forhøre

Forskning og forbedring af hærdningsprocessen af ​​fuld tandbredde ved induktionshærdning

  Induktionsslukning har fordelene ved lille deformation af emnet, høj effektivitet, energibesparelse og miljøbeskyttelse, let at realisere automatisering osv., og er blevet en almindelig overfladevarmebehandlingsteknologi. Med udviklingen af ​​industriel teknologi stilles der højere krav til bæreevne og kvalitet af gear. I den eksisterende induktionshærdningsteknologi eksisterer der imidlertid det problem, at tandroden på to endeflader af gearet ikke er hærdet, og det er let at generere bøjningstræthedsrevner under service. Især for tungt gear er de to ender af de uhærdede geartænder i tilfælde af forspændt belastning tilbøjelige til at revnefejl. Derfor kan realisering af hærdningen inden for gearets fulde tandbredde i høj grad forbedre det tekniske niveau af induktionshærdning i Kina, forbedre gearets bæreevne og kvalitet og give betydelige økonomiske fordele. I dette papir blev problemet med at overophede afbrændingen og smeltningen af ​​tandoverfladen uden hærdning af tandroden på tandhjulets endeflade løst ved at optimere induktionshærdningsprocessen, og den fulde tandbreddehærdning blev realiseret, som blev anvendt på masseproduktion.

1. Tekniske krav til hærdning af fuld tandbredde

Induktionshærdning med fuld tandbreddehærdning: det vil sige, at det effektive hærdningslag er fordelt inden for tandhjulets fulde tandbreddeområde, og dybden og strukturen af ​​de to ender af gearet skal være tæt på midten af ​​den samme tand bredde (i overensstemmelse med kravene i tegningsstandarderne). I betragtning af de tekniske vanskeligheder ved induktionsopvarmningsprocessen er de nuværende indenlandske og udenlandske standarder for hærdningskrav til fuld tandbredde ikke klare og relativt afslappede, de specifikke krav skal være underlagt kunden. Blandt dem foreskrev JB/T 9171-1999 "Flame- og induktionsslukningsproces og kvalitetskontrol af gear", at inden for området på 150 mm tandbredde var fordelingsområdet for det effektive hærdelag 80 % af tandbredden, og der blev ikke foretaget nogen bedømmelse. fra intervallet 10 % tandbredde i begge ender.ISO 6336-5:2003 Beregning af bæreevne af cylindriske og skrueformede tandhjul — Del 5: Strength and Quality of Materials Standard kræver, at hærdningsdybden dækkes inden for fuld tandbredde, men specifikke krav til dybde i begge ender er ikke specificeret. Andre som AGMA- og DIN-standarder for hærdningskrav til fuld tandbredde er mere afslappede. Lagets dybde er ikke nødvendig for evaluering fra endefladen til et modul eller 1/8 tandbredde.

2. Analyse af processtatus

Problempunkterne ved induktionshærdningsprocessen omfatter: Hvirvelstrømskoncentreret opvarmningstemperatur ved det skarpe hjørne er høj, mens det indvendige runde hjørne ikke er let at opvarme osv. Derfor er det i induktionsopvarmningsprocessen let for gearet til at overophede og smelte de skarpe hjørner for enden af ​​tandoverfladen, mens roden af ​​de indre runde hjørner ikke er hærdet eller det hærdede lag ikke er dybt nok, som vist i figur 1.På grund af de indenlandske og udenlandske standarder på endefladen af ​​hærdelaget er dybdekravene relativt afslappede, normalt for at reducere varmeeffektmetoden, for at forhindre tandhjulene til at se endefladesmeltning disse åbenlyse udseende kvalitetsfejl, men ignorer endefladen af ​​rodhærdningslagets dybde alvorligt lavvandet eller uhærdet kvalitet skjulte problemer. Gearets bæreevne og kvalitet er reduceret, og der er risiko for tidlig fejl. Med henblik på dette problem optimerer dette papir induktionsslukningsprocessen ved at designe en ny induktorstruktur og justere de teknologiske parametre.

