Устройство для электроэрозионной приработки зубчатых колес

 

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки электропроводных материалов и может использоваться для электроэрозионной приработки взаимно обкатываемых деталей машин типа зубчатых колес. Устройство содержит корпус 6 с двумя вращающимися валами 1 и 2, связанными между собой при помощи полых электропроводных гофрированных трубок 7 и 9. Полости 10 трубок герметизирован'ы и заполнены вязкой жидкостью. 1 ил.810"•f -. >&^^ы•41оСЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 Н 9/12

ГОСУДАРСТВЕН4ЫЩ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г

»» I»

Ъ»

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ.ЬСТВУ

1 (21) 4728243/08 (22) 09.08.89 (46) 23.02.92.. Бюл. М 7 (71) Производственное объединение "Ворошиловградский тепловозостроительный завод им..Октябрьской революции" (72) В.С.Тарасов (53) 621.9.048.4.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 532501, кл. В.23 Н 9/12, 1975, (54) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ПРИРАБОТКИ 3УБЧАТЫХ КОЛЕС

„„5Q„„1713765 А1 (57) Изобретение относится к электрофизи-. ческим и электрохимическим методам обработки электропроводных материалов и может использоваться для электроэрозионной приработки взаимно обкатываемых деталей машин типа зубчатых колес.

Устройство содержит корпус 6 с двумя вращающимися, валами-1 и 2, связанными между. собой npvi помощи полых электропроводных гофрированных трубок 7 и 9. Полости 10 трубок. герметизированы и заполнены вязкой жидкостью. 1 ил.

1713765

Составитель В,Тарасов

Редактор И.Ванюшкина Техред М.Моргентал . Корректор О.Кундрик

Заказ 653 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 промежутка 5 может осуществляться как в ходе эрозионной. приработки по сигналу с промежутка 5о величине и знаке кинематической погрешности сопряжения из условия обеспечения съема припуска под обработку каждого из колес 3 и 4, так и регулировкой промежутка 5 до начала обработки установкой межосевого расстояния зацепления и его фиксации при малых начальных погрешностях зацепления, После доведения параметров сопряжения до заданных подачу импульсов в обмотку 12 прекращают. Затем контролируют изменение мгновенных значений передаточного отношения колес без влияния электроэрозионного процесса в промежутке 5 на сопряжение. При соответствии кинематической погрешности заданной, вращение прекращают, рабочую жидкость корпуса 6 сливают, отсоединяют элементы 7 и 9, разьединяют части корпуса 6, извлекают приработанные колеса 3 и 4, устанавливают колеса неприработанной следующей пары, вводят между колесами магнитопровод 11, соединяют части корпуса 6, присоединяют элементы 7 и 9, заливают рабочую жидкость в промежуток и корпус 6, вводят колеса в зацепление, сообщают вращение зубчатой паре и производят эрозионную приработку.

За счет дополнительной кинематической связи прирабатываемых колес через цельные, не содержащие кинематические звенья. разорванные промежутками с неупругой средой и неупругой связью, элементы обеспечена стабилизация среднего значения эрозионного промежутка за период пересопряжения, так как кинематичесжие цепи устройства имеют только, один элемент неупругой связи — эрозионный промежуток, который и подлежит регулировке, При этом время холостого хода эрозионной нагрузки при увеличенном промежутке и время ко5 роткого замыкания при "металлическом" контакте поверхностей сопряжения уменьшено за счет уменьшения степени кинематической неопределенности положения сопрягаемых поверхностей в ходе пересоп10 ряжения. В результате стабилизации среднего значения величины промежутка коэффициент использования импульсов технологического тока повышен, повышена производительность и качество приработ15 ки.

В предлагаемом устройстве отсутствуют подвижные контакты в цепи силового технологического тока, а функции передачи тока и кинематической связи нрирабатыва20 емых деталей совмещены в упругих элементах. Это исключает потери электрической мощности и уменьшает затраты энергии на сообщение сопрягающего перемещения прирабатываемым деталям, повышая про25 изводительность и качество обработки.

Формула изобретения

Устройство для электроэрозионной приработки зубчатых колес, содержащее

30 корпус с установленными в нем с возможностью вращения двумя валами, электрически связанными между собой при помощи перемычек,отл ича ющееся тем,что,с целью повышения производительности vi качества

35 обработки, перемычки выполнены ввиде заполненных жидкостью гофрированных металлических трубок, торцы которых связаны с торцами валов.

