Ремонт зубчатых передач

Зубчатые передачи служат для передачи вращающего момента от двигателя к какому-либо механизму, В шестеренчатых насосах они – самостоятельный рабочий орган.

Удары, перегрев, заклинивание зубчатых передач могут быть вызваны повреждением зубьев, нарушением режима смазки, увеличением осевых и радиальных зазоров, чрезмерным износом втулок шестерни. Износ зубьев шестерни не должен превышать 10 – 15% толщины зуба, а износ зубьев малоответственных шестерен – 25%. При ремонте небольшие шестерни с поврежденными зубьями заменяют новыми. Затем собирают и тщательно проверяют зубчатую передачу. Правильность сборки проверяют, замеряя осевые и радиальные зазоры, а также степень прилегания зубьев друг к другу.

В правильно собранной зубчатой передаче размеры радиальных и осевых зазоров в соответствии с техническими условиями должны быть равны 0,15 – 0,20 m + c, где m – модуль шестерни, а с – величина суммарного температурного расширения шестерни для радиального зазора. Для осевого зазора эта величина равна 0,05 – 0,1.

Проверяют осевой и радиальный зазоры, замеряя штангенциркулем толщину отпечатков, полученных при прокатывании зубчатых колес на свинцовой пластинке, заложенной между их зубьями.

Осевой зазор червячной пары определяют мертвым ходом червяка: червячное колесо стопорится, и червяк приходит в соприкосновение с одним из зубьев червячного колеса. Вращая червяк в обратную сторону, приводят его в соприкосновение с соседним зубом. Угол, на который навернули червяк, замеряют транспортиром.

Осевой зазор S₀ определяют по уравнению:

где t – шаг червяка, мм;

a – угол поворота червяка, град.

Нормальным углом поворота для однозаходного червяка считают угол, равный 10°.

Положение средней плоскости колеса относительно оси червяка проверяют по краске, которую наносят тонким слоем на червяк. При прикосновении червяка к зубьям червячного колеса на них отпечатываются пятна. Эти пятна должны располагаться по середине зубьев и иметь размеры 50 – 60% длины и высоты зуба.

Степень касания зубьев также проверяют по краске. Для этого на зубья одного из зубчатых колес наносят тонкий слой краски (сажа, синька и др.), после чего зубчатые колеса прокручивают вручную. О степени касания судят по пятнам краски на зубьях второго колеса. При нормальном зацеплении размеры пятен должны быть в пределах 45 – 50% высоты и 50 – 60% длины зуба. Отпечаток не должен доходить до края зуба на 2 – 3 мм.

Регулируют зазоры и степень касания, смещая подшипники одного из валов, обычно ведущего. Особенно тщательно необходимо регулировать зацепление конических зубчатых колес.

При поломке или повреждении зуба шестерни или частичном его выкрашивании поверхность излома зачищают, запиливают, сверлят на ней отверстия и нарезают резьбу. В нарезанные отверстия ввертывают шпильки, а затем обваривают их электросваркой и выпиливают из них зуб по шаблону. Выпиленный зуб подвергают закалке и, если это требуется, отпуску при помощи газовой горелки. Этот способ восстановления зуба обычно применяют для шестерен, имеющих крупные модули, в тихоходных малонагруженных передачах.

Изношенные шестерни, как правило, заменяют новыми. Однако в малоответственных (тихоходных) передачах большие зубчатые колеса целесообразно ремонтировать. Например, изношенные поверхности зубьев наплавляют и затем подвергают механической обработке. При поломке зубьев полностью заменяют венец или секцию с одним или несколькими зубьями.

Перед насадкой вставной секции вначале строганием или фрезерованием удаляют изношенные зубья, новую зубчатую секцию укрепляют на обработанной поверхности обода винтами или сваркой. На рис. 15 показаны различные схемы крепления вставных секций. Крепление насадки на винтах весьма трудоемкая операция, секцию на винтах отличает невысокая точность. При этом способе полностью не восстанавливается прежняя прочность зубьев и обода шестерни. Кроме того, отверстия под винты ослабляют обод. Чтобы исключить последнее, применяют способ приварки секции. При сварке применяют алюминиевые шаблоны, фиксирующие положение новых зубьев относительно старых.

Для насадки венца поверхность больших шестерен обтачивают на токарном станке на 5 мм глубже окружности впадин. На подготовленную поверхность насаживают точно обработанную по внутреннему диаметру наделку. Уступы на поверхности сопряжения обеспечивают точную и надежную посадку. Наделку напрессовывают на обод шестерни в холодном или горячем состоянии. В последнем случае следует остерегаться чрезмерного натяга, приводящего к разрыву наделки. В некоторых случаях до посадки на шестерню, на насадке полностью нарезают зубья. Однако большая точность достигается в том случае, если нарезку венца производят после закрепления наделки. С этой же целью целесообразно до нарезки обточить наделку по наружному диаметру.

Лопнувшие обода шестерен восстанавливают сваркой. Для этого соответствующим образом подготавливают свариваемый шов, после чего обод зажимают (стягивают) хомутами для сохранения размеров. После сварки шестерню подвергают термообработке, в результате которой снимаются внутренние напряжения.

Поломанная ступица также может быть отремонтирована сваркой. Чтобы сваренная ступица работала надежно, ее обхватывают стальными бандажами, насаживаемыми в горячем состоянии на обработанную поверхность.

В червячных передачах наибольшему износу подвергаются зубья червячного колеса. Их ремонт не представляет значительных трудностей, так как у большинства колес легкосъемный бронзовый венец. При наличии запасных венцов восстановление шестерней упрощается и ускоряется. Изношенный червяк также заменяют новым.

При поломке одного или нескольких зубьев крупной шестерни их можно заменить вновь изготовленными. Для этого остатки зубьев стачивают переносной шлифовальной машинкой, а очищенное место обжигают газокислородным пламенем. На отожженном месте выпиливают паз «ласточкин хвост», в который запрессовывают или вклеивают изготовленные заранее зубья. Установленные и закрепленные резьбовыми стопорами зубья окончательно пропиливают по шаблону и закаливают.