In condizioni di funzionamento a carico elevato e ad alta intensità, la resistenza superficiale e la resistenza alla stanchezza dei componenti degli ingranaggi sono cruciali per l'affidabilità dell'intero sistema.In aggiunta ai metodi di trattamento termico convenzionali, rinforzo del rullo degli ingranaggi (Roller Burnishing /Cold Rolling), come processo di plastica senza taglio, senza rimozione di materiale, è ampiamente applicato in settori quali il trasporto ferroviario, le trasmissioni automobilistiche,e macchinari da costruzione.

Questo documento interpreta sistematicamente il principio, il percorso di processo, il meccanismo di miglioramento delle prestazioni e l'applicazione tipica del rinforzo del rullaggio degli ingranaggi nel settore del trasporto ferroviario.

Visualizzazione del processo di rinforzo della laminazione

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, introducendo così una tensione di compressione residua e aumentando la durezza superficiale.

La funzione principale del rinforzo della laminazione

1. Migliorare la durezza della superficie

Dopo la laminazione, la microstruttura della superficie dei denti viene indurita e la durezza aumenta del 10~30%.

2. Introdurre lo stress di compressione residua

La tensione di compressione può inibire efficacemente la propagazione delle crepe ed è la chiave per migliorare la durata di fatica da contatto e la durata di fatica da piegatura.

3Migliorare la qualità delle superfici

Dopo la laminazione, la rugosità della superficie del dente è ridotta e il valore tipico può essere ridotto da Ra1,6μm a Ra0,4μm, e la superficie del dente è più stabile.

4. Correggere errori di elaborazione minori

Ha una certa funzione di taglio adattivo per la deformazione del trattamento termico e il piccolo errore della radice.

Ambito di applicazione del processo di laminazione

Parametri chiave di rotolamento degli ingranaggi

1. Pressione del rullo (F)

La pressione applicata alla superficie del dente deve essere superiore alla resistenza di resa del materiale, di solito di 200-800 MPa, a seconda del materiale e della forma della superficie del dente.

2. Velocità e velocità di alimentazione

La velocità di alimentazione del rullo deve essere controllata a 1~3 mm/s;

La velocità dell'ingranaggio non deve essere troppo elevata, di solito inferiore a 200 giri/min, per evitare un aumento del calore e una sovrapressione della superficie.

3Materiale e profilo dei rulli

Materiali comuni: carburo cementato, acciaio carburato;

Il profilo del rullo deve essere accuratamente abbinato all'area del filetto radicale per evitare una "concentrazione di stress".

Il meccanismo di rinforzo del rotolamento degli ingranaggi

Lo strato indurito formato dalla laminazione ha una profondità di circa 0,2 - 0,5 mm e la microstruttura in questa zona è compatta, con linee di scivolamento dense e sollecitazioni di compressione residue come mostrato nella figura:

Gli attrezzi rinforzati presentano le seguenti caratteristiche:

La durata di resistenza alla fatica da contatto è aumentata del 30% -80%;

La resistenza alla stanchezza da piegatura è aumentata del 20% al 50%;

La dichiarazione del rumore è significativamente ridotta e la stabilità di ingaggio è migliorata;

La resistenza all'ossidazione ad alte temperature è migliorata e il tempo di ritenzione dell'olio lubrificante è prolungato.

Applicazione del rinforzo a rotolamento negli ingranaggi di transito ferroviario

Nella scatola di marcia del transito ferroviario, perché è in uno stato di alta velocità, grande coppia e carico di impatto per un lungo periodo, anche se il trattamento termico tradizionale può soddisfare i requisiti di forza di base,il danno da stanchezza alla radice del dente è ancora la principale causa di guasto.

Pratiche tipiche:

Il sistema di controllo delle emissioni di gas di scarico è basato su un sistema di controllo delle emissioni di gas.

La strategia di modellazione corrispondente (campo superiore del dente + rotolamento della radice del dente) forma una coppia di ingranaggi di alta durata;

Viene utilizzato nel cambio delle locomotive e nel sistema di alimentazione dei treni ad alta velocità.

Suggerimenti pratici per il processo

✔ attrezzature corollari:

La "tecnologia" di cui all'allegato I del regolamento (CE) n. 765/2008 è la tecnica utilizzata per determinare le caratteristiche tecniche di un dispositivo di controllo.

Dispone di uno spinello di rotolamento ad alta rigidità e di un modulo di pressione regolabile.

✔ modalità di rilevamento:

Determinazione delle sollecitazioni di compressione residue in superficie: diffrazione a raggi X;

Durezza superficiale: prova HRc;

prova del rumore di reticolazione degli ingranaggi;

Prova di resistenza alla stanchezza (piegatura/contatto). Tecnologia di rinforzo del rotolamento degli ingranaggi, come mezzo importante per migliorare le proprietà superficiali degli ingranaggi,Il trasporto ferroviario è diventato uno dei processi fondamentali in settori ad alta affidabilità come il trasporto ferroviario.Introducendo lo stress compressivo residuo e migliorando la finitura e la durezza della superficie, questa tecnologia ritarda efficacemente il guasto da stanchezza degli ingranaggi.servono come un'altra barriera di sicurezza oltre al trattamento termico.