Suurien hammaspyörien korkealaatuinen hammas hampaalta karkaisu induktiolämmityksellä
Teollisessa teollisuudessa suuret vaihteet ovat kriittinen rooli erilaisissa sovelluksissa, kuten raskaissa koneissa, tuuliturbiineissa ja teollisuuslaitteissa. Niiden kestävyyden ja suorituskyvyn varmistamiseksi on välttämätöntä soveltaa hammaspyörän hampaisiin karkaisuprosessia. Yksi tehokkaimmista menetelmistä saavuttaa hammas hampaalta karkaisu suurilla vaihteilla on induktiokuumennus.
Induktiolämmitys on prosessi, joka hyödyntää sähkömagneettista induktiota hammaspyörän hampaiden pinnan nopeaan lämmittämiseen. Kun käämiin johdetaan suurtaajuista vaihtovirtaa, syntyy magneettikenttä, joka indusoi pyörrevirtoja hammaspyörän hampaan pintaan. Nämä pyörrevirrat luovat paikallisen kuumennuksen, mikä mahdollistaa jokaisen yksittäisen hampaan tarkan ja kontrolloidun kovettumisen.
Hammas hampaalta -karkaisu induktiolämmityksellä tarjoaa useita etuja muihin karkaisumenetelmiin verrattuna. Ensinnäkin se varmistaa tasaisen kovuuden jakautumisen hammaspyörien hampaiden välillä, mikä parantaa kulutuskestävyyttä ja kuormankantokykyä. Tämä on erityisen tärkeää suurille vaihteille, jotka ovat alttiina raskaalle kuormitukselle ja ankarille käyttöolosuhteille.
Toiseksi, induktiolämmitys mahdollistaa selektiivisen karkaisun, mikä tarkoittaa, että vain hammaspyörän hampaat lämmitetään, kun taas muu hammaspyörä pysyy suhteellisen ennallaan. Tämä minimoi vääristymisen tai vääntymisen riskin, jota voi esiintyä muilla lämpökäsittelymenetelmillä, joihin liittyy koko vaihteiston lämmitys. Kuumennusprosessin tarkka hallinta mahdollistaa kohdistetun karkaisun, mikä johtaa korkealaatuiseen, mittavakaaseen vaihteeseen.
Induktiokarkaisu pienten, keskisuurten ja suurten hammaspyörien käsittely tehdään hammas hampaalta -tekniikalla tai ympyröintimenetelmällä. Hammaspyörän koosta, vaaditusta kovuuskuviosta ja geometriasta riippuen hammaspyörät induktiokarkaistu ympäröimällä koko hammaspyörä kelalla (ns. "hammaspyörien karkaisu") tai suuremmissa hammaspyörissä lämmittämällä niitä "hammas hampaalta". , jossa voidaan saavuttaa tarkempi kovettumistulos, vaikka prosessi on paljon hitaampi.
Suurten hammaspyörien hammas hampaalta karkaisu
Hammas hampaalta -menetelmä voidaan tehdä kahdella vaihtoehtoisella tekniikalla:
"Tip-by-tip" käyttää yhden laukauksen lämmitys- tai skannaustilaa, induktori ympäröi yhden hampaan rungon. Tätä menetelmää käytetään harvoin, koska se ei anna vaadittua väsymis- ja iskulujuutta.
Suositumpi "rako väliltä" -kovetustekniikka käyttää vain skannaustilaa. Se edellyttää, että kela on symmetrisesti sijoitettu vierekkäisten hampaiden kahden kyljen väliin. Induktorin skannausnopeudet ovat tyypillisesti 6 mm/s - 9 mm/s.
Käytössä on kaksi skannaustekniikkaa:
– kela on paikallaan ja vaihde on liikuteltava
- hammaspyörä on paikallaan ja kela on liikuteltava (suositumpi suurikokoisten hammaspyörien karkaisussa)
Induktiokarkaisukela
Induktorin geometria riippuu hampaiden muodosta ja vaaditusta kovuuskuviosta. Induktorit voidaan suunnitella lämmittämään vain hampaan juurta ja/tai kylkeä, jolloin kärki ja hampaan ydin jää pehmeiksi, sitkeiksi ja taipuisiksi.
Simulointi auttaa estämään ylikuumenemisen
Hammas hampaalta hammaspyörän karkaisuprosesseja kehitettäessä tulee kiinnittää erityistä huomiota sähkömagneettisiin pää/reunavaikutuksiin ja kykyyn tarjota vaadittu kuvio vaihteen päätyalueilla.
Hammaspyörän hammasta skannattaessa lämpötila jakautuu hammaspyörän juurien ja kylkien sisällä melko tasaisesti. Samaan aikaan, koska pyörrevirta palaa kyljen ja erityisesti hampaan kärjen läpi, on huolehdittava hampaan kärkien alueiden ylikuumenemisen estämiseksi, erityisesti skannauskovettumisen alussa ja lopussa. . Simulaatio voi auttaa estämään nämä ei-toivotut vaikutukset ennen prosessin kehittämistä.
Esimerkki simulaatiosta
Hammas hampaalta hammaspyörän karkaisukotelo 12 kHz:llä.
Myös suihkujäähdytys on simuloitu, mutta se ei näy tuloskuvissa. Kahden hampaan ylä- ja sivupinnoille kohdistetaan jäähdytysvaikutus sekä induktorin jälkeistä jäähdytysvyöhykettä liikutteleva.
3D-karkaistu profiili harmaalla värillä:
2D Karkaistu profiili pystysuora slice: CENOS mahdollistaa helposti havainnollistaa kuinka karkaistu profiili syvenee, jos tehoa ei vähennetä tai sammuteta lähellä vaihteen loppua. 
Vaihteen virrantiheys:
Lisäksi induktiolämmitys tarjoaa nopeat lämmitys- ja jäähdytysnopeudet, mikä vähentää kokonaiskäsittelyaikaa perinteisiin menetelmiin verrattuna. Tämä on erityisen edullista suurille vaihteille, koska se parantaa tuotannon tehokkuutta ja alentaa kustannuksia.
Suurten hammaspyörien hampaiden karkaisu induktiolämmityksellä edellyttää erikoislaitteita. Induktiolämmitysjärjestelmä koostuu tyypillisesti virtalähteestä, kelasta tai induktorista ja jäähdytysjärjestelmästä. Vaihteisto asetetaan kelaan ja virtalähde aktivoituu tuottamaan tarvittavaa lämpöä. Prosessiparametreja, kuten teho, taajuus ja kuumennusaika, säädetään huolellisesti halutun kovuusprofiilin saavuttamiseksi.
Yhteenvetona voidaan todeta, että suurten hammaspyörien hammas hampaalta karkaisu induktiolämmityksellä on erittäin tehokas ja tehokas menetelmä. Se varmistaa tasaisen kovuuden jakautumisen, valikoivan kovettumisen ja nopeat käsittelyajat, mikä johtaa laadukkaisiin ja kestäviin vaihteisiin. Jos olet mukana suurten hammaspyörien valmistuksessa, induktiolämmityksen käyttöönotto hammas hampaalta kovettamiseksi voi parantaa merkittävästi tuotteidesi suorituskykyä ja pitkäikäisyyttä.
