ШЕХОВА ЯНА МИХАЙЛОВНА
ФИЗИКО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ, КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ГР. МТ-07м
ENG UA АВТОБИОГРАФИЯ СТАТЬЯ ССЫЛКИ
|
|
ШЕХОВА ЯНА МИХАЙЛОВНА ФИЗИКО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ, КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ГР. МТ-07м |
Научный руководитель: доцент Конарев В.Г.
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЗУБЧАТЫХ ФИКСИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Существенной проблемой является выход из строя зубчатых колес, поэтому разрабатываются новые методы для их производства, упрочнения и окончательной обработки. Чтобы повысить качество и долговечность и снизить себестоимость изготовления зубчатых колес, необходимо внедрить в про¬изводство прогрессивные технологические процессы на всех операциях, включая заготовительные.
Стойкость зубчатых колес во многом зависит от последовательности операций окончательной механической и термической обработки. Технологический процесс изготовления зубчатых колес и его последовательность определяется степенью точности, параметрами зацепления, габаритными размерами, маркой стали, способом химико-термической обработки, серийностью производства и др.
Зубья колес должны обладать достаточно высокими прочностью, твердостью, способностью сопротивляться истиранию и другими свойствами, обеспечивающими надежную работу зубчатой передачи при наименьших ее габаритах и массе. Поэтому зубчатые колеса изготовляют преимущественно из углеродистой и легированной стали с содержанием углерода 0,1—0,6% (для крупных валов-шестерен до 0,9%) с термической или химико-термической обработкой, значительно реже из чугуна и неметаллических материалов — пластмасс. Червячные колеса изготовляют из медных сплавов (бронзы, латуни).
Одной из основных причин поломки зубьев может быть перегрузка. В этом случае в изломе наблюдается одинаковая структура. Поломка зубьев у основания вызывается также усталостью металла при повторных напряжениях изгиба от высоких нагрузок. Этот вид разрушений характеризуется двумя зонами: собственного усталостного разрушения с мелкозернистой или сглаженной блестящей поверхностью и зоной статического разрушения с круп¬нокристаллической структурой.
В данной работе были исследованы зубчатые колеса, которые изготавливают на ХМФ ММК им. Ильича. На фабрику поставляют прокат, затем нарезают предварительные заготовки на пиле КМ915. После предварительной нарезки заготовки передают в кузницу, где выковывают окончательную заготовку на молоте М415А. Заготовка для зубчатого колеса обрабатывается на токарно-винторезном станке 1М63, зубья нарезаются на зубо - фрезерном станке 5А326.
Полученное зубчатое колесо подвергают последующей термической обработке (закалке и отпуску) в печи камерного типа СШО 6.83/10.После термической обработки зубчатое колесо окончательно обрабатывают под посадочное место на токарном станке 1К62.
С помощью полученного зубчатого колеса происходит зажим детали на токарном станке 1М63 для ее последующей обработки. В процессе работы на зубчатое колесо действуют знакопеременные напряжения, сминающие и разрушающие зубья, что является причиной выпадения обрабатываемой детали из зажимов токарного станка.
На поперечном сечении зубчатого колеса с разрушенным зубом была измерена твердость на твердомере Роквелла по шкале С, померена микротвердость зуба и впадины между зубьями. На поперечном сечении зубчатого колеса были сделаны шлифы. На микроскопе Неофот 21 была выявлена микроструктура края, середины и основания зуба, а также микроструктура впадины. На микроскопе Метам 2Р были сделаны фотографии микроструктуры, при увеличении х100 и х500.
Поскольку зубчатое колесо работает на износ, у него должна быть высокая твердость зубьев (порядка 50HRC), которую обеспечивает структура мартенсита. В данном случае распределение твердости по зубу неравномерно, значение твердости в среднем составляет 38HRC, распределение микротвердости по сечению зуба и впадины тоже неравномерное. Микроструктура зубьев и впадины состоит из бейнита и зерен феррита, поверхностный слой обезуглерожен.
Таким образом, можно сделать вывод, что проводимая на фабрике термическая обработка зубчатого колеса сделана не верно.
1. Овумян Г.Г., Адам Я.И. Справочник зубореза. - М.: Машиностроение, 1983. - 223с.
2. Гугель С.М., Ефименко А.Н. Повышение долговечности тяжелонагруженных зубчатых колес среднего модуля. - М.: Профиздат, 1970. - 315с.
3. Миценгенднер М.Л. Основные сведения о зубчатых передачах. - М.: Машгиз, 1956. - 65с.
4. Гузанов Б.Н., Мигачева Г.Н., Большакова М.Ю. Влияние поверхностного упрочнения на надежность и работоспособность зубчатых колес // ВЕСТНИК МАШИНОСТРОЕНИЯ. - 2005, № 9. - С. 56-59.
5. Зимин Н.В., Мартынов О.С. Скоростная индукционная термическая обработка изделий из низко- и среднеуглеродистых нелегированных и низколегированных сталей // МиТОМ. - 2005, № 6. – С. 20-23.
6. Берсудский А.Л. Повышение работоспособности эвольвентных поверхностей зубчатых колес // ВЕСТНИК МАШИНОСТРОЕНИЯ. - 2005, №1. – С. 10-13.
7. Кутяйкин В.Г. Влияние деформации и термической обработки при металлургическом пределе на искажение кристаллической решётки и механические свойства сталей // МиТОМ. - 2002, № 8. - С. 13-17.
8. Бернштейн М.Л., Займовский В.А., Капуткина Л.М. Термомеханическая обработка стали. - М.: Металлургия, 1983. - 480 с.
9. Роль кромочного контакта в обеспечении контактной прочности зубчатых колёс / Айрапетов Э.Л., Браун Э.Д., Чичинадзе А.В., Копф И.А., Корнилов В.В. // МиТОМ. - 2002, № 9. - С. 36-38.
10. Курочкин Н.А., Солоницын Б.М., Таратынов О.В., Клепиков В.В. Расширение технологических возможностей методов чистовой обработки базовых отверстий зубчатых колес // ВЕСТНИК МАШИНОСТРОЕНИЯ. – 2005, № 1. – С. 67-68.
11. Справочник оператора установок по нанесению покрытий в вакууме/ А.И. Костржицкий, В.Ф. Карпов, М.П. Кабанченко, О.Н. Соловьёва и пр. – М: Машиностроение, 1991. – 345с.
12. Герасименко А.А. Защита от коррозии, старения и биоповреждений: Справочник. – М: Машиностроение, 1987. – 416с.
13. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. - М.: Металлургия, 1976.-472с.