Un arbore de viteze se referă la o parte mecanică care suportă o parte rotativă și care se rotește cu aceasta pentru a transmite momentele de mișcare, cuplu sau îndoire. În general, este o formă de tijă metalică și fiecare segment poate avea un diametru diferit. Piesele mașinii care fac mișcare de pivotare sunt montate pe arbore.
Introducere
Arborele angrenajului este supus în principal sarcinii alternative, sarcinii de impact, efortului de forfecare și tensiunii de contact. Arborele este predispus la fisuri, iar dinții sunt supuși uzurii. Prin urmare, miezul arborelui angrenajului trebuie să aibă o anumită rezistență și rezistență și are o limită mare de oboseală și o rezistență multiplă la impact. Suprafața trebuie să aibă, de asemenea, o anumită duritate și rezistență la uzură.
clasificare
În funcție de forma axei, arborele poate fi împărțit în două tipuri: arbore cotit și arbore drept.
În funcție de starea de rulment a arborelui, acesta poate fi împărțit în continuare:
1 arbore, care este supus atât momentului de îndoire, cât și cuplului, este cel mai comun arbore în mașini, cum ar fi arbori în diferite reductoare.
2 dorn, utilizat pentru a susține părțile rotative numai pentru a suporta momentul de îndoire fără a transmite cuplul, unele rotații ale dornului, cum ar fi osia vehiculului feroviar etc., o parte din dorn nu se rotește, cum ar fi arborele de susținere a scripetei .
3 arbore de antrenare, utilizat în principal pentru a transmite cuplul fără moment de îndoire, cum ar fi axa optică lungă în mecanismul de mișcare a macaralei, arborele de antrenare al mașinii și așa mai departe.
proiecta
În proiectare, utilizarea arborelui angrenajului este în general nimic mai mult decât următorul:
1. Arborele angrenajului este în general un angrenaj mic (un angrenaj cu un număr mic de dinți)
2, arborele angrenajului este în general la nivelul de viteză mare (adică nivel de cuplu scăzut)
3. Arborele angrenajului este rar folosit ca angrenaje pentru schimbare. În general sunt angrenaje cu funcționare fixă. În primul rând, pentru că sunt la viteză mare, viteza lor mare nu este potrivită pentru schimbarea alunecării.
4. Arborele angrenajului este o combinație între arbore și angrenaj. Cu toate acestea, în proiectare, lungimea arborelui trebuie scurtată pe cât posibil. Dacă este prea lung, nu este favorabil pentru mașina superioară de hobbing. În al doilea rând, sprijinul arborelui este prea lung, ceea ce face ca arborele să fie mai gros. Creșteți rezistența mecanică (cum ar fi rigiditatea, deformarea, rezistența la îndoire etc.)
Selectarea materialelor
Materialul ar trebui să aibă proprietăți mecanice bune, iar oțelul 42CrMo este adesea supus normalizării, stingerii și temperarii, stingerii prin încălzire prin inducție și temperaturii scăzute a temperaturii pentru a atinge performanțele cerute. Oțelul 42CrMo este un oțel de înaltă rezistență, cu rezistență și rezistență ridicată, rezistență bună, fără o fragilitate evidentă a temperaturii, limită de oboseală ridicată și rezistență multiplă la impact după stingere și temperare și rezistență bună la temperaturi scăzute. Oțelul este potrivit pentru fabricarea matrițelor din plastic mari și mijlocii care necesită o anumită rezistență și rezistență. 42CrMo este un oțel mediu din aliaj de carbon. Tratamentul termic preliminar se normalizează. Scopul principal este de a obține o anumită duritate și de a optimiza structura și structura internă, pentru a facilita tăierea billetului și pentru a pregăti stingerea și temperarea. Scopul stingerii și temperarii este îmbunătățirea proprietăților mecanice generale ale arborelui angrenajului de laminare. Stingerea suprafeței de încălzire prin inducție de frecvență medie înseamnă ca suprafața piesei să obțină duritate ridicată și rezistență la uzură, în timp ce miezul menține în continuare o anumită rezistență și o plasticitate ridicată și rezistență.
