Zobratu vārpsta attiecas uz mehānisku daļu, kas atbalsta rotējošu daļu un ar to griežas, lai pārraidītu kustības, griezes vai lieces momentus. Parasti tā ir metāla stieņa forma, un katram segmentam var būt atšķirīgs diametrs. Mašīnas daļas, kas veic grozāmu kustību, ir uzstādītas uz ass.
Ievads
Zobratu vārpstu galvenokārt ietekmē mainīga slodze, trieciena slodze, bīdes un kontakta spriegumi. Vārpsta ir pakļauta plaisām, un zobi ir pakļauti nodilumam. Tāpēc reduktora vārpstas serdenei ir jābūt noteiktai izturībai un izturībai, kā arī tai ir augsta noguruma robeža un daudzkārtēja triecienizturība. Virsmai jābūt arī ar noteiktu cietību un nodilumizturību.
klasifikācija
Saskaņā ar ass formu vārpstu var iedalīt divos veidos: kloķvārpstas un taisnās ass.
Atkarībā no vārpstas gultņu stāvokļa to var vēl iedalīt:
1 vārpsta, kas ir pakļauta gan lieces momentam, gan griezes momentam, ir visizplatītākā vārpsta mašīnās, piemēram, šahtas dažādos reduktoros.
2 stienis, ko izmanto tikai rotējošu detaļu atbalstam, lai izturētu lieces momentu, nepārsniedzot griezes momentu, dažu serdeņu pagriešanos, piemēram, dzelzceļa transportlīdzekļa asi utt., Daļa stumbra negriežas, piemēram, ass, kas atbalsta skriemeli .
3 piedziņas vārpsta, ko galvenokārt izmanto griezes momenta pārraidīšanai bez liekuma momenta, piemēram, garā optiskā ass celtņa pārvietošanas mehānismā, automašīnas piedziņas vārpsta utt.
dizains
Konstrukcijā reduktora vārpstas izmantošana parasti ir nekas cits kā:
1. Zobratu vārpsta parasti ir mazs pārnesums (pārnesums ar nelielu zobu skaitu)
2, reduktora vārpsta parasti ir lielā ātrumā (tas ir, ar zemu griezes momentu)
3. Pārnesumu vārpstas reti tiek izmantotas kā pārslēgšanas pārnesumi. Parasti tie ir fiksēta gaita. Pirmkārt, tāpēc, ka tie ir lielā ātrumā, to lielais ātrums nav piemērots slīdēšanas pārslēgšanai.
4. Zobratu vārpsta ir vārpstas un zobratu kombinācija. Tomēr projektēšanā vārpstas garums ir pēc iespējas jāsaīsina. Ja tas ir pārāk garš, tas neveicina augšējā vālmašīnas darbību. Otrkārt, ass balsts ir pārāk garš, kas padara vārpstu biezāku. Palieliniet mehānisko izturību (piemēram, stingrību, novirzi, lieces pretestību utt.)
Materiālu izvēle
Materiālam jābūt ar labām mehāniskām īpašībām, un 42CrMo tērauds bieži tiek normalizēts, rūdīts un atlaidināts, indukcijas sildīšana apdzēsta un atlaidināta zemā temperatūrā, lai sasniegtu nepieciešamo veiktspēju. 42CrMo tērauds ir īpaši augstas izturības tērauds ar augstu izturību un izturību, labu cietību, bez acīmredzamas izturības trausluma, ar augstu noguruma robežu un daudzkārtēju triecienizturību pēc rūdīšanas un rūdīšanas, kā arī ar labu izturību zemā temperatūrā. Tērauds ir piemērots lielu un vidēju plastmasas veidņu ražošanai, kurām nepieciešama noteikta izturība un izturība. 42CrMo ir vidēja oglekļa sakausējuma tērauds. Iepriekšējā termiskā apstrāde normalizējas. Galvenais mērķis ir iegūt noteiktu cietību un optimizēt iekšējo struktūru un struktūru, atvieglot sagataves griešanu un sagatavoties rūdīšanai un rūdīšanai. Rūdīšanas un rūdīšanas mērķis ir uzlabot velmētavas zobratu vārpstas vispārējās mehāniskās īpašības. Vidējas frekvences indukcijas sildīšanas virsmas rūdīšanai ir jāpanāk, lai detaļas virsma iegūtu augstu cietību un nodilumizturību, bet serde joprojām saglabā noteiktu izturību un augstu plastiskumu un stingrību.
