Mnogi dijelovinovi reduktori energijeiautomobilski zupčaniciProjekat zahtijeva sačmarenje nakon brušenja zupčanika, što će pogoršati kvalitet površine zuba, pa čak i uticati na NVH performanse sistema. Ovaj rad proučava hrapavost površine zuba pod različitim uslovima procesa sačmarenja i različitih dijelova prije i poslije sačmarenja. Rezultati pokazuju da sačmarenje povećava hrapavost površine zuba, na koju utiču karakteristike dijelova, parametri procesa sačmarenja i drugi faktori; Pod postojećim uslovima procesa serijske proizvodnje, maksimalna hrapavost površine zuba nakon sačmarenja je 3,1 puta veća nego prije sačmarenja. Razmatra se uticaj hrapavosti površine zuba na NVH performanse i predlažu se mjere za poboljšanje hrapavosti nakon sačmarenja.

U skladu s gore navedenim, ovaj rad razmatra sljedeća tri aspekta:

Utjecaj parametara procesa sačmarstva na hrapavost površine zuba;

Stepen pojačanja hrapavosti površine zuba sačmarjenjem pod postojećim uslovima procesa serijske proizvodnje;

Utjecaj povećane hrapavosti površine zuba na NVH performanse i mjere za poboljšanje hrapavosti nakon sačmarstva.

Sačmarenje se odnosi na proces u kojem brojni mali projektili visoke tvrdoće i brzine kretanja udaraju u površinu dijelova. Pod utjecajem projektila velikom brzinom, površina dijela će stvoriti udubljenja i doći će do plastične deformacije. Tvari oko udubljenja će se oduprijeti ovoj deformaciji i generirati zaostala tlačna naprezanja. Preklapanje brojnih udubljenja će formirati ujednačen sloj zaostalih tlačnih naprezanja na površini dijela, čime se poboljšava čvrstoća dijela na zamor. Prema načinu postizanja velike brzine sačmarenjem, sačmarenje se općenito dijeli na sačmarenje komprimiranim zrakom i centrifugalno sačmarenje, kao što je prikazano na slici 1.

Sačmarenje komprimiranim zrakom koristi komprimirani zrak kao pogon za raspršivanje kuglica iz pištolja; Centrifugalno sačmarenje koristi motor za pokretanje impelera koji se okreće velikom brzinom i izbacuje kuglice. Ključni parametri procesa sačmarenja uključuju čvrstoću zasićenja, pokrivenost i svojstva medija za sačmarenje (materijal, veličina, oblik, tvrdoća). Čvrstoća zasićenja je parametar koji karakterizira čvrstoću sačmarenja, a izražava se visinom luka (tj. stepenom savijanja Almenovog ispitnog uzorka nakon sačmarenja); Stopa pokrivenosti odnosi se na odnos površine prekrivene udubljenjem nakon sačmarenja i ukupne površine sačmarenog područja; Uobičajeno korišteni mediji za sačmarenje uključuju sačmu za rezanje čelične žice, sačmu od lijevanog čelika, keramičku sačmu, staklenu sačmu itd. Veličina, oblik i tvrdoća medija za sačmarenje su različitih stepena. Opći zahtjevi procesa za dijelove osovine zupčanika mjenjača prikazani su u Tabeli 1.

Ispitivani dio je zupčanik međuvratila 1/6 hibridnog projekta. Struktura zupčanika je prikazana na Slici 2. Nakon brušenja, mikrostruktura površine zuba je Grade 2, tvrdoća površine je 710HV30, a efektivna dubina sloja kaljenja je 0,65 mm, što je sve u okviru tehničkih zahtjeva. Hrapavost površine zuba prije sačmarenja prikazana je u Tabeli 3, a tačnost profila zuba prikazana je u Tabeli 4. Može se vidjeti da je hrapavost površine zuba prije sačmarenja dobra, a krivulja profila zuba glatka.

