
Когда слышишь 'конические зубчатые колеса с прямым зубом производитель', многие сразу думают о точных станках с ЧПУ. Но на деле ключевое — это понимание эвольвентного зацепления в конической передаче. Помню, как на старте карьеры мы неделями переделывали расчёт углов делительного конуса — казалось, теория Фергюсона объясняет всё, но при обработке стали 40Х возникали погрешности в 2-3 микрона, которых хватало для вибрации.
В 2018 году для элеваторного комплекса в Краснодаре делали пару колёс с модулем 12. По ТЗ — прямые зубья, шестерня из сталь 20ХН3А, колесо — 40Х. После закалки ТВЧ появился прогиб зуба на 0.15 мм. Пришлось вводить правку в зуборезный станок 5К32А — добавлять коррекцию на разгрузку. Без этого при сборке редуктора возникал шум на высоких оборотах.
Часто забывают, что при термообработке конических колёс меняется не только твёрдость, но и геометрия конуса. Особенно если используется азотирование — тут либо заранее закладывать припуск, либо шлифовать потом. Но шлифовка конических зубьев... это отдельная история с риском пережога поверхности.
Кстати, о материалах. Для судовых редукторов идёт сталь 38Х2Н2МФА — вязкая, но сложна в обработке. Резали её модифицированными резцами Sandvik Coromant, но стружка всё равно шла прерывистой. Пришлось снижать подачу с 0.3 до 0.18 мм/оборот.
На их площадке в 5500 м2 увидел интересное: для конических зубчатых колес с прямым зубом используют предварительную старение стали перед зубонарезанием. Заготовки выдерживают 3 суток при 120°C — снимаются внутренние напряжения после ковки. Это даёт стабильность геометрии при последующей обработке.
В 2021 году брали у них комплект для редуктора НЦС-280. Колесо 450 мм, передаточное 2.5. Приёмка показала отклонение шага не более 8 мкм — это уровень ГОСТ 9368-81 высшего класса. При этом цена была на 15% ниже европейских аналогов, хоть и пришлось ждать поставку 11 недель.
Их технология хонингования зубьев после термообработки — отдельный разговор. Не магнитный абразив, как у многих, а алмазные головки с подачей СОЖ под давлением. Это убирает риск прижогов, но требует точной настройки угла конуса.
Как-то раз заказчик потребовал для конических зубчатых колес с прямым зубом твёрдость 58 HRC. Дали закалку ТВЧ, но не учли глубину упрочнённого слоя — получили 2.2 мм вместо требуемых 3.5. В результате под нагрузкой 12 кН зуб сломался по переходной зоне. Пришлось менять технологию — делать цементацию на глубину 4 мм с низкотемпературным отпуском.
Ещё частый косяк — неправильный выбор смазки. Для прямозубых конических передач с окружной скоростью до 10 м/с нужны масла с противозадирными присадками. Как-то использовали И-20А вместо ТАП-15В — через 200 моточасов появился фреттинг-коррозия в зоне контакта.
С монтажом тоже бывает: установили колесо с натягом на вал, а потом удивляются, почему пятно контакта сместилось к носку зуба. Надо либо тепловую посадку делать, либо гидравлическим прессом с контролем деформации.
Для дробилки СМД-110 делали колесо с несимметричным профилем зуба. Расчётная нагрузка 22 кН, но ударные нагрузки до 50 кН. Увеличили радиус галтели в 1.5 раза против стандарта, применили дробеструйную обработку. Ресурс вырос с 4000 до 7000 часов.
Были заказы и с эксцентриковыми коническими колёсами — для специальных прессов. Там пришлось полностью пересматривать методику расчёта на прочность, так как классические формулы Любана не работали. Помогли экспериментальные данные ЦНИИТМАШ — спасибо их архивам.
Сейчас многие переходят на круговой зуб, но для реверсивных передач прямые зубья всё ещё выигрывают. Меньше осевых сил, проще регулировка зазоров. Хотя КПД конечно ниже на 3-4%.
Главное в производстве конических зубчатых колес с прямым зубом — не станки, а понимание поведения металла под нагрузкой. Можно иметь пятикоординатные обрабатывающие центры, но без правильной термообработки всё насмарку.
У 'Цзыян Синлида' это получилось — видно по тому, как они комбинируют устаревшее советское оборудование с современными измерительными комплексами. Например, станок 5К32А 1987 года, но с лазерным анализатором профиля зуба Carl ZeISS.
Сейчас вот пробуем для них делать колёса с модификацией головки зуба — не по стандартному контуру, а с бочкообразной формой. Снижает шумность, но пока стабильность геометрии хромает после закалки. Дорабатываем...