42CrMo ir leģētais tērauds prasīgām vārpstām un konstrukcijas detaļām
Leģējošais elements Cr, Mo, kas atrodas tēraudam 42CrMo. Starp tiem, hroms var palielināt tērauda sacietēšanu, un tam ir sekundāra sacietēšanas iedarbība. Tas var uzlabot augsta oglekļa tērauda cietību un nodilumizturību, nepadarot tēraudu trauslu; kad saturs pārsniedz 12%. Tēraudam ir laba izturība pret oksidēšanos augstā temperatūrā un pret vidējo koroziju. Tas palielina arī tērauda siltumizturību, kas ir galvenais leģējošais elements no nerūsējošā skābju un karstumizturīgā tērauda. Hroma galvenā loma rūdītajā un rūdītajā tērauda konstrukcijā ir uzlabot sacietēšanu. Tēraudam ir labas visaptverošās mehāniskās īpašības pēc rūdīšanas un rūdīšanas, un karburizētajā tēraudam var veidoties arī hromu saturoši karbīdi, tādējādi uzlabojot materiāla virsmas nodilumizturību. Molibdēns uzlabo tērauda cietību un karstumizturību. Dažos barotnēs novēršiet trauslumu, palieliniet remanenci un piespiedu spēku un izturību pret koroziju. Rūdītā un rūdītā tērauda molibdēns var padziļināt un sacietēt lielāku sekciju daļas un uzlabot tērauda rūdīšanas pretestību. Vai arī rūdīšanas stabilitāte, lai daļas varētu atlaidināt augstākā temperatūrā, tādējādi efektīvāk novēršot (vai samazinot) atlikušo spriegumu un uzlabojot plastiskumu. Tāpēc ražošanā 42CrMo bieži izmanto kā velmētavas reduktora vārpstas materiālu. Tās vispusīgās mehāniskās īpašības atbilst kvalitātes prasībām.
Analizējot tērauda 42CrMo termiskās apstrādes procesu un leģējošo elementu darbību, tiek noskaidrotas problēmas, kurām jāpievērš uzmanība termiskās apstrādes procesa laikā. Tas var pareizi noteikt sildīšanas temperatūru, laiku, turēšanas laiku un dzesēšanas metodi. Mērķis ir sasniegt nepieciešamo veiktspēju un nodrošināt kvalitāti, izmantojot pareizu termiskās apstrādes procesu.
Apstrādes tehnoloģija
Zobratu vārpstas apstrādes process (kā piemēru ņem 45 tēraudu):
1. tukša aizpildīšana
2. neapstrādāta automašīna
3. rūdīšana un rūdīšana (palielinot zobratu izturību un vārpstas stingrību)
4. smalki zobi pēc izmēra
5. Ja uz ass ir pagrieziena punkts, vispirms to var apstrādāt.
6. vaļasprieks
7. Zobu virsmas vidējas frekvences rūdīšana (frekvences indukcija ar augstas frekvences rūdīšanu), rūdīšanas cietība HRC48-58 (īpatnējā cietības vērtība ir atkarīga no darba apstākļiem, slodzes un citiem faktoriem)
8. zobu slīpēšana
9. gatavā produkta galīgā pārbaude
Termiskās apstrādes process
Salokāms normalizēts procesa dizains
Normalizēšana ir vienkāršs un ekonomisks termiskās apstrādes process, kurā tērauds tiek sasildīts līdz temperatūrai virs augšējā kritiskā punkta (AC3 vai Acm) no 40 līdz 60 ° C vai augstāka, un izolācija ir pilnībā austenitizēta un atdzesēta gaisā. Tas ir paredzēts, lai graudu uzlabošana un karbīda sadalījums būtu vienveidīgs.
Pēc normalizācijas sub-alumīnija tērauds ir F + S, eutektoīdais tērauds ir S, bet hipereutektoīdais tērauds ir S + sekundārais cementīts, kas ir pārtraukts.