1713765

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки электропроводных материалов и предназначено для электроэрозионной приработки сопрягаемых и взаимообкатываемых элементов, в частности при производстве и ремонте зубчатых колес.

Известно устройство для электрозрозионной приработки зубчатых колес, в котором рабочий контур прирабатываемых зубчатых колес состоит не менее чем иэ четырех колес, закрепленных на четырех валах и введенных в зацепление в магнитопроводном корпусе устройства, снабженном обмоткой электрической связи контура приработки с генератором импульсов силового технологического тока, Благодаря электропроводности прирабатываемых колес и введению их в зацепление в известном устройстве обеспечена как электрическая связь между колесами во время обработки, так и дополнительная механическая связь каждой из пар колес, образующих данный эрозионный промежуток, через другую пару колес и эрозионный промежуток между ними, В устройстве отсутствуют подвижные электрические контакты для подвода силового технологического тока к зрозионным промежуткам рабочего контура, так как рабочий контур образован только обрабатываемыми tc олесами. Дополнительная механическая связь каждой пары колес через соседние колеса повышает качество приработки. Недостатком известного устройства является влияние кинематических погрешностей зацепления и неупругих связей через дополнительные эрозионные промежутки остальных колес на процесс приработки данной пары колес, что понижает качество и производительность приработки колес.

Известно устройство для электроэрозионной приработки сопрягаемых и взаимообкатываемых элементов машин, предназначенное для взаимной приработки в корпусе редуктора сопрягаемых поверхностей двух зубчатых колес, находящихся в зацеплении. Устройство имеет охватывающий рабочий контур технологического тока сердечник магнитной системы, обмотка которого подключена к генератору технологического тока эрозионной приработки.

Устройство содержит корпус с установленными в нем с воэможностью вращения валами, электрически связанными между собой при помощи перемычек и подвижных электрических контактов в цепи контура силового технологического тока через электропроводный корпус устройства. По50 устройства связаны через зону сопряжения по вращающему моменту, стабильность поддержания среднего межэлектродного промежутка определяется при этом величинами моментов, приложенных к сопрягаемым колесам, свойством рабочей жидкости, создающей диэлектрическую прослойку, абсолютными значенйями мгновенных скоростей поверхностей. Поскольку дополнительная упругая связь сопрягаемых элементов в известном устройстве не может

40 движные электрические контакты выполнены в виде скользящих контактов, а возможность вращения валов обеспечена установкой их в неизолированные подшипники корпуса.

Недостатком известного устройства для электроэрозионной приработки соп рягаемых элементов машин является наличие подвижных дополнительных контактов в цепи импульсного силового технологического тока эрозионной приработки, а также отсутствие дополнительной механической упругой связи сопрягаемых колес. В рабочем режиме устройства не менее половины технологического тока эрозионной приработки протекает через каждую пару перемычек, что ограничивает амплитуду импульсных высокочастотных токов и подводимую к прирабатываемым колесам мощность эрозионных импульсов тока. Потери мощности приводят к понижению производительности эрозионной приработки, а нелинейный подвижный контакт-в цепи силового технологического тока в условиях вибрации при приработке ограничивает амплитуду высших гармоник импульсов и снижает стабильность параметров токоподвода и качество приработки.

При этом диапазон скоростей вращения валов ограничен этим узлом передачи энергии силовых импульсов тока с неподвижных элементов на подвижные, что ограничивает технологические возможности устройства.

Конечное значение величины переходного сопротивления подвижных контактов в динамическом режиме приводит к токам технологических импульсов небольшой величины через подшипники опор валов, что существенно снижает срок службы и надежность устройства. Поскольку корпус устройства используется для проведения технологического тока, то затруднительно выполнить его с возможностью регулировки межосевого расстояния зубчатого зацепления, так как для этого потребуются допОлнительные подвижные контакты, которые вносят дополнительные потери в контур технологического тока устройства.

