Bij hoge belasting en hoge intensiteit zijn de oppervlakte-sterkte en vermoeidheidsbestendigheid van versnellingsonderdelen van cruciaal belang voor de betrouwbaarheid van het gehele systeem.In aanvulling op de conventionele warmtebehandeling, is de versnellingsrolversterking (Roller Burnishing/Cold Rolling), als een niet-snijbaar, materiaalverwijderingsvrij kunststofvormingsproces, op grote schaal toegepast op gebieden als spoorvervoer, automobieltransmissie,en bouwmachines.

In dit document wordt systematisch geïnterpreteerd wat het principe, het procespad, het mechanisme voor prestatieverbetering en de typische toepassing is van de versterking van de tandwielrol op het gebied van spoorvervoer.

Overzicht van het proces voor het versterken van het rollen

Gear rolling is a process in which high hardness rollers (usually made of hard alloy or carburized steel) are applied to the tooth surface or root to cause plastic deformation of the tooth surface layer, waardoor residuele compressiespanning wordt ingevoerd en de oppervlakhardheid wordt verhoogd.

De belangrijkste functie van de rollende versterking

1. Verbeteren van de oppervlakhardheid

Na het rollen wordt de microstructuur van het tandoppervlak gehardeerd en wordt de hardheid met 10 tot 30% verhoogd.

2. Introductie van restcompressieve spanning

De drukstress kan de verspreiding van de scheuren effectief remmen en is de sleutel tot het verbeteren van de contactvermoeidheid en de buigvermoeidheid.

3. Verbeteren van de oppervlaktekwaliteit

Na het rollen wordt de ruwheid van het tandoppervlak verminderd en kan de typische waarde worden verlaagd van Ra1,6 μm tot Ra0,4 μm, waardoor het tandoppervlak stabieler is.

4. Kleine verwerkingsfouten corrigeren

Het heeft een bepaalde adaptieve trimfunctie voor warmtebehandeling vervorming en kleine wortelfout.

Toepassingsgebied van het walsen

Belangrijkste parameters van het rollen van het vistuig

1. Roldruk (F)

De op het tandoppervlak uitgeoefende druk moet groter zijn dan de uitvalsterkte van het materiaal, meestal 200 tot 800 MPa, afhankelijk van het materiaal en de vorm van het tandoppervlak.

2. Voersnelheid en snelheid

De voersnelheid van de rol moet worden gereguleerd op 1 tot 3 mm/s;

De snelheid van de tandwiel mag niet te hoog zijn, meestal minder dan 200 t/min, om te voorkomen dat de hitte stijgt en dat het oppervlak overdrukt.

3. Rolmateriaal en profiel

Gemeenschappelijke materialen: gecementiseerd carbide, gecarburiseerd staal;

Het rolprofiel moet nauwkeurig worden afgestemd op het gebied van de wortelfilet om "stressconcentratie" te voorkomen.

Het versterkingsmechanisme van het rollen van het vistuig

De geharde laag die door het rollen wordt gevormd, is ongeveer 0,2 tot 0,5 mm diep en de microstructuur in dit gebied is samengeperst, met dichte sliplijnen en restcompressieve spanning zoals in de figuur wordt weergegeven:

Het versterkte vistuig heeft de volgende kenmerken:

De levensduur bij contactvermoeidheid is met 30% tot 80% verhoogd;

De buigsterkte wordt met 20% tot 50% verhoogd;

De geluidsdeclaratie wordt aanzienlijk verminderd en de inzetstabiliteit wordt verbeterd;

Bij hoge temperaturen wordt de oxidatiebestendigheid verbeterd en wordt de retentietijd van smeerolie verlengd.

Toepassing van rolversterking in spoorwegtransito-onderdelen

In de versnellingsbak van spoorvervoer, omdat het in een staat van hoge snelheid, groot koppel en slagbelasting voor een lange tijd, hoewel de traditionele warmtebehandeling kan voldoen aan de basissterkte eisen,de vermoeidheidsschade aan de tandwortel is nog steeds de belangrijkste oorzaak van het falen.

Typische praktijken:

het rollen en versterken van de wortel van kleine werktuigen na carburering en blussen;

De overeenkomstige vormingsstrategie (tandhoek + tandwortelrol) vormt een tandwielpar met een hoge duurzaamheid.

Het wordt gebruikt in locomotiefversnellingsbakken en hogesnelheidstreinen.

Praktische suggesties voor het proces

✔ bijkomende apparatuur:

speciale tandwortelwalmachine (kan numeriek worden bestuurd om het rolpad aan te passen);

Het heeft een hoge stijfheid rolspindel en een verstelbare drukmodule.

✔ detectiemodus:

Oppervlakte-residuele compressiespanning: röntgendiffractie;

oppervlakhardheid: HRc-test;

Test van het rastergeluid;

Vermoeidheidstest (buiging/contact).Het is een van de kernprocessen geworden op gebieden met een hoge betrouwbaarheid, zoals spoorvervoer.Door de invoering van restcompressieve spanningen en het verbeteren van de oppervlakteafwerking en hardheid, vertraagt deze technologie effectief het falen van versnellingsmiddelen door vermoeidheid.als een andere veiligheidsbarrière dienen naast warmtebehandeling.