(1). Apkures temperatūras normalizēšana
Parasti hipouteutektoīdā tērauda sildīšanas temperatūra parasti ir no 30 līdz 50 ° C virs Ac3, un vidēja oglekļa leģētā tērauda normalizēšanas temperatūra parasti ir no 50 līdz 100 ° C virs Ac3, un aerosolu pēc noteikta laika atdzesē. . Dzesēšanas metodi sauc par normalizēšanu augstā temperatūrā. Dzelzs-oglekļa sakausējuma fāzes diagramma parādīta 6. attēlā. Apkures temperatūras diapazons 42CrMo
(2). Siltuma saglabāšanas laika normalizēšana
Izolācijas laiks šī problēma ir sarežģītāka, to parasti nosaka ar eksperimenta palīdzību, taču ir arī empīriska formula: t = αKD t - noturēšanas laiks (min) α - sildīšanas koeficients (min / mm) K - sagataves sildīšana ir korekcijas koeficients D - sagataves faktiskais biezums (mm)
Sagataves faktiskā biezuma aprēķināšanas princips ir šāds: plānas sagataves biezums ir tās faktiskais biezums; garā apaļā stieņa diametrs ir tā faktiskais biezums; kvadrātveida sagataves garums ir tās faktiskais biezums; taisnstūrveida sagataves augstums un platums ir efektīvi. Biezums; konusveida cilindriskās sagataves faktiskais biezums ir 2L / 3 no mazā gala (L ir sagataves garums); sagatavei ar caurumotu caurumu ir faktiskā biezuma sienas. Kopumā oglekļa tēraudu var aprēķināt pēc sagataves faktiskā biezuma ik pēc 25 mm vienu stundu, leģētais tērauds var aprēķināt turēšanas laiku uz katriem 20 mm sagataves faktiskā biezuma, un sildīšanas laikam jābūt apmēram 2 līdz 3 stundām.
(3). Normalizācijas mērķis
Normalizācijas galvenais mērķis ir novērst kalšanas defektus, padarīt kompozīciju vienveidīgu, cietība un izturība ir laba, kā arī uzlabot materiāla apstrādājamību, kā arī sagatavot materiālu rūdīšanai un rūdīšanai.
Normalizēšana galvenokārt tiek izmantota tērauda sagatavēm. Parastā tērauda normalizēšana ir līdzīga rūdīšanai, bet dzesēšanas ātrums ir nedaudz lielāks un struktūra ir smalkāka. Daži tēraudi ar nelielu kritisko dzesēšanas ātrumu (sk. Rūdīšanu) var tikt pārveidoti par martensītu, atdzesējot tos gaisā. Šī apstrāde nav normalizējoša īpašība, bet to sauc par gaisa rūdīšanu. Turpretī dažas no tērauda izgatavotas lielas profila detaļas ar lielu kritisko dzesēšanas ātrumu nevar iegūt martensītu pat tad, ja tiek atdzesētas ūdenī, un rūdīšanas efekts ir gandrīz normalizējies. Tērauda cietība pēc normalizācijas ir augstāka nekā rūdīšanas. Normalizējot, nav nepieciešams atdzesēt sagatavi ar kurtuvi, piemēram, atlaidinot, aizņemot īsu krāsns laiku un augstu ražošanas efektivitāti, tāpēc normālas ražošanas gadījumā atlaidināšanas vietā tiek izmantota normalizēšana. Tēraudam ar zemu oglekļa saturu, kura oglekļa saturs ir mazāks par 0,25%, pēc normalizēšanas iegūtā cietība ir mērena, un to ir vieglāk sagriezt nekā rūdīšanu. Parasti normalizēšanu izmanto griešanai un apstrādei. Vidēja oglekļa tēraudam ar oglekļa saturu no 0,25 līdz 0,5% tas pēc normalizēšanas var izpildīt griešanas prasības. Vieglām detaļām, kas izgatavotas no šāda veida tērauda, normalizēšanu var izmantot arī kā galīgo termisko apstrādi. Tērauds ar augstu oglekļa saturu un nesošais tērauds tiek normalizēts, lai struktūrā atdalītu tīkla karbīdus un sagatavotu struktūru sferoidizējošai atlaidināšanai.
Procesa 42CrMo normalizēšana galvenokārt tiek izmantota lieliem kalumiem, ko var izmantot kā galīgo termisko apstrādi, lai rūdīšanas laikā izvairītos no lielas tendences plaisāt. Parasti tos sakārto pēc sagataves izgatavošanas, pirms griešanas vai pēc aptuvenas apstrādes, pirms pusapstrādes. Normalizācijas mērķis ir pilnveidot graudus, uzlabot struktūru, uzlabot apstrādājamību un sagatavoties rūdīšanai un galīgai termiskai apstrādei.