Кроме того, зубчатые колеса известного

1713765 быть выполнена, стабильность среднего ния торцы валов 1 и 2, расположенные с межэлектродного промежутка низка, коэф- другой стороны корпуса 6, соединены межфициент использования импульсов техно- ду собой электропроводным элементом 9. логического тока мал„производительность Элементы 7 и 9 выполнены в виде гофрирои качествообработки понижены.. 5 ванной в радиальном направлении тонкоЦелью изобретения является повыше- стенной трубы, выполненной из ние производительности и качества прира- электропроводного, устойчивого к цикличеботки, ским нагрузкам материала, например из.беПоставленная цель достигается тем, что р ил л ие вой б ро на ы Б р-Б2, удачно в устройстве для электроэрозионной прира- 10 сочетающей повышенную электропроводботкизубчатыхколес,содержащемкорпусс ность с устойчивостью к циклическим наустановленными в нем с возможностью вра- грузкам. Гофрированные трубы элементов 7 щения двумя валами, электрически связан- и 9 могут быть выполнены из биметалла, ными между собой при помощи перемычек, например из пружинной стали, покрытой перемычки выполнены в виде заполненных 15 слоем металла с повышенной электропрожидкостью гофрированных металлических водностью, при этом функции передачи техтрубок, торцы которых связаны с торцами нологического тока и передачи вращающего валов. момента обеспечивают разные слои матеНа чертеже представлено устройство, риалов трубы. общий вид. 20 Толщйна стенки гофрированной трубы

Устройство для электроэрозионной выбирается не менее глубины проникноприработки зубчатых колес содержит вы- вения в материал стенки тока с частотой, полненные из электропроводного материа- соответствующей частоте наиболее низкола валы 1 и 2, на которых установлены с частотной гармоники импульсов технологиобеспечением. электрического контакта од- 25 ческого тока, В большинстве случаев нотипные прирабатываемые колеса 3 и 4, толщина стенки валов выбирается из условведенные в зацепление. Между сопрягае- вия необходимой упругой кинематической мыми поверхностями колес 3 и 4 располо- связи в направлении действия вращающих жен эрозионный промежуток 5. Валы 1 и 2 моментов валов 1 и 2, при этом толщина установлены на подшипниках в корпусе 6. 30 стенки обычно оказывается достаточной выполненном из двух частей с возможно- для передачи без потерь наиболее низкостью установочного перемещения частей - частотных гармоник таких импульсов тока, для регулировки величины эрозионного Полости 10 труб элементов 7 и 9.герметизипромежутка5.Частикорпусабсочленяются рованы на торцах труб телом замков 8 и посредством уплотнения с обеспечением 35 заполнены вязкой жидкостью, например герметичности обьема корпуса 6 при регу- полиметилсилоксановой.— лировке промежутка 5. Корпус 6 частично Рабочая зона прирабатываемых колес 3 заполнен диэлектрической жидкостью — и 4 с промежутком 5 охвачена замкнутым средой электроэрозионной приработки. магнитопроводом 11 с обмоткой 12, подклюПодшипники валов 1 и 2.изолированы 40 ченной к генератору импульсов технологиот корпуса 6 диэлектрическими вставками ческого тока (не показано). Магнитопровод из несмачиваемого данной диэлектриче- 11 может быть выполнен неразборным блаской жидкостью материала, например из годаря обеспечению разборки корпуса капролона, контактирующие с жидкостью разъемом двух его частей. Возможность в поверхности которых покрыты слоем фто- 45 данном устройстве выполнения магниторопласта.Такимобразом.кэлектропровод- провода 11 неразборным повышает его ности материала корпуса 6 не предьявляет энергетические показатели эа счет сокраникаких требований, корпус может быть из-,щения электромагнитного рассеивания и готовлен из металла или диэлектрика, в по- упрощает выполнение. следнем случае отдельной изоляции 50 Для сопрягающего перемещения колес подшипников валов1 и 2 не требуется, Тор-. 3 и 4 они введены в зацепление с колесом цы валов 1 и 2 расположены вне корпуса 6. 13 привода вращения (не показан). При выОдносторонне расположенные торцы валов полнении только одного электропроводного

1 и 2 электрически соединены межДу собой упругого элемента, механически соединяюэлектропроводным элементом 7 посредст- 55 щего односторонне расположенные торцы вом замков 8. обеспечивающих электриче- " валов 1 и 2, привод осуществляют, по меньское и механическое соединение; шей мере, к одному из свободных концов

Для дополнительного снижения элект- валов с другой стороны. корпуса устройства, рическогосопротивления рабочего контура При минимальном межосевом расстоянии в данном варианте конкретного выполне- зацепления и диаметре размер и форма гоф1713765 ров выбраны так, чтоб при их изгибе гофры на внутреннем радиусе изгиба не контактировали электрически и механически между собой, обеспечивая стабильность электрической и механической связи торцов валов

1и2.

