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1、问题探讨总第113期大齿圈中频表面淬火热处理工艺探讨李圣,酒艳平(中信重工机械股份有限公司,河南洛阳471039)摘要:主要阐述大直径、大重量的齿圈的轮齿进行中频沿齿槽表面淬火的热处理工艺研究,中频沿齿槽表面淬火后的变形问题和机械校正工艺,以提高该齿圈轮齿的弯曲和接触疲劳强度和整套产品的制造质量。关键词:大齿圈;中频沿齿槽连续表面淬火;变形;校正中图分类号:TG61文献标识码:B文章编号:1005-2798(2009)03-0050-04如图1所示,直径将近7000mm且结构复杂的1.2齿圈的技术要求半齿圈,总重量高达10
2、,t给中频沿齿槽淬火及其解1)表面淬火前预处理为正火处理,硬度应为决淬火后的变形问题都带来了很大的难度。以前中HB210~250;机械性能指标分别是强度极限Rb信重工机械股份有限公司制造的都是软齿面或中硬690MPa、屈服极限Rs490MPa、延伸率D511%、齿面的这种类型的齿圈,疲劳强度相对较低,为了提断面收缩率W25%、冲击韧性值Ak30J;轮齿感高整套产品的质量和使用寿命,在总结国内外半齿应淬火,硬度为HRC50~55;有效硬化层深度3~圈铸件制造的先进经验和本公司以前成功地对直径5mm。是3m焊接齿轮
3、的中频沿齿槽连续表面淬火经验的2)整体进行超声波探伤检查,内部质量应符基础上,提出对大尺寸大重量齿圈采取中频沿齿槽合GB7233-87标准规定的二级要求;轮齿及过渡连续表面淬火的热处理攻关试验,来提高齿圈上轮圆角处磁粉探伤检查,质量应符合GB/T9444-88齿的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度、提高耐磨性和标准规定的二级要求。具有一定的冲击韧性等综合机械性能。为此中信重3)未注铸造圆角R5~R10。工机械股份有限公司研制了适合该齿圈齿形结构的4)齿形两端及沿齿宽各棱边倒角1@45b。感应器,成功地完成了这类齿圈中频沿齿槽连续表
4、5)大齿圈由两个半齿圈用高强度螺栓联接面淬火的工艺研究。而成一个整体齿圈,结合面必须在齿底中心。2大齿圈制造工艺流程2.1毛坯铸钢件毛坯由中信重工机械股份有限公司重型铸锻厂提供,按GB11352-89标准规定执行。按铸造工艺要求进行造型、熔炼、浇注、打箱、清理、修整铸件;检查验收时按图纸和技术要求对铸钢毛坯件进行检查,按JB/T6402-92标准规定验收合格后发图1直径7000mm的齿圈示意放下道工序。1直径是7000mm大齿圈制造的技术要求2.2粗加工按图纸要求划线并留出加工余量、找正、联接、该大齿圈为传动零件,其结构形
5、式如图1所示。加工内外圆、铣结合面、钻孔等工序。1.1齿轮的参数和尺寸2.3探伤齿圈的材料为ZG42CrMo;齿数为216齿;法面整体进行超声波探伤检查,内部质量应符合模数mn为32mm;法面压力角An为20b;齿高系数GB7233-87标准规定的二级要求。ha/hf为1/1.4;齿宽b为486mm;法面固定弦齿厚2.4正火预处理scn为38.62mm;重量为19628kg。半齿圈成对进行正火加回火处理,为后续表面收稿日期:2008-12-29作者简介:李圣(1980-),男,河南洛阳人,助理工程师,从事热处理工艺研究和科
6、研开发工作。502009年3月李圣等:大齿圈中频表面淬火热处理工艺探讨第18卷第3期淬火提供良好组织;并按图纸要求检查半齿圈热处1)感应器。感应器是针对剖分式大齿圈模理后的变形量。数很大、齿宽和外径均较大、结构复杂等特点而设计2.5机械加工制造的。共设计制造了两种感应器,外形和齿槽轮先把两个半齿圈用高强度螺栓联接而成一个整廓相似的中频沿齿槽加热淬火仿形感应器,菱形的体齿圈,按图纸要求加工整体齿圈内外圆及上下端角度根据齿形设计,经过计算,感应器有效圈壁厚为面,再按图纸和机加工艺要求进行铣齿。1.5~2.5mm,用紫铜板焊接而
7、成,导磁体为0.20mm2.6消除加工应力的硅钢片制造。感应器与齿面间隙为1.0~2.5mm,把整体齿圈进行退火处理,以消除应力。与齿根间隙为0.5~1mm,冷却管固定在感应器上,2.7整体齿圈表面淬火感应器外部采取冷却介质冷却,充分发挥硅钢片导轮齿表面中频沿齿槽感应淬火,硬度HRC50~磁体的作用。具体形状如图3所示。55,有效硬化层深3~5mm。2.8终检首先,检测中频淬火、回火后的齿圈的各齿槽硬度是否满足图纸要求;其次,检测最大外径D6944尺寸是否变大,如变形量3mm时,需机械校正直至合格;再次,对轮齿及过渡圆
8、角处磁粉探伤检查,质量应符合GB/T9444-88标准规定的二级要求;最后,按图纸和技术要求进行终检。3半齿圈的热处理工艺难点图3感应器及其与轮齿的偶合间隙3.1消除加工硬化应力2)工艺参数。变压器匝比12.5B1;进线电该整圆齿圈有216个齿需进行轮齿沿齿槽淬压410V;直流电压300V;直流电流30