Tandoverfladesmeltning og tandrodshærdningslags dybdefordeling

FIG. 1 Tandoverfladesmeltning og tandrodshærdningslags dybdefordeling

3. Procesoptimering

(1) Sensorstruktur Optimering af den eksisterende scanningsprofileringsstruktursensor sammen med tandprofilen og samtidig opvarmning af positionen af ​​tandoverfladen og tandroden under opvarmningsprocessen. Under påvirkning af induktionsopvarmningseffekt fører underopvarmningen af ​​tandrodspositionen af ​​de to endeflader af gearet til, at det uhærdede eller det hærdede lag ikke er dybt nok, og den overophedede temperatur på tandoverfladens stigningscirkelposition af enden ansigt opstår. Derfor, dybdegående analyse af dets tekniske vanskeligheder, ved at optimere sensorens øvre og nedre styreplade og siliciumstålpladestruktur, for at løse den eksisterende sensorstruktur af tandprofilopvarmningsfejl; Den øvre styreplade og den nedre styreplade af induktoren efter strukturoptimeringen er af bueskrånende opad/nedre trekantet struktur, og den tilføjede lederdel forstærker tandrodens varmeeffekt. Samtidig realiserer den specielle skrå opad/nedadgående trekantede struktur den ikke-synkrone opvarmning af tandroden og tandoverfladen. På denne måde kan sensoren kun opvarme tandroden på endefladen for at undgå den alt for høje temperatur på tandoverfladen ved endefladen, som vist på figur 2. Samtidig med at endefladens hærdelag løftes. , kan problemet med overophedning og smeltning af endeoverflade-stigningscirklen undgås.

Skematisk diagram af induktionsspolens struktur

FIG. 2 Skematisk diagram af induktionsspolens struktur

(a) En nydesignet profilstruktur (b) en eksisterende fælles struktur

(2) Optimering af procesparametre De vigtigste indflydelsesfaktorer ved induktionshærdning med fuld tandbreddehærdning omfatter koblingsafstand, varmeeffekt, tid og varmeposition osv. Den optimale kombination af parameterfaktorer blev opnået ved at screene indflydelsesfaktorerne og eftertrykkeligt analysere indflydelsesfaktorer som forvarmningseffekt, forvarmningstid, varmeeffekt og varmeposition. På basis af ovenstående nye strukturinduktor (brugt til Mn14 vindkraft indvendig gearring) blev problemet med overophedning og smeltning af endefladen uden hærdning af endefladetandroden løst ved at optimere procesparametrene for induktionshærdende endeflade. Partial faktor DOE eksperimentdesign blev udført for fire påvirkningsfaktorer, nemlig forvarmeeffekt X1, forvarmningstid X2, varmeeffekt X3 og varmeposition X4. Udgangsvariablerne var Y1, den minimale hærdede lagdybde af endeoverfladetandroden og Y2, kornstørrelsen ved node-cirkelpositionen af ​​tandoverfladen. Testparametrene og resultaterne er vist i tabel 1.

Forskning og forbedring af hærdningsprocessen af ​​fuld tandbredde ved induktionshærdning

Gennem tilsvarende analyse af testdataene blev sammenhængen mellem den tandrodshærdede lagdybde Y1 og stigningen rund kornstørrelse Y2 og forvarmningseffekten X1, forvarmningstid X2, varmeeffekt X3 og varmeposition X4 opnået ved beslaget. Den optimale parameter blev forudsagt af responsoptimizeren, og den optimale procesparameter var midtpunktet, det vil sige parameteren nummereret 4. Dybden af ​​det hærdede lag af tandrod blev tydeligvis øget, kornstørrelsen på tandoverfladen mødte krav, og der var ingen overophedning og smeltning. Gentagelighedsverifikation blev udført for midtpunktsparametrene optimeret af DOE-eksperimentet, og repeterbarheden var meget god, som vist i tabel 2.

Forskning og forbedring af hærdningsprocessen af ​​fuld tandbredde ved induktionshærdning 1

4. Teknologi popularisering og anvendelse

Ved at designe en ny strukturinduktor og optimere induktionsslukningsprocesparametre DOE-test, blev den usynkrone opvarmning af tandrod og tandoverflade realiseret, og overophedningsforbrændingen og smeltningen af ​​tandoverfladen uden hærdning af tandroden af ​​gearets endeflade blev løst. Den fulde tandbreddehærdning opnås, og gearets bæreevne og kvalitet forbedres. På nuværende tidspunkt er denne proces blevet brugt i masseproduktion af interne tandringe af Mn14 til Mn20 med en række 1.5 ~ 4MW vindkraft gearkasse og er blevet bredt promoveret og bulk leveret til indenlandske og udenlandske kunder.

Del denne artikel til din platform:

fejl:

Få et citat