42CrMo este oțel aliat pentru arbori pretențioși și piese structurale
Elementul de aliere Cr, Mo conținut în oțel 42CrMo. Printre ele, cromul poate crește duritatea oțelului și are efect de întărire secundar. Poate îmbunătăți duritatea și rezistența la uzură a oțelului cu conținut ridicat de carbon, fără a face oțelul fragil; când conținutul depășește 12%. Oțelul are o rezistență bună la oxidare la temperatură ridicată și la o coroziune rezistentă la oxidare. De asemenea, crește rezistența termică a oțelului, care este principalul element de aliere a oțelului inoxidabil rezistent la acid și a oțelului rezistent la căldură. Rolul principal al cromului în oțelul structural stins și temperat este acela de a îmbunătăți duritatea. Oțelul are proprietăți mecanice cuprinzătoare bune după stingere și temperare, iar carburile care conțin crom pot fi, de asemenea, formate în oțelul carburat, îmbunătățind astfel rezistența la uzură a suprafeței materialului. Molibdenul îmbunătățește rezistența și rezistența la căldură în oțel. Preveniți fragilitatea temperamentului, creșteți remanența și forța coercitivă și rezistența la coroziune în unele medii. În oțel stins și temperat, molibdenul poate adânci și întări părți ale secțiunilor mai mari și poate îmbunătăți rezistența la temperare a oțelului. Sau temperarea stabilității, astfel încât piesele să poată fi temperată la temperaturi mai ridicate, eliminând astfel mai eficient (sau reducând) stresul rezidual și îmbunătățind plasticitatea. Prin urmare, 42CrMo este adesea utilizat ca material al arborelui angrenajului de laminare în producție. Proprietățile sale mecanice complete sunt în conformitate cu cerințele de calitate.
Prin analiza procesului de tratare termică a oțelului 42CrMo și acțiunea elementelor de aliere, se clarifică problemele care trebuie acordate atenție în timpul executării procesului de tratare termică. Poate determina corect temperatura de încălzire, timpul, timpul de menținere și metoda de răcire. Scopul este de a atinge performanțele cerute și de a asigura calitatea printr-un proces de tratare termică corect.
Tehnologia de procesare
Procesul de prelucrare a arborelui angrenajului (luați exemplu de 45 de oțel):
1. blanking
2. mașină aspră
3. tratament de călire și temperare (creșterea durității arborelui de viteze și a rigidității arborelui)
4. dinți de mașină fine la dimensiuni
5. Dacă pe arbore există o cheie, prima poate fi procesată.
6. hobbing
7. Stingerea frecvenței medii a suprafeței dinților (inducția frecvenței cu stingerea frecvenței înalte), duritatea de stingere HRC48-58 (valoarea specifică a durității depinde de condițiile de lucru, sarcină și alți factori)
8. măcinarea dinților
9. inspecția finală a produsului finit
Procesul de tratament termic
Proiectarea procesului normalizat pliabil
Normalizarea este un proces simplu și economic de tratare a căldurii în care oțelul este încălzit la o temperatură peste punctul critic superior (AC3 sau Acm) de 40 până la 60 ° C sau mai mare, iar izolarea este complet austenizată și răcită în aer. Este de a face rafinarea bobului și distribuția carburilor uniforme.
După normalizare, oțelul subaluminium este F + S, oțelul eutectoid este S, iar oțelul hipereutectoid este cementitul secundar S +, care este discontinu.
(1). Normalizarea temperaturii de încălzire
În general, temperatura de încălzire a oțelului hipoeutectoid este de obicei de 30 până la 50 ° C peste Ac3, iar temperatura de normalizare pentru oțelul mediu din aliaj de carbon este de obicei de 50 până la 100 ° C peste Ac3, iar spray-ul este răcit după o anumită perioadă de timp . Metoda de răcire se numește normalizare la temperaturi ridicate. Diagrama de faze a aliajului fier-carbon este prezentată în Fig. 6. Domeniul de temperatură de încălzire de 42CrMo
(2). Normalizarea timpului de conservare a căldurii
Timpul de izolare, această problemă este mai complicată, în general determinată de experiment, dar există și o formulă empirică: t = αKD t - timpul de reținere (min) α - coeficientul de încălzire (min / mm) K - încălzirea piesei este factorul de corecție D - piesă grosime efectivă (mm)
Principiul de calcul al grosimii efective a piesei este: grosimea piesei subțiri este grosimea sa efectivă; diametrul barei lungi rotunde este grosimea sa efectivă; lungimea piesei pătrate este grosimea efectivă a acesteia; înălțimea și lățimea piesei de lucru dreptunghiulare sunt eficiente. Grosime; grosimea efectivă a unei piese conice cilindrice este de 2L / 3 de la capătul mic (L este lungimea piesei); piesa de prelucrat cu gaura de trecere are o grosime de perete de grosime eficientă. În general, oțelul carbon poate fi calculat în funcție de grosimea efectivă a piesei la fiecare 25 mm pentru o oră, oțelul din aliaj poate calcula timpul de reținere pentru fiecare 20 mm din grosimea efectivă a piesei, iar timpul de încălzire ar trebui să fie de aproximativ 2. la 3 ore.
(3). Scopul normalizării
Scopul principal al normalizării este de a elimina defectele de forjare, de a face compoziția uniformă, duritatea și duritatea sunt bune și de a îmbunătăți prelucrabilitatea materialului și de a pregăti materialul pentru stingere și temperare.
