание посадочного отверстия, сопряженное со смятием шпонки или шлицов, вмятины на торцах зубьев.

При работе зубчатых колес наиболее часто изнашиванию подвергается рабочий профиль зуба. Зубчатое колесо в этом случае, как правило, не восстанавливают, а заменяют новым. Причем если одно из зубчатых колес требует замены, то для сохранения нормальной работы передачи необходимо заменить и второе колесо пары, даже если оно не подверглось изнашиванию.

При односторонней нагрузке зубья зубчатого колеса изнашиваются только с одной стороны, что делает целесообразным при проведении текущего ремонта не производить замену такого колеса, его достаточно повернуть таким образом, чтобы зубчатая пара передавала нагрузку неизношенной стороной.

Приступая к ремонту зубчатых передач, следует иметь ввиду, что восстанавливают только те зубчатые колеса и зубчатые рейки, которые имеют большой модуль и большие габаритные размеры, а остальные заменяют новыми.

Восстановление зубчатого колеса установкой вставок (при ремонте неответственных тихоходных передач) необходимо производить в следующей последовательности:

Рис. 2.10. Схемы ремонта зубчатого колеса:

а — с использованием вставки, закрепляемой винтом в прямоугольном пазу; б —

■ разметить вставку для ее установки в паз, используя в качестве шаблона зубья восстанавливаемого колеса;

■ вырубить зубилом, выпилить ручной ножовкой (с последующим опиливанием вручную) или обработать на фрезерном станке по выполненной разметке вставку с припуском 0,2…0,5 мм на последующую пригонку по месту;

■ сверлить во впадине между зубьями вставки отверстие под крепежный винт (в том случае, если вставка на восстанавливаемом колесе фиксируется при помощи винта);

■ припасовать вставку по пазу, выполненному в корпусе восстанавливаемого колеса;

■ сверлить отверстие под резьбу для стопорного винта в ступице восстанавливаемого колеса, используя отверстие во вставке в качестве кондуктора;

■ нарезать крепежную резьбу в отверстии, выполненном в ступице колеса;

■ закрепить вставку на восстанавливаемом колесе винтом (см. рис. 2.10, а) или приварить ее (см. рис. 2.10, б);

■ опилить профиль вставки сначала драчевым, а затем личным напильником по выполненной ранее разметке;

■ проверить соответствие толщины зубьев вставки требованиям технических условий при помощи штангензубомера;

■ проверить основной и окружной шаги зубьев вставки, используя зубомеры основного окружного шага;

■ проверить биение зубьев установленной вставки при помощи биениемера.

Наплавку зуба взамен изношенного (рис. 2.11) необходимо производить следующим образом:

■ фрезеровать сломанный зуб на зубчатом венце восстанавливаемого колеса на глубину, превышающую глубину впадины между зубьями на 0,2…0,5 мм;

■ разметить, используя впадину между зубьями восстанавливаемого колеса в качестве шаблона, две медные пластины толщиной, равной ширине зуба колеса;

■ опилить медные пластины так, чтобы их профиль был меньше профиля между впадинами зубьев колеса на 0,2…0,5 мм на сторону, что необходимо для последующей пригонки наваренного зуба по профилю;

■ подготовить крепежные планки для соединения медных пластин, просверлив в них отверстия под крепежные винты;

■ сверлить в медных пластинах отверстия под крепежные винты, используя крепежные планки с просверленными в них отверстиями в качестве кондуктора, и нарезать в них резьбу. При сверлении отверстий под крепежные винты медные пластины устанавливают на обод восстанавливаемого колеса так, чтобы их боковые поверхности плотно прилегали к боковым поверхностям зубьев, фиксируют пластины в этом положении, после чего сверлят отверстия, используя соединительные пластины в качестве кондуктора. Одновременно со сверлением отверстий в медных пластинах сверлят отверстия под крепежные винты в корпусе колеса;

■ закрепить медные пластины на восстанавливаемом колесе крепежными планками и винтами;

■ произвести наплавку металла, выбрав по справочным таблицам электрод из соответствующего металла;

■ удалить медные пластины с восстановленного колеса;

■ опилить торцевые поверхности наплавленного зуба заподлицо с торцевой поверхностью колеса;

■ разметить по шаблону, соответствующему торцевой поверхности зуба восстанавливаемого колеса, поверхность наплавленного зуба;

■ опилить наплавленный зуб по размеченному контуру;

■ произвести контроль восстановленного колеса.

