170497. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés különösen fogaskerékfogak szilárdságnövelésére

3 170497 4 áll, aholis az alakítandó fogaskerék térben helytálló felfogására alkalmas befogószerkezet is elrendezhető. A képlékeny alakítást excentrikusan ágyazott tengelyekre felerősített profilhengerekkel végzik, aholis a mindenkori túlfedést esetlegesen többlépésben is az excentrikusan ágyazott tengelyek szakaszos elforgatásával változtatják, ill. állítják be. A fenti eljárással elérhető szilárdságnövelés felületi jellegű és csak meghatározott, példaképpen m=10—11 modulú fogaskerékfogaknál 3 mm-t meg nem haladó mélységig terjed. Ennek következtében az adott esetben a tartósan visszamaradó nyomófeszültségek tartománymélysége 0,7 mm-t nem haladja meg, ezért azok a fogaskerékfogakban üzemi terhelés közben kialakuló feszültségeloszlásra csupán jelentéktelen befolyást gyakorolnak. Megállapítható hogy a fentiekben említett ismert eljáráson alapuló ismert berendezésben létrehozható szilárdságnövelés az említett okok miatt a fogaskerékfogak hajlítószilárdságát alig vagy egyáltalán nem növeli. A képlékeny alakítással szilárdságnövelt felületi réteg vastagságát megkísérelték a fogaskerékszelvény és az alkalmazott alakítószerszám közötti túlfedés növelésével fokozni. Ezen törekvések nem vezettek a kívánt eredményhez, mert a szerkezeti anyag felületi rétegének túlzott igénybevétele folytán az ún. pikkelyesedés jelensége lépett fel, másszóval a felületréteg helyileg kagylósán felpattogzott. Ehelyütt szükséges egyúttal megjegyeznünk, hogy a tartósan visszamaradó nyomófeszültségek tartománymélysége és azok eloszlása a fogaskerékfogak hajlítószilárdságára nézve döntő fontossággal bír. Az eddigiekben ismeretessé vált szilárdságnövelő eljárások nem teszik lehetővé olyan tartósan visszamaradó feszültségállapot létrehozását, amely a fogaskerékfogak szerkezeti anyagában üzemi terhelés kr.-íben előálló feszültségekre szuperponálódva a veszélyes keresztmetszet teljes tartományában egyenletes feszültségeloszlást eredményezne. Az ismert szilárdságnövelő eljárásokkal elérhető visszamaradó feszültségállapot eloszlása olyan, hogy az üzemi terhelés hatására kialakuló feszültségcsúcsértékek a veszélyes keresztmetszet felülethez közeleső tartományban lépnek fel, ily módon a fogak belső magtartománya a teherviselésben alig vagy egyáltalán nem vesz részt. A találmány célja az ismert megoldások hátrányait és hiányosságait kiküszöbölő olyan eljárás és annak foganatosítására alkalmas berendezés kialakítása, amelyek lehetővé teszik a fogaskerékfogak veszélyes keresztmetszetének tartományában kellő mélységig behatoló visszamaradó és optimális eloszlású visszamaradó nyomófeszültségek létrehozását, s ennek eredményeként a fogaskerékfogak hajlítószilárdságának jelentős mérvű megnövelését. A találmány szerint a kitűzött feladatot úgy oldjuk meg, hogy a képlékeny alakítással történő szilárdságnövelés során a fogtetőkre az üzemi terhelés irányában nyomóelemeket szorítunk, és a fogakat oly mértékben hajlítjuk meg, hogy az igénybevétel az anyag rugalmassági határát meghaladja. A fenti találmány szerinti hajlítás következtében a fogaskerékfogak szerkezeti anyagában az üzemi terhelésnek megfelelő előjelű, a rugalmassági határt meghaladó feszültségeket hozunk létre, s ennek következtében a veszélyes fogkeresztmetszetben magasértékű, és a belső, mélyenfekvő tartományokig is behatoló tartós feszültségek keletkeznek, 5 amelyek üzem közben az üzemi terheléssel szuperponálódva a fogak szerkezeti anyagában a veszélyes keresztmetszet belső magtartományát is felölelő kedvező energiaállapotot hoznak létre. A találmány szerinti képlékeny hajlítóalakítás 10 tehát a veszélyes fogkeresztmetszet teljes tartományában az eddigiekben alkalmazott ismert eljárásokkal el nem érhető szilárdságnövelést tesz lehetővé. Előnyösnek bizonyult a találmány szerinti eljá-15 rás azon foganatosítási módja, amelynek értelmében a fogak kapcsolófelületeit hajlítás előtt úgy hőkezeljük, hogy a fogmagasság mentén mérve a hőkezeléssel edzett felületréteg és a hidegalakítással szilárdított réteg határtartományában is törésmen-20 tesen, egyenletesen változó felületkeménységet alakítunk ki. Ezen foganatosítási mód lehetővé teszi magas gördülőszilárdságú fogfelületek kialakítását és ezzel egyidejűleg a határtartományokban kialakuló ugrásszerű keménységkülönbségek kiküszöbölésével e 25 tartományokban feszűltségcsúcsértékek elkerülését. Ugyancsak előnyösnek mutatkozott a találmány szerinti eljárás azon foganatosítási módja, amelynél a fogak felületeit hajlítás közben felhevítjük, majd azokat ezen igénybevett, tehát hajlított állapotban 30 hűtjük le. Ez utóbbi megoldás révén betétedző- és szénacélokból álló fogaskerekek magas gördülőszilárdságát a hajlítással kiváltott szilárdságnövekedéssel egyidejűleg alakíthatjuk ki. Ugyanakkor az említett szerkezeti anyagokból álló fogaskerekek 35 fogainak szilárdsági jellemzői oly módon növelhetők meg, hogy nem következik be a korábbról ismert, és az ismert kémiai anyagok alkalmazásából eredő rugalmassági határcsökkenés a fogak fogtőtartományában. 40 A fentiekben részletezett találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas ugyancsak találmány szerinti berendezés a gépalapon rögzített alakítószerszámból, az alakítandó fogaskerék felfogására alkalmas befogószerkezetből, továbbá az alakító-45 szerszám és a fogaskerék egymáshoz viszonyított mozgatására alkalmas menesztőszervből áll, és lényege, hogy az alakítószerszám belső palástfelületén legalább egy kiálló nyomóelemmel ellátott gyűrűből áll, aholis a nyomóelemek a befogószerke-50 zetbe az alakítószerszámhoz képest forgathatóan befogott fogaskerék fogaihoz vannak hozzárendelve és azok fogpalástfelületeire alkotó mentén illeszkednek. A fenti megoldás lehetővé teszi a kezelendő fogaskerék fogainak sorban egymás után 55 adott, meghatározott hajlítónyomatékkal történő igénybevételét, amely hajlítónyomaték a fogaskerék szerkezeti anyagában a későbbi üzemi terheléssel azonos előjelű és a folyáshatárt meghaladó értékű hajlítófeszültségeket ébreszt. 60 Előnyösnek bizonyult a találmány szerinti berendezés azon kiviteli alakja, amelynek nyomóelemei a gyűrű belső palástfelületének alkotómenti hornyaiban a fogaskerék alakítandó fogainak fogpalástfelületeire merőleges irányban állíthatóan van-65 nak ágyazva. Ez utóbbi kialakítás lehetővé teszi az 2