Normalizarea este folosită în principal pentru piesele de prelucrare din oțel. Normalizarea oțelului normal este similară recuperării, dar rata de răcire este puțin mai mare și structura este mai fină. Unii oțeluri cu o rată de răcire critică mică (vezi stingerea) pot fi transformați în martensită prin răcire în aer. Acest tratament nu este o proprietate de normalizare, ci se numește stingerea aerului. În schimb, unele piese din secțiune mare din oțel cu o rată de răcire critică mare nu pot obține martensit chiar dacă este stins în apă, iar efectul de stingere este aproape de normalizare. Duritatea oțelului după normalizare este mai mare decât cea a recuperării. În timpul normalizării, nu este necesar să se răcească piesa de prelucrat cu cuptorul ca un recoacere, ocupând un timp scurt de cuptor și o eficiență ridicată a producției, astfel încât în producția normală, normalizarea este utilizată în loc de recoacere. Pentru oțelurile cu conținut scăzut de carbon cu un conținut de carbon mai mic de 0,25%, duritatea obținută după normalizare este moderată și este mai ușor de tăiat decât recoacere. În general, normalizarea este folosită pentru tăiere și prelucrare. Pentru oțelul cu carbon mediu, cu un conținut de carbon de 0,25 la 0,5%, acesta poate satisface cerințele de tăiere după normalizare. Pentru piesele încărcate ușor din acest tip de oțel, normalizarea poate fi folosită și ca tratament termic final. Oțelul cu scule cu conținut ridicat de carbon și oțelul cu rulmenți sunt normalizate pentru a elimina carburile de rețea din structură și pentru a pregăti structura pentru recoacere.
Normalizarea procesului 42CrMo este utilizată în principal pentru falsuri mari, care pot fi utilizate ca tratament termic final pentru a evita o tendință mare de fisurare în timpul stingerii. De obicei, sunt aranjate după producerea în gol, înainte de tăiere sau după rupere, înainte de semifabricare. Scopul normalizării este rafinarea boabelor, îmbunătățirea structurii, îmbunătățirea prelucrabilității și pregătirea pentru călire și tratamentul termic final.
Circumferința este de 850 până la 900 ° C. Când temperatura de încălzire este prea scăzută, ferita pro-eutectoidă nu se dizolvă complet și nu atinge rafinarea bobului. În cazul în care temperatura de încălzire este prea ridicată, îngroșarea granulelor va deteriora proprietățile mecanice ale oțelului, deci putem alege 870 ° C.
Pliere și temperare
Înlăturarea și temperarea: Metoda de tratare termică a temperarii la temperaturi ridicate după călire se numește tratament de călire și temperare. Temperarea la temperaturi ridicate se referă la temperarea între 500-650 ° C. Înmuierea și temperarea pot face ca proprietățile oțelului și materialelor să fie ajustate într-o mare măsură, iar rezistența, plasticitatea și duritatea acestuia sunt bune, și are proprietăți mecanice complexe. După stingerea și temperarea tratamentului, se obține sorbit temperat. Sorbitul temperat se formează atunci când martensitul este temperat și se poate distinge prin mărirea de 500 până la 600 de ori sub un microscop metalografic optic. Este o carbură distribuită în structura compozită a sferulitelor matricea ferritei (inclusiv a cimentitului). Este, de asemenea, o structură temperare a martensitei, un amestec de ferită și carbură granulară. În acest moment, ferita nu are în mod substanțial suprasaturare de carbon, iar carbura este, de asemenea, o carbură stabilă. La temperatura camerei este o organizare echilibrată.
Tratament de îmbătrânire: pentru a elimina schimbarea dimensiunii și formei instrumentelor de măsurare cu precizie sau a matrițelor și a pieselor pentru utilizare pe termen lung, piesa este adesea reîncălzită la 100-150 ° C după temperatură la temperatură scăzută (temperatură de temperatură scăzută la 150- 250 ° C). , timp de 5-20 ore, acest proces de stabilizare a calității pieselor de precizie se numește îmbătrânire. Este deosebit de importantă îmbătrânirea componentelor din oțel în condiții de temperatură scăzută sau de încărcare dinamică pentru a elimina stresul rezidual și a stabiliza structura și dimensiunea oțelului.
Oțelul amortizat și temperat are două tipuri de oțel stins și temperat și carbon și oțel stins și temperat. Indiferent dacă este oțel carbon sau oțel aliat, controlul conținutului de carbon este strict. Dacă conținutul de carbon este prea mare, rezistența piesei de prelucrat după călire și temperare este mare, dar duritatea nu este suficientă. Dacă conținutul de carbon este prea mic, duritatea este crescută și rezistența este insuficientă. Pentru a obține o performanță generală bună a pieselor de temperare, conținutul de carbon este controlat în general la 0,30 ~ 0,50%.