Восстановление зубчатых колес, изношенных по профилю зуба, необходимо осуществлять с соблюдением следующего технологического маршрута (рис. 2.12):

Рис. 2.12. Технологический маршрут восстановления зубчатого колеса:

а — срезание изношенного зубчатого венца; б — вытачивание заготовки нового зубчатого венца; в — установка нового зубчатого венца на ступицу; г — нерезание зубьев

■ сточить зубчатый венец, обеспечивая получение посадочного места под установку нового венца (обработка ведется на оправке, закрепленной в центрах токарного станка);

■ вытачивать заготовку нового зубчатого венца, обрабатывая сначала его наружный диаметр, а затем, используя эту поверхность в качестве базовой, обрабатывать на токарном станке посадочное отверстие в зубчатом венце;

■ напрессовывать заготовку зубчатого венца на ступицу зубчатого колеса, проверять ее на радиальное и осевое биения и фиксировать положение венца на ступице крепежными винтами;

■ обрабатывать зубья зубчатого венца на вертикально-фрезерном станке модульной концевой фрезой или на горизонтально-фрезерном станке дисковой модульной фрезой (в обоих случаях используют универсальную делительную головку).

Восстановление блоков зубчатых колес осуществляют путем замены одной или двух шестерен блока, соединяя их со ступицей крепежными винтами или на шпонке. При соединении крепежными винтами необходимо поступать следующим образом:

■ проточить ступицу изношенного зубчатого блока под посадочный размер новых шестерен;

■ установить новые шестерни блока на проточенной под посадочный размер ступице;

■ сверлить одновременно в новых шестернях и оставшемся на ступице зубчатом венце отверстия под крепежные винты;

■ нарезать резьбу в отверстиях ступицы под крепежные болты;

■ закрепить новые зубчатые венцы на ступице крепежными болтами (рис. 2.13, а);

■ проверить качество собранного зубчатого блока на биение.

При соединении на шпонке необходимо выполнять следующие действия:

■ проточить ступицу изношенного зубчатого блока под посадочный размер под установку новых шестерен;

■ выполнить на поверхности ступицы шпоночный паз;

■ выполнить шпоночный паз в отверстиях новых шестерен блока;

■ пригнать шпонку по пазу ступицы;

■ установить шпонку в пазу ступицы;

■ пригнать пазы в посадочных отверстиях новых шестерен по шпонке;

■ установить новые шестерни блока на посадочные места на ступице;

зафиксировать положение новых зубчатых венцов блока для предупреждения их возможного осевого смещения, установив:

стопорное кольцо в предварительно проточенный паз ступицы (рис. 2.13, 6);

стопорную гайку на предварительно нарезанную на ступице резьбу (рис. 2.13, в);

стопорный винт в отверстие с резьбой (рис. 2.13, г), предварительно подготовленное в ступице и новой шестерне блока (ось отверстия должна совпадать с образующими посадочных мест ступицы и шестерни).

Восстановление зубчатого сектора производят, закрепляя на нем новый зубчатый венец, который вырезают из предварительно нарезанного зубчатого колеса соответствующего модуля (рис. 2.14).

Восстановление зубчатых реек, также как и зубчатых колес, осуществляется путем установки вставки или наплавкой зуба.