Plan testiranja i parametri testiranja

U ispitivanju se koristi mašina za sačmarenje komprimovanim vazduhom. Zbog uslova ispitivanja, nemoguće je provjeriti uticaj svojstava medija za sačmarenje (materijal, veličina, tvrdoća). Stoga su svojstva medija za sačmarenje konstantna u ispitivanju. Provjerava se samo uticaj čvrstoće zasićenja i pokrivenosti na hrapavost površine zuba nakon sačmarenja. Shemu ispitivanja pogledajte u tabeli 2. Specifičan proces određivanja parametara ispitivanja je sljedeći: nacrtajte krivulju zasićenja (Slika 3) pomoću Almenovog kupon testa kako biste odredili tačku zasićenja, kako biste fiksirali pritisak komprimovanog vazduha, protok čelične sačme, brzinu kretanja mlaznice, udaljenost mlaznice od dijelova i druge parametre opreme.

rezultat testa

Podaci o hrapavosti površine zuba nakon sačmarenje prikazani su u Tabeli 3, a tačnost profila zuba prikazana je u Tabeli 4. Može se vidjeti da se pod četiri uslova sačmarenje hrapavost površine zuba povećava, a krivulja profila zuba postaje konkavna i konveksna nakon sačmarenje. Odnos hrapavosti nakon prskanja i hrapavosti prije prskanja koristi se za karakterizaciju uvećanja hrapavosti (Tabela 3). Može se vidjeti da je uvećanje hrapavosti različito pod četiri uslova procesa.

Praćenje serije povećanja hrapavosti površine zuba sačmarnim kupanjem

Rezultati ispitivanja u Odjeljku 3 pokazuju da se hrapavost površine zuba povećava u različitim stepenima nakon sačmaranja različitim procesima. Kako bi se u potpunosti razumio učinak sačmaranja na hrapavost površine zuba i povećao broj uzoraka, odabrano je 5 artikala, 5 tipova i ukupno 44 dijela za praćenje hrapavosti prije i nakon sačmaranja pod uslovima procesa sačmaranja u serijskoj proizvodnji. Pogledajte Tabelu 5 za fizičke i hemijske informacije i informacije o procesu sačmaranja praćenih dijelova nakon brušenja zupčanika. Podaci o hrapavosti i uvećanju prednjih i zadnjih površina zuba prije sačmaranja prikazani su na Slici 4. Slika 4 pokazuje da je raspon hrapavosti površine zuba prije sačmaranja Rz1,6 μm - Rz4,3 μm; Nakon sačmaranja, hrapavost se povećava, a raspon distribucije je Rz2,3 μm - Rz6,7 μm; Maksimalna hrapavost se može povećati do 3,1 puta prije sačmaranja.

Faktori koji utiču na hrapavost površine zuba nakon sačmarenja

Iz principa sačmarenja može se vidjeti da visoka tvrdoća i brzo kretanje sačme ostavljaju bezbrojne udubljenja na površini dijela, što je izvor zaostalog tlačnog napona. Istovremeno, ova udubljenja će vjerovatno povećati hrapavost površine. Karakteristike dijelova prije sačmarenja i parametri procesa sačmarenja uticaće na hrapavost nakon sačmarenja, kao što je navedeno u Tabeli 6. U Odjeljku 3 ovog rada, pod četiri procesna uslova, hrapavost površine zuba nakon sačmarenja se povećava u različitim stepenima. U ovom testu postoje dvije varijable, naime, hrapavost prije sačmarenja i parametri procesa (čvrstoća zasićenja ili pokrivenost), koji ne mogu precizno odrediti odnos između hrapavosti nakon sačmarenja i svakog pojedinačnog faktora uticaja. Trenutno su mnogi naučnici istraživali ovo i predložili teorijski model predviđanja hrapavosti površine nakon sačmarenja zasnovan na simulaciji konačnih elemenata, koji se koristi za predviđanje odgovarajućih vrijednosti hrapavosti različitih procesa sačmarenja.