În timpul stingerii și stingerii, întreaga secțiune a piesei trebuie să fie întărită, astfel încât piesa de prelucrat să fie obținută prin martensit stins fin. Prin temperarea la o temperatură ridicată, se obține o microstructură compusă în principal din sorbit uniform temperat. Este imposibil pentru o mică fabrică să efectueze analize metalografice pentru fiecare cuptor. În general, este utilizat numai pentru testarea durității. Adică, duritatea după stingere trebuie să atingă duritatea de stingere a materialului, iar duritatea după temperare este verificată în conformitate cu cerințele desenului.
1). Alegerea temperaturii de stingere.
Oțelul 42CrMo, care conține 0,42% carbon, aparține oțelului hipoeutectoid, conținutul de carbon din 0,42% din oțel Ac3 este de 800 ° C, iar temperatura de stingere a oțelului hipoeutectoid este T = Ac3 + 30 ~ 50 (° C). Temperatura de stingere T = 830 ~ 850 (° C), putem seta la 840 ° C.
Tip de tratament termic Normalizarea Durității tratamentului termic Aproximativ 220HBS
Temperatura de încălzire ° C 870 ° C Viteza de încălzire de aproximativ 300 ° C / h
Timp de menținere 1h Rata de răcire aproximativ 20 ° C / s
2). Determinarea timpului de menținere a stingerii.
Conform lungimii efective Φ / 2 = 80/2 = 40mm, se poate constata că timpul de reținere este mai mare de 56min, ceea ce înseamnă 1h pentru a asigura obținerea țesutului ideal.
3). Determinați mediul de stingere.
Conform cerințelor pieselor, conform figurii 7, se poate observa că duritatea miezului după stingere este mai mare decât HRC23, iar distanța până la capătul răcit cu apă este mai mică de 33mm. Distanța de stingere a apei mai mică de 33mm poate fi găsită în figura 8. Este 87mm, care îndeplinește cerințele (oțelul 42CrMo are o duritate ridicată, astfel încât stingerea uleiului trebuie aleasă pe cât posibil pentru a crește stabilitatea austenitei).
4). Determinați temperatura de temperatură.
Curbe cu conținut de carbon diferit și temperatură de temperatură („Tratarea la căldură a oțelului” Hu Guangli, Xie Xiwen Northwestern University Press Polytechnical.) Găsiți o curbă cu un conținut de carbon de 0,4 ~ 0,5% și apoi găsiți HRC pe ordonată. 35 ~ 40, luând mediana 36, punctul în care se intersectează curba este temperatura de încălzire, aproximativ 480 ° C
5). Determinați timpul de reținere a temperaturii.
Deoarece timpul de menținere a temperaturii este de 480 ° C, conform formulei empirice, timpul de menținere a temperaturii este de aproximativ 1 până la 1,5 ore. După temperatură, acesta poate fi răcit cu aer.
6). Scopul stingerii și temperarii.
Temperarea și temperarea face ca piesa de prelucrat să aibă proprietăți mecanice excelente și complexe, adică o combinație adecvată de rezistență ridicată și rezistență ridicată și poate îmbunătăți, de asemenea, o anumită rezistență la uzură pentru a asigura o funcționare lină pe termen lung a pieselor.
Încălzire prin încălzire prin inducție pliabilă
Întărirea prin inducție, adică încălzirea prin inducție, folosește inducția electromagnetică pentru a genera curenți rotunziți într-o piesă pentru a încălzi piesa de prelucrat. Frecvență medie, frecvență 1000HZ pentru rafinare, frecvență ridicată, pentru stingerea suprafeței metalului, recoacere, frecvență intermediară 2,5KCHZ pentru condiționarea internă a țesuturilor, coacere la cald, etc.
Viteza de încălzire prin încălzire prin inducție este rapidă, calitatea de stingere este bună, iar duritatea de stingere este mai mare decât cea a stingerii generale, obținând martensit extrem de fin, iar adâncimea stratului întărit este ușor de controlat și este ușor de controlat realizează mecanizarea și automatizarea.
Principiul de stingere a încălzirii prin inducție este acela că inducția electromagnetică produce un curent indus de aceeași frecvență, adică un curent de vârstă. Distribuția curenților rotunjiți pe secțiunea transversală a piesei de prelucrat nu este uniformă, miezul este aproape egal cu zero, iar densitatea curentului de suprafață este extrem de mare, numit „efect de piele”. Cu cât este mai mare frecvența, cu atât este mai subțire stratul de suprafață cu cea mai mare densitate de curent. Bazându-se pe acest curent și pe rezistența piesei de prelucrat în sine, suprafața piesei este încălzită rapid până la temperatura de stingere, în timp ce temperatura miezului este încă aproape de temperatura camerei, apoi stropită imediat cu apă pentru a răci suprafața piesei.