Рис. 2.15. Схемы изготовления зубчатых венцов из полиамидных материалов:

а — цилиндрического монолитного; б — цилиндрического со стальной ступицей; в — армированного; 1 — крышка; 2 — оправка; 3 — кольцевая полость под заливку гипса; 4 — обойма; 5 — мастер-модель; 6 — основание; 7 — стальная ступица

Восстановление зубчатых колес с зубчатыми венцами из полиамидных материалов (рис. 2.15) осуществляют, заменяя изношенный венец новым, для изготовления которого используют пресс-форму для литья пластических масс под давлением. Для этого необходимо выполнить следующие действия:

■ проточить ступицу 7 зубчатого колеса, удалив зубчатый венец из полиамида;

■ установить оправку 2 в основании б пресс-формы;

■ установить эталонное зубчатое колесо (мастер-модель) 5 на оправке;

■ установить в основании б обойму 4;

■ заполнить кольцевую полость 3 раствором гипса;

■ извлечь из пресс-формы мастер-модель 5;

■ установить на оправке 2 пресс-формы ступицу 7 восстанавливаемого колеса;

■ закрыть пресс-форму крышкой 1 и закрепить ее на обойме 4 винтами (на рисунке не показаны);

■ поместить пресс-форму в литейную машину;

■ разобрать пресс-форму и извлечь восстановленное зубчатое колесо.

Восстановление червячных колес, которые в большинстве случаев изготавливаются с накладным зубчатым венцом, производится путем замены изношенного зубчатого венца новым.

После восстановления и сборки зубчатые передачи должны отвечать следующим требованиям:

■ рабочий профиль зубьев не должен иметь раковин, трещин, царапин и других видимых дефектов;

■ торцы зубьев подвижных зубчатых колес, входящих в зацепление и обеспечивающих изменение частоты вращения механизма, должны иметь закругления со стороны их вхождения в зацепление с другими зубчатыми колесами;

■ отклонение от параллельности и перекос осей не должны превышать величин, указываемых в технических условиях или справочных таблицах;

■ радиальное биение также должно соответствовать требованиям, приводимым в технической документации или справочных таблицах.

Восстановление зубьев сваркой (наплавкой) является одним из наиболее применимых для крупномодульных зубчатых колес. При этом способе изношенную часть зуба или зубьев наплавляют металлом, например сормайтом (рис. 35,а). Частично или полностью сломанные зубья восстанавливают путем наплавки ремонтируемого участка с помощью опоки (рис. 35,б). Нагретый песок в опоке способствует медленному остыванию наплавленного участка. Наплавку одного или нескольких зубьев можно производить с помощью медных шаблонов (рис. 35,в). Медь хорошо проводит тепло. В отдельных случаях изготовляют вставку, которую приваривают к ободу колеса (рис. 35,г). После наплавки (приварки) зуб или зубья обрабатывают на нужный размер.

Рис 35 - Способы ремонта тихоходных зубчатых колес

Материал наплавляемых зубьев, накладок и бандажей выбирают в соответствии с условиями ремонта и работы механизма.

Ремонт быстроходных зубчатых колес осложнен тем, что, как правило, поверхность зубьев этих колес, подвергнутых термической и химико-термической обработке, имеет высокую твердость. Это не позволяет использовать способы ремонта с применением высоких температур (сварка, наплавка), так как местный нагрев при ремонте вызовет структурные изменения в металле и резко ухудшит механические свойства ремонтируемых участков колес. Поэтому изношенные или сколотые зубья быстроходных зубчатых колес обычно не ремонтируют, а если необходимо, то заменяют у колеса весь зубчатый венец.

Последовательность ремонта зубчатого колеса

Примерная технологическая последовательность ремонта зубчатого колеса со шлицевым отверстием может быть предложена следующей;

Приветствую всех!
Интересует информация по ремонту зубьев шестерни с правильной технологией: отпуск, наплавка ТИГом, фрезеровка и закалка с отпуском. Кто-нибудь исполнял подобное и опыт- "сын ошибок", тоже интересен? Материал наплавки? Хочется поменьше шишек набить!

. был личный опыт и тема тут была , вывод - делать\заказывать новую. П.С. наплавка одно , восстановить геометрию\форму\модуль зуба -другое .

Режете заготовку из болванки. Сталь 40Х.

Обрабатываете заготовку на токарном станке согласно чертежу.

Режете зубья. На том, что доступно.

Производите закалку. В масло.

Обрабатываете начисто посадочные поверхности.

При необходимости доводите зубья.

Зубофрезерный станок. Стоял у нас не заводе. Оказался не нужен, сдали на лом. Кто то заработал.

Универсальный фрезерный станок - режем прямозубые шестерни. Косозубую пару недавно резали на стороне.