Apkārtmērs ir no 850 līdz 900 ° C. Kad karsēšanas temperatūra ir pārāk zema, pro-eutektoīdais ferīts pilnībā neizšķīst un nesasniedz graudu izsmalcinātību. Ja karsēšanas temperatūra ir pārāk augsta, graudu rupjums pasliktinās tērauda mehāniskās īpašības, tāpēc mēs varam izvēlēties 870 ° C.
Salokīšana un rūdīšana
Apstrāde ar rūdīšanu un atlaidināšanu: termiskās apstrādes metodi augstas temperatūras atlaidināšanai pēc rūdīšanas sauc par rūdīšanu un rūdīšanu. Rūdīšana augstā temperatūrā attiecas uz atlaidināšanu temperatūrā no 500 līdz 650 ° C. Rūdīšana un rūdīšana var padarīt tērauda un materiālu īpašības lielā mērā pielāgojamas, un tā izturība, plastika un izturība ir laba, kā arī tai ir labas visaptverošās mehāniskās īpašības. Pēc rūdīšanas un rūdīšanas tiek iegūts rūdīts sorbīts. Rūdīts sorbīts veidojas, kad martensīts tiek rūdīts, un to var atšķirt, palielinot 500 ~ 600 reizes ar optiskā metalogrāfiskā mikroskopa palīdzību. Tas ir karbīds, kas ir sadalīts ferīta matricā (ieskaitot cementētu) sferulītu kompozītu struktūrā. Tā ir arī martensīta, ferīta un granulētā karbīda maisījuma, rūdīšanas struktūra. Šajā laikā ferītam faktiski nav oglekļa pārsātināšanas, un karbīds ir arī stabils karbīds. Istabas temperatūrā organizācija ir līdzsvarota.
Apstrāde ar novecošanos: lai novērstu precīzu mērinstrumentu vai veidņu un detaļu lieluma un formas maiņu ilgstošā lietošanā, sagatavi bieži atkārtoti uzsilda līdz 100–150 ° C pēc atlaidināšanas zemā temperatūrā (zemas temperatūras atlaidināšanas temperatūra 150– 250 ° C). , 5-20 stundas šo precizitātes detaļu kvalitātes stabilizācijas procesu sauc par novecošanos. Īpaši svarīgi ir novecināt tērauda detaļas zemas temperatūras vai dinamiskas slodzes apstākļos, lai novērstu atlikušo spriegumu un stabilizētu tērauda struktūru un izmērus.
Rūdītam un rūdītam tēraudam ir divu veidu rūdīts un rūdīts tērauds un leģēts rūdīts un rūdīts tērauds. Neatkarīgi no tā, vai tas ir oglekļa tērauds vai leģēts tērauds, tā oglekļa satura kontrole ir stingra. Ja oglekļa saturs ir pārāk augsts, sagataves izturība pēc rūdīšanas un rūdīšanas ir augsta, taču ar izturību nepietiek. Ja oglekļa saturs ir pārāk zems, stingrība tiek palielināta, un izturība ir nepietiekama. Lai panāktu labu atlaidinošo daļu vispārējiem raksturlielumiem, oglekļa saturu parasti kontrolē pie 0,30 ~ 0,50%.
Rīvēšanas un rūdīšanas laikā visa sagataves daļa ir jāsacietina tā, lai sagatavi iegūtu smalki sakrautā rūdītā martensīta veidā. Rūdot augstā temperatūrā, iegūst mikrostruktūru, kas galvenokārt sastāv no vienmērīga rūdīta sorbīta. Nelielai rūpnīcai nav iespējams veikt katras krāsns metalogrāfisko analīzi. Parasti to izmanto tikai cietības pārbaudei. Tas ir, cietībai pēc rūdīšanas jāsasniedz materiāla rūdīšanas cietība, un cietību pēc rūdīšanas pārbauda saskaņā ar zīmējuma prasībām.
1). Dzesēšanas temperatūras izvēle.
42CrMo tērauds, kas satur 0,42% oglekļa, pieder pie hypoeutectoid tērauda, oglekļa saturs 0,42% tērauda Ac3 ir 800 ° C, un hipouteutectoid tērauda rūdīšanas temperatūras prasība ir T = Ac3 + 30 ~ 50 (° C). Rūdīšanas temperatūra T = 830 ~ 850 (° C), mēs varam iestatīt uz 840 ° C.
