Ремонт зубчатых колес

Износ зубчатых передач представляет собой довольно серьезный дефект, который должен быть устранен сразу же после обнаружения, так как дальнейшая эксплуатация механизма может привести к частичному или полному разрушению. При износе зубьев выше допускаемого зубчатые колеса заменяют или ремонтируют следующими способами:

1. При износе лишь одной стороны зубьев цилиндрическое колесо переворачивают для работы другой стороны зубьев. При этом у несимметричных колес ступицу подрезают с одной стороны, а с другой прикрепляют или приваривают втулку.

2. Зубчатый венец срезают, изготовляют кольцо, которое напрессовывают на оставшуюся часть колеса и стопорят; производят обтачивание венца и нарезание на нем зубьев.

3. Наплавляют зубья газовой или дуговой сваркой по медным шаблонам прутками из соответствующего материала с последующей механической и термической обработкой. Для мелких зубьев наварку ведут сплошным слоем.

4. В малоответственных тихоходных передачах в колесе выфрезеровывают участок со сломанным зубом (форма прямоугольная или в виде «ласточкина хвоста»), в полученный паз крепят винтами или сваркой вставку.

5. Для замены одного из колес блока его отжигают (при необходимости) и стачивают, изготовляют и напрессовывают новый зубчатый венец, который стопорят винтами, штифтами, шпонкой или сваркой.

6. При износе посадочного отверстия колеса его восстанавливают путем растачивания и запрессовки в него ремонтной втулки. Возможна также наплавка отверстия с последующим растачиванием.

7. Ремонт шпоночного паза или шлицев.

8. При смятии торцов зубьев колесо протачивают или прошлифовывают с торца.

9. Трещины на ободе крупных колес либо заваривают, либо стягивают накладками с обеих сторон и крепят винтами. При трещине на ступице ее на небольшой длине протачивают под напрессовку бандажирующего кольца.

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:

■ фрезеровать в зубчатом венце на месте сломанного зуба (зубьев) прямоугольный паз (рис. 8.5, а) или паз типа «ласточкин хвост» (рис. 8.5, б);

Рис. 8.5. Схемы ремонта зубчатого колеса: а — с использованием вставки, закрепляемой винтом в прямоугольном пазу; б —заваркой зуба в паз типа «ласточкин хвост»

■ 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 (рис. 8.5, а) или приварить ее (рис. 8.5, б);

■ опилить профиль вставки сначала 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. 8.6) 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;

Рис.8.6. Схема наплавки изношенного зуба

■ 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. 8.7):

Рис. 8.7. 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. 8.8, 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;

Рис.8.8. Крепление шестерен при ремонте зубчатых колес

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

стопорное кольцо в предварительно проточенный паз ступицы (рис. 8.8, 6);

стопорную гайку на предварительно нарезанную на ступице резьбу (рис. 8.8, в);

стопорный винт в отверстие с резьбой (рис. 8.8, 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. 8.9).

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

Рис.8.9. Схемы установки зубчатых венцов на секторах

Восстановление зубчатых колес с зубчатыми венцами из полиамидных материалов (рис. 8.10) осуществляют, заменяя изношенный венец новым, для изготовления которого используют пресс-форму для литья пластических масс под давлением.

Рис. 8.10. 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

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;

■ выполнить отливку;

■ 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.

Дата добавления: 2015-11-26