Техника - молодёжи 1970-09, страница 26

ступиц — скажем, размеры отверстия — тоже в какой-то мере нормализованы, различные комбинации множества даже стандартных элементов, заключенных в одной детали, делают ее непохожей на другую, тоже сконструированную с соблюдением всех стандартов. А ведь есть еще немало случаев, когда конструктор вынужден идти и на нестандартные решения, приспосабливаясь к особенностям других частей механизма.

Вот и получается, что при небольшом разнообразии венцов промышленность выпускает около 100 тыс. видов шестеренок! В таких условиях нет смысла налаживать централизованное производство, оно теряет свой главный козырь — экономическую эффективность, рентабельность.

И сейчас каждый завод, большой и маленький, делает зубчатые колеса сам для себя. Попытки нормализовать шестерни не привели к желанным результатам — все равно количество их типов оставалось слишком большим. Различие ступиц не прихоть конструкторов, оно технически необходимо. Одной нормализацией тут не обойдешься, нужен принципиально новый подход к задаче.

Но если не удается централизованно выпускать шестерни целиком, то нельзя ли развернуть массовое производство самых дорогих и капризных в изготовлении элементов — зубчатых венцов? Для этого нужно было бы делать шестерню составной — из двух деталей — специальной ступицы и стандартного зубчатого венца.

Такое разделение сразу ставит все на свои места. Появляется возможность наладить массовый выпуск венцов и поставлять их заводам-потребителям так же, как сегодня поставляются подшипники. Останется только прикрепить венец к ступице — и шестерня готова.

ТРУДНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ

Соединить зубчатый венец со ступицей труднее, чем подшипник с валом. Кольцо подшипника просто надевается на вал с небольшим натягом. Этого достаточно, ведь подшипник не передает крутящих моментов, наоборот — его задача избавлять механизм от них.

Колесо работает в более тяжелых условиях — оно передает усилия, и поэтому легкая посадка не годится. Перед конструкторами стояла задача найти простой и надежный способ соединения, гарантирующий точность положения венца относительно ступицы.

Выбор не сразу пал на склейку. Было рассмотрено множество вариантов: напрессовка, склепывание, точечная приварка к торцу, посадка на рифления...

Наконец появилась и после многочисленных испытаний была принята конструкция венца, закрепляемого клеем.

Венец представляет собой зубчатое кольцо. На его внутренней поверхности прорезано несколько тонких винтовых канавок. Такие же канавки, но во встречном направлении, нужно нарезать на ступице, к которой будет приклеиваться венец.

Процесс склейки доступен любому предприятию.

После обезжиривания обе поверхности смазываются клеем. Потом ступица вкладывается в венец и поворачивается относительно него на небольшой угол. При этом клей, находящийся в канавках, равномерно заполняет зазор между венцом и ступицей. Собранную шестерню укладывают плашмя на гладкую плиту, чтобы исключить возможность перекоса венца относительно ступицы, и выдерживают три часа при температуре около 150°. Соединение приобретает прочность, сравнимую с прочностью металла. Если же изношенный венец нужно снять со ступицы, достаточно нагреть колесо до 200°. Клей расплавится, и венец свободно снимется со ступицы.

Составные шестерни прошли суровые производственные испытания. Десятки склеенных зубчатых колес

больше двух лет безотказно работают в коробках скоростей станков на нескольких московских заводах. За это время случилась всего одна авария, связанная с зубчатым колесом. Зубья одной шестерни не выдержали аварийной нагрузки и сломались. Но даже в этом исключительном случае клеевое соединение выдержало!

ВЕНЦЫ — НА ПОТОК

Когда речь заходит о выпуске стандартных венцов, невольно напрашивается сравнение с производством подшипников качения. Но, кроме сходства принципа решения задачи, между венцами и подшипниками есть и более прямое, а главное — практически более важное сходство. Венец — кольцо, а за время своего существования подшипниковая промышленность создала и отлично отработала технологию массового производства точных колец. Конечно, между кольцом подшипника и зубчатым венцом немало различий, но многие технологические приемы подшипниковой промышленности подходят для обработки венцов.

Серьезный выигрыш получается и на зубообраба-тывающих операциях за счет того, что венцы можно нарезать не по одному, а пакетами по 5—10 штук. Трудоемкость операции снижается в несколько раз, и только за счет этого экономится не менее 1 рубля на каждую шестерню. Значит, даже просто освоение централизованного производства венцов — без привлечения каких-либо новых технологических процессов — даст стране десятки миллионов рублей экономии в год.

Но всякое массовое производство — благодатная почва для создания более совершенной технологии.

Существует, например, метод горячей раскатки венца в зубчатую матрицу, позволяющий получить заготовку с минимальным припуском на обработку. Этот метод не применяется только потому, что выгоден лишь при больших партиях одинаковых венцов, то есть в условиях специализированного производства.

Венцы, изготовленные централизованно, будут более точными — ведь далеко не все заводы располагают необходимыми для этого возможностями. Л повышение точности шестерен снизит шум в передачах и увеличит их долговечность. Не исключено, что массовый выпуск венцов позволит дать путевку в жизнь новым, более совершенным видам зацепления — таким, как зацепление Новикова.

Венцы можно будет делать из высоколегированной стали, ее потребуется немного, на ступицу по-прежнему пойдет обычный материал. А более прочные зубья позволят уменьшить шестерни. Сократятся габариты машин, валов, корпусов. Вот вам и новая экономия металла.

А возможность посадки венцов в многовенцовых шестернях вплотную? При обычной технологии приходится между ними оставлять довольно большое пространство для выхода режущего инструмента. Блок с приклеенными венцами получается на 20% короче обычного.

Наконец, централизованное производство венцов позволило бы ремонтировать зубчатые колеса, приклеивая новые венцы взамен изношенных.

Так что десятки миллионов рублей экономии, которые может дать специализация производства венцов, превратятся со временем в сотни миллионов — по мере совершенствования и разворачивания этого производства.

На наших глазах рождается новая отрасль промышленности. Как она будет называться — «Зубообрабаты-вающая» или, может быть, «Зуборезная»? — это уже не имеет значения. Главное — созданы условия для ее появления, и она появится.

24