Termiskās apstrādes veids Normalizēšana Termiskās apstrādes cietība Aptuveni 220HBS
Sildīšanas temperatūra ° C 870 ° C Sildīšanas ātrums aptuveni 300 ° C / h
Izturēšanas laiks 1h Dzesēšanas ātrums aptuveni 20 ° C / s
2). Dzesēšanas turēšanas laika noteikšana.
Atbilstoši faktiskajam garumam = / 2 = 80/2 = 40 mm, var secināt, ka turēšanas laiks ir lielāks par 56 minūtēm, kas ir 1 stunda, lai nodrošinātu ideālu audu iegūšanu.
3). Nosakiet slāpēšanas vidi.
Saskaņā ar detaļu prasībām, saskaņā ar 7. attēlu, var redzēt, ka serdes cietība pēc rūdīšanas ir lielāka par HRC23, un attālums līdz ūdenim atdzesētam galam ir mazāks par 33 mm. Ūdens rūdīšanas attālums, kas mazāks par 33 mm, ir atrodams 8. attēlā. Tas ir 87 mm, kas atbilst prasībām (42CrMo tēraudam ir augsta sacietēšana, tāpēc eļļas rūdīšana ir jāizvēlas pēc iespējas vairāk, lai palielinātu austenīta stabilitāti).
4). Nosakiet rūdīšanas temperatūru.
Dažāda oglekļa satura un atlaidināšanas temperatūras līknes ("Tērauda termiskā apstrāde" Hu Guangli, Xie Xiwen Northwestern Polytechnical University Press.) Atrodiet līkni ar oglekļa saturu 0,4 ~ 0,5% un pēc tam atrodiet HRC uz ordinātu. 35 ~ 40, ņemot mediānu 36, līknes krustošanās punkts ir sildīšanas temperatūra, aptuveni 480 ° C
5). Nosaka rūdīšanas turēšanas laiku.
Tā kā rūdīšanas noturēšanas laiks ir 480 ° C, tad saskaņā ar empīrisko formulu rūdīšanas turēšanas laiks ir apmēram 1 līdz 1,5 h. Pēc atlaidināšanas to var atdzesēt ar gaisu.
6). Rūdīšanas un rūdīšanas mērķis.
Rūdīšana un rūdīšana padara sagatavi ar izcilām visaptverošām mehāniskām īpašībām, tas ir, ar augstu stiprības un augstas izturības pareizu kombināciju, kā arī var uzlabot noteiktu nodilumizturību, lai nodrošinātu detaļu ilgstošu vienmērīgu darbību.
Indukcijas sildīšanas rūdīšana
Indukcijas sacietēšana, tas ir, indukcijas sildīšana, izmanto elektromagnētisko indukciju, lai sagatavē izveidotu virpuļstrāvas, lai sildītu sagatavi. Vidēja frekvence, frekvence 1000 HZ rafinēšanai, augsta frekvence, metāla virsmu rūdīšanai, atkvēlināšanai, vidējā frekvence 2.5KCHZ iekšējo audu kondicionēšanai, karstā cepšanai utt.
Indukcijas sildīšanas sildīšanas ātrums ir ātrs, dzesēšanas kvalitāte ir laba, un rūdīšanas cietība ir augstāka nekā vispārējai rūdīšanai, iegūstot īpaši smalku martensītu, un sacietētā slāņa dziļumu ir viegli kontrolēt, un to ir viegli kontrolēt. realizēt mehanizāciju un automatizāciju.
Indukcijas sildīšanas slāpēšanas princips ir tāds, ka elektromagnētiskā indukcija rada indukciju strāvu ar tādu pašu frekvenci, tas ir, virpuļstrāvu. Virpuļstrāvu sadalījums sagataves šķērsgriezumā nav vienmērīgs, serde ir gandrīz vienāda ar nulli, un virsmas strāvas blīvums ir ārkārtīgi liels, ko sauc par “ādas efektu”. Jo augstāka frekvence, jo plānāks ir virsmas slānis ar lielāko strāvas blīvumu. Paļaujoties uz šo strāvu un pašas sagataves pretestību, sagataves virsma tiek ātri sasildīta līdz rūdīšanas temperatūrai, kamēr serdes temperatūra joprojām ir tuvu istabas temperatūrai, un pēc tam to nekavējoties izsmidzina ar ūdeni, lai atdzesētu sagataves virsmu.