Все поверхности изгибающейся части трубы отполированы для повышения ресурса элементов 7 и 9 уменьшением вероятности образования усталостных трещин от микронеровности поверхностей, а также уменьшением концентрации силового технологического тока на выступах микронеровностей. Выполнение гофров в радиальном направлении трубы обеспечивает малые затраты механической энергии на изгиб трубы при ее вращении вокруг своей продольной оси и в то же время необходимую силу упругости элемента в направлении действия крутящего момента от вала. Поперечные гофры элементов 7 и 9 обеспечивают геометрически равные длины путей тока технологических импульсов по меньшему, внутреннему радиусу изгиба элементов и по большему, внешнему радиусу, так как изгиб элементов 7 и 9 не изменяет длины пути тока, а изменяет положение гофров друг относительно друга. Это способствует более равномерному растеканию высокочастотного тока импульсов по элементам.

В то же время гофры на внутреннем радиусе изгиба расположены ближе друг к другу чем на наружном, это уменьшает индуктивность рассеивания и реактивное сопротивление пути тока по внутренней части изгиба, в результате по ней течет несколько больший ток, чем по наружной части. При этом само вращение элементов 7 и 9 вокруг своих осей обеспечивает равномерное распределение средней за период сопряжения . удельной токовой нагрузки на стенки трубы, так как при вращении все части трубы последовательно занимают положения на наружном и внутреннем радиусе изгиба. Это исключает несимметрию механических свойств элементов 7 и 9 в направлении действия крутящих моментов валов 1 и 2, вызванную температурным расширением материала труб. Гофры незначительно влияют на собственную индуктивность рассеивания элементов 7 и 9 связи валов, так как по соседним стенкам .впадин гофров текут токи. в противоположных направлениях и значительная часть индуктивности рассевания компенсируется, она становится примерно равной индуктивности проводника длиной, равной длине оси элементов 7 и 9.

Устройство для электроэрозионной приработки работает следующим образом.

Зубчатым колесом 13 приводят во вращение колесо 3 с валом 1. За счет кинематических связей через зону сопряжения и через элементы 7 и 9 приводятся во враще5 ние колесо 4 и вал 2. Диэлектрическая жидкость корпуса 6 в динамическом режиме заполняет промежуток 5, образуя прослойку между сопрягаемыми поверхностями колес 3 и 4. Подают ток технологических

10 импульсов в обмотку 12. Возникающий в замкнутом магнитопроводе 11 магнитный поток индуктирует в рабочем контуре ЭДС, приложенную к зрозионному йромежутку 5.

После пробоя промежутка 5 в момент пони15 жения диэлектрических свойств прослойки в ходе сопрягающего вращения колес 3 и 4, импульсный силовой ток течет по цепи: колесо 3, вал 1, параллельно — элементы 7 и 9, вал 2, колесо 4, промежуток 5, осуществляя

20 эрозионную приработку сопрягаемых поверхностей колес 3 и 4. Ток через корпус 6 отсутствует благодаря изоляции подшипников валов 1 и 2. Погрешности сопрягаемых поверхностей колес 3 и 4 вызывают в дина25 мическом режиме флюктуации небольшой амплитуды передаточного отношения зацепления, равного за период пересопряжения единице, которые приводят к появлению импульсных крутящих моментов

30 на валах 1 и 2, приложенных к упругим элементам 7 и 9.

Благодаря существенно различающимся силам упругости элементов 7 и 9 в продольном и поперечном направлениях эти

35 моменты приводят к волнам механического сжатия гофров, распространяющимся вдоль элементов 7 и 9, Благодаря вязкости жидкости в полостях 10 и большой площади ее контакта со стенками гофров эти волны бы40 стро затухают и не передаются от торцов одного вала к торцам другого при одновременном наличии кинематической связи между валами через элементы 7 и 9. Дополнительная кинематическая связь колес че45 рез элементы 7 и 9 обеспечивает стабилизацию среднего значения величины эрозионного промежутка 5, оптимального для обработки. Диэлектрическая жидкость эрозионного промежутка, выбранная с по50 ниженной вязкостью, интенсивно циркулирует в зоне промежутка 5, удаляя продукты зрозионного процесса и восстанавливая диэлектрические свойства прослойки жидкости корпуса 6 в промежутке 5.

В ходе приработки поверхностей колес

3 и 4 перемещением частей корпуса 6 регулируют среднее за период пересопряжения значение величины эрозионного промежутка 5, поддерживая его в диапазоне оптимальных значений. Регулировка