5.9 Ремонт зубчастих коліс
У процесі роботи зубчасті колеса можуть мати наступні дефекти:
– знос зубців по робочому профілю (бічним сторонам);
– один чи кілька зламаних зубців;
– тріщини у вінці або маточині;
– зминання поверхонь отвору або шпонкового паза в маточині;
– зминання шліців;
– зминання закруглень торців зубців.
На рисунку 5.27 надані види зносів зубів у зубчастих передачах.
Рисунок 5.27 — Знос зубів у зубчастих передачах: а – знос від довгої роботи передачі при нормальних умовах експлуатації; б – знос торців зубів від увімкнення на ходу; в – викришування зуба; г – сколи и викришування зубів внаслідок збільшеного питомого тиску; д – абразивний знос зубів, виникаючий при попаданні в зачеплення сторонніх частинок разом зі змазкою з оточуючого середовища; е – злам зуба; ж – виникнення тріщини втоми
Колеса зі зношеними зубцями як правило не відновлюють, а заміняють новими. Колеса зі зносом зубців по товщині, що не виходить за межі припустимого, можна ще використовувати, тому що вони не погіршують роботу механізму. Для зубчастих коліс з однобічним зносом зубців 2 (рис.5.28, а) у правого торця в результаті багаторазового переключення, ремонт роблять наступиш чином: у колеса відрізається права частина маточини 3 – лінія відрізу показана рисою, а з іншої сторони приварюють аналогічну частин відрізаної сторони маточини 3, далі колесо перевертають і в переключенні буде вже брати участь ліва частина зубчастого вінця.
Рисунок 5.28 — Ремонт зубчастих коліс: а – спосіб перевернення; б – приварка зуба; в – наплавлення зуба по мідних шаблонах
Для відповідальних передач зубчасті колеса зі зламаними чи з викришеними зубцями заміняють новими. У менш відповідальних тихохідних передачах зубці коліс великого діаметра економічно доцільно відновлювати. Ремонт зношених зубів роблять наплавленням, а для поламаних зубців використовують зубчасті вкладиші, що закріплюють зварюванням (рис. 5.28, б) або гвинтами (рис. 5.29). Однак такий ремонт застосовують як тимчасовий захід.
Обробка наплавлених зубців досить складна і застосовується для середніх і великих модулів за допомогою мідних шаблонів (рис. 5.28 ,в). Шаблони, що мають форму западин між зубцями колеса, утворять бічні поверхні зуба. Для введення наплавлення шаблони скріплюють між собою планками 1 і прикріплюють до вінця колеса планками 2 так, щоб вони не заважали операції наплавлення. Завдяки тому, що наплавлений метал не приварюється до шаблонів унаслідок високої теплопровідності міді, шаблони після наплавлення легко виймаються.
Після наплавлення колесу дають повільно охолонути. Наплавлення зубців застосовують у тому випадку, коли інші способи застосувати не можна. Якщо ремонт зношених зубчастих коліс визнаний недоцільним, то їх заміняють новими.
Рисунок 5.29— Відновлення зламаних зубів зубчастих коліс: а, б – кріплення зуба при допомозі бокових накладок; в – кріплення зуба до обода гвинтами. Установка окремих зубів або секцій в паз типа «ластівчиного хвоста» з кріпленням їх до ободу: г – штифтами; д – гвинтом або гайкою; е – зваркою; ж – гвинтами через впадину
При ремонті зубчастих коліс або їхній заміні необхідно переконатися в тому, що посадкові поверхні не мають дефектів – задирів, вм'ятин і інших ушкоджень. Якщо такі ушкодження мають місце, їх обов'язково усувають розточенням посадкового отвору й установкою перехідної втулки, а при незначних зносах – зачищенням отвору наждаковою шкуркою.
Складання зубчастих передач
Технічні вимоги на складання зубчастих передач залежать від їх призначення і заданої точності. Складання зубчастих коліс, що працюють з великою частотою обертання і передачею значних навантажень, виконується з більш високою точністю. У таких передачах навіть невелике перевищення зазору між зубами коліс, що з’єднуються, проти нормального веде до сильних ударів, а значить, до швидкого зносу зубів, іноді до їх поломки. Зрозуміло, в тихохідних і малонавантажених передачах удари зубів будуть не настільки відчутні, тому тут вимоги до точності можуть бути менш суворими.
Зубчасті колеса по точності виготовлення їх при ремонті повинні відповідати тим же технічним умовам, які встановлені для зубчастих передач у новому обладнанні. Встановлено 12 ступенів точності для зубчастих передач. Відомо, що ступінь точності характеризується величиною допуску, вибраною конструктором стосовно конкретних умов роботи зубчастих коліс у комплекті або механізмі. Прямозубі колеса, які повинні працювати зі швидкістю вище 15м/с, слід виготовляти за 5-м ступенем точності. Для прямозубих коліс, що працюють зі швидкістю до 10м/с, встановлена 7-а ступінь, до 6 м/с – 8-а ступінь і менше 1м/с – 10-я ступінь точності.
Добре виготовлені і правильно складені зубчасті передачі працюють плавно і безшумно. У таких передачах зубчасті колеса мають постійний крок, і зубчастий вінець коліс розташований суворо перпендикулярно до їх вісі.
У циліндричних коліс, що знаходяться в зачепленні, вісі повинні бути паралельні і міжцентрова відстань коліс повинна суворо витримуватись. Внаслідок зносу шийок валів, зносу підшипників міжцентрова відстань змінюється, як правило, у бік збільшення. Тому при складанні потрібно перевірити цю відстань і, якщо вона відхилилася від номінальної, відновити її.
Правильність зачеплення зубчастих коліс визначають по фарбі. Перевірка зачеплення зубчастих коліс по фарбі здійснюється так. Зубці ведучого колеса покривають тонким шаром фарби, після чого це колесо кілька разів провертають, за відбитком фарби (плямі торкання) на зубцях веденого колеса судять про правильність зачеплення (рис. 5.30).
Пляма торкання, що свідчить про правильне зачеплення, зображено на рисунку 5.30, а. Вона повинна займати 70-80 % площі поверхні зуба.
Рисунок 5.30. Перевірка зачеплення циліндричних та конічних зубчастих коліс по відбиткам фарби: а – правильне складання коліс; б – вісі колес непаралельні; в – вісі коліс непаралельні і міжосьова відстань зменшена; г – вісі колес непаралельні і міжосьова відстань збільшена; д – вісі колес паралельні, міжосьова відстань збільшена; е – вісі колес паралельні, міжосьова відстань зменшена; ж-л – направлення зміщення відбитка в залежності від кута нахилу між вісями отворів і зазорів в зачепленні