Na osnovu stvarnog iskustva i istraživanja drugih naučnika, mogu se nagađati načini utjecaja različitih faktora, kao što je prikazano u Tabeli 6. Može se vidjeti da na hrapavost nakon sačmarenja sveobuhvatno utječu mnogi faktori, koji su ujedno i ključni faktori koji utječu na preostali tlačni napon. Da bi se smanjila hrapavost nakon sačmarenja, a sve u skladu s osiguranjem preostalog tlačnog napona, potreban je veliki broj procesnih ispitivanja kako bi se kontinuirano optimizirala kombinacija parametara.

Utjecaj hrapavosti površine zuba na NVH performanse sistema

Dijelovi zupčanika nalaze se u dinamičkom prijenosnom sistemu, a hrapavost površine zuba utjecat će na njihove NVH performanse. Eksperimentalni rezultati pokazuju da pod istim opterećenjem i brzinom, što je veća hrapavost površine, to su veće vibracije i buka sistema; Kada se opterećenje i brzina povećaju, vibracije i buka se očiglednije povećavaju.

Posljednjih godina, projekti novih reduktora energije su se brzo povećali i pokazuju trend razvoja velikih brzina i velikog obrtnog momenta. Trenutno, maksimalni obrtni moment našeg novog reduktora energije je 354 N·m, a maksimalna brzina je 16000 o/min, koja će se u budućnosti povećati na više od 20000 o/min. U takvim radnim uslovima, mora se uzeti u obzir uticaj povećanja hrapavosti površine zuba na NVH performanse sistema.

Mjere za poboljšanje hrapavosti površine zuba nakon sačmarstva

Proces sačmaranja nakon brušenja zupčanika može poboljšati kontaktnu čvrstoću na zamor površine zuba zupčanika i čvrstoću na zamor savijanjem korijena zuba. Ako se ovaj proces mora koristiti zbog čvrstoće u procesu projektovanja zupčanika, kako bi se uzele u obzir NVH performanse sistema, hrapavost površine zuba zupčanika nakon sačmaranja može se poboljšati iz sljedećih aspekata:

a. Optimizirati parametre procesa sačmarenjem i kontrolirati povećanje hrapavosti površine zuba nakon sačmarenjem, pod pretpostavkom osiguranja zaostalog tlačnog napona. To zahtijeva mnogo procesnih ispitivanja, a svestranost procesa nije jaka.

b. Usvaja se proces kompozitnog sačmaranja, odnosno nakon završetka sačmaranja normalne čvrstoće, dodaje se još jedno sačmarenje. Povećana čvrstoća procesa sačmaranja je obično mala. Vrsta i veličina materijala za sačmu mogu se podesiti, kao što su keramička sačma, staklena sačma ili sačma od čelične žice manje veličine.

c. Nakon sačmarskog čišćenja, dodaju se procesi kao što su poliranje površine zuba i slobodno honanje.

U ovom radu proučava se hrapavost površine zuba pod različitim uslovima procesa sačmarenja i različitih dijelova prije i poslije sačmarenja, te su na osnovu literature izvedeni sljedeći zaključci:

◆ Sačmarenje će povećati hrapavost površine zuba, na koju utiču karakteristike dijelova prije sačmarenja, parametri procesa sačmarenja i drugi faktori, a ovi faktori su ujedno i ključni faktori koji utiču na preostali tlačni napon;

◆ Pod postojećim uslovima procesa serijske proizvodnje, maksimalna hrapavost površine zuba nakon sačmaranja je 3,1 puta veća nego prije sačmaranja;

◆ Povećanje hrapavosti površine zuba povećat će vibracije i buku sistema. Što je veći obrtni moment i brzina, to je očiglednije povećanje vibracija i buke;

◆ Hrapavost površine zuba nakon sačmarenja može se poboljšati optimizacijom parametara procesa sačmarenja, sačmarenjem kompozitnih materijala, dodavanjem poliranja ili slobodnog honanja nakon sačmarenja itd. Očekuje se da će optimizacija parametara procesa sačmarenja kontrolirati povećanje hrapavosti do oko 1,5 puta.