Я вижу работу этих станков каждый день,но это серийное производство,а вот единичный заказ -с трудом представляю его выполнение,его стоимость,тем более,если это шестерни с косозубыми или криволинейными зубьями.Ты же прекрасно знаешь,что такое модуль зубчатого колеса и насколько это сложная работа.

В марте делали косозубую пару для компрессора. Всё, кроме нарезания зубьев, было сделано у себя на участке. Зубы резали на стороне. Особых проблем не было. В нашей тьмутаракани всё как то иначе, нежели в Вашей. Доводили зубья в токарном станке, обкатывая шестерни с абразивом - одну в шпиндель, вторую на оправку в резцедержатель.

С прямозубыми проще - модульная фреза, делительная головка и фрезеровщик предпенсионного возраста.

Под термообработку - муфельная печь.

Шестерни делаем прямые, косозубые и конические с прямым зубом. Хотел побыстрее (отнять работу у компаньёна) зуб наплавить и сделать мех обработку с термообработкой. Может у Кастолина есть что из припоя для наплавки под последующую закалку и нормализацию? Опять же есть ли прецеденты?

По-видимому,надо еще раз вернуться к теме наплавки зубьев шестерен.Это была необходимость:японский трактор 1992 г.выпуска. Достать шестерни было нереально.Звонили во Владивосток-нет ничего,только в Японии искать.Обратились на Ростовский вертолетный - 50-70т.

Уговорили попробовать.Долго возился с ней.Внешне все идеально.Проработала шестерня два дня,потом благополучно накрылась,что было предсказуемо.Почему это происходит -подумайте,если что -то не поймете,я вам объясню.

Прикрепленные изображения

Закалку и отпуск? Не выйдет. После термички обычно деформирует. А припуска то уже нет, чтоб обработать.

А так - присадку брать аналогичную по хим.составу металлу шестерни, варить в горячем состоянии. После сварки - отпуск в печи для снятия напряжений.

Точмаш 23 , шестерни разные бывают. В тяжело нагруженной трансмиссии - это одно, в гитаре токарного станка - совершенно иное. Недавно местные механики притащили рейку с токарного станка с выломанными зубами. Наплавили ПА, заточил я резец на поперечно-строгальный станок и прострогал зубы эти - работает.

Автономная ремонтная установка.

Соглашусь с Механиком,что если сварка ремонтной шестерни,то после ТО ее присоединительные размеры нужно мех .обрабатывать,следовательно они уйдут в плюс.А так вполне варится,но наверное перед сваркой в некоторых случаях нужен отпуск.Шлицевые валы часто- густо варим без ТО,в принципе ходит.

Со шлицами проще. Коленвал Бычок.

Прикрепленные изображения

PetrM , Шлицы - это совсем не шестерни.

малые шестерни восстанавливал , но уже не помню (семечки -парк станков позволял ) , а вот шестерня коническая под 2 метра в диаметре - все в ручную , подогрев , наплавка , отпуск , закалка ( водо\воздушная ) , три месяца круглосуточной работы до прихода новой .

Автономная ремонтная установка.

Фунтик , Наблюдал в прошлом вроде году,делали шестерни на какой-то механизм,среднего такого размера,метра 3-4 в диаметре,сами зубья из сегментов,которые крепятся на скажем так саму ступицу.Сегменты литые,стороннего изготовления,ну и конечно же,что у нас отлить могут нормально в стране,короче только черновой проход- трещины.В общем варили,точили,термообрабатывали мужики эту гадость,но таки забороли)

Во Владике есть достаточно крупная разборка у Котамоты. В Японии не нужно искать. Покупаешь сервис мануал на свой трактор и запрашиваешь наличие и стоимость по коду в магазинах где говорят по английски. Я знаю 2 таких. Детали можно купить не только в Японии, но и в других странах. В поиске сильно могут помочь на Фермере.

Восстановление и изготовление новых шестерней - дело очень интересное и прибыльное, но не простое. Сам бы хотел освоить или найти вменяемого субподрядчика. Обычно у японцев шестерни не простые как по марке, так и по химико-термической обработке.

Читайте также: