Цилиндрическое зубчатое колесо с дуговым зубом производитель

Когда слышишь про цилиндрическое зубчатое колесо с дуговым зубом, первое, что приходит в голову — это якобы ?универсальное решение для тяжёлых редукторов?. Но на практике лет пятнадцать назад мы наткнулись на парадокс: заказчики требовали дуговой зуб, аргументируя снижением шума, а потом жаловались на вибрации при неравномерной нагрузке. Оказалось, многие путают геометрию зуба с банальным увеличением контактной поверхности. Вот с этого и начнём.

Почему дуговой зуб — это не просто ?изогнутая версия?

Если брать классический эвольвентный профиль, там нагрузка распределяется линейно. В дуговом зубе — а мы в цеху называем его ?арочным? — контакт идёт по дуге, что теоретически даёт +15-20% к нагрузочной способности. Но! Только если шестерня и колесо соосны с погрешностью не больше 0,02 мм на метр. Помню, в 2018-м для горного комбината на Урале делали партию — при сборке редуктора выяснилось, что валы ?играют? на 0,05 мм. Результат: задиры на рабочих поверхностях после 200 часов работы.

Кстати, о материалах. Для дуговых зубьев мы перестали использовать стандартную сталь 40Х — при закалке ТВЧ дуга ?поводит? на десятые доли миллиметра. Перешли на 25ХГМ с азотированием, но и это не панацея: если термообработку вести без предварительного отпуска, зуб крошится на краях. Один раз пришлось списать 12 заготовок — технолог поторопился с печью.

А вот с модулем интереснее: для дуговых зубьев часто берут модуль 8-10, но мы экспериментально выяснили, что для валов с оборотами выше 1500 об/мин лучше модуль 6 с увеличенной шириной венца. Правда, при этом растёт стоимость фрезеровки — но зато нет того предательского гула на высоких оборотах.

Производственные нюансы, которые не пишут в учебниках

Наш завод ?Цзыян Синлида Редукторное оборудование? с 1995 года через это прошёл: сначала копировали немецкие образцы, потом адаптировали под российские ГОСТы. Площадь в 5500 м2 позволяет держать отдельную линию для зубчатых колёс с дуговым зубом — но главное не метры, а подход к контролю.

Например, после нарезки зубьев обязательно делаем обкатку на стенде с люминофором. Бывает, что дуга вроде бы идеальна по шаблону, а при обкатке видно пятно контакта смещённым к торцу. Раньше такие колёса пускали в брак, сейчас дорабатываем доводочными станками — но это добавляет 20% к циклу производства.

И ещё про шлифовку: дуговой зуб нельзя шлифовать как прямой — нужны чугунные круги с радиальным подводом. Мы три года назад купили японский станок, но пришлось дорабатывать ПО: их алгоритм не учитывал упругой деформации при шлифовке дуги малого радиуса.

Где дуговой зуб работает, а где — нет

В судовых редукторах — да, однозначно. Особенно в составе редукторов с закаленной поверхностью зубьев для буровых установок. А вот в общепромышленных редукторах серии РЦД иногда перестраховываемся — ставим косозубые колёса, если заказчик не предоставляет данные по вибродиагностике.

Запомнился случай с цементным заводом в Вольске: поставили им цилиндрическое зубчатое колесо с дуговым зубом на главный привод мельницы. Через полгода звонок: ?Шумит?. Приехали — оказалось, фундаментные болты ослабли, вал сместился, и дуговой зуб стал работать с перекосом. Пришлось менять не только колесо, но и переделывать раму.

А вот для конвейеров с ударными нагрузками — например, в горнодобывающей отрасли — дуговой зуб показал себя лучше, чем ожидали. Но здесь важно соблюдать твёрдость: 58-60 HRC для шестерни, 56-58 HRC для колеса. Если сделать оба элемента одинаковой твёрдости, при ударах появляются выкрашивания по краям дуги.

Оборудование и технологические ограничения

У нас на https://www.xld-russia.ru в разделе нестандартных редукторов как раз есть примеры с дуговыми зубьями. Но честно говоря, 70% заказчиков просят ?как у всех? — то есть эвольвентный профиль. Дугой зуб идёт в основном для спецзаказов: например, для мешалок химических реакторов или приводов прокатных станов.

Максимальный модуль, который мы делали с дуговым зубом — 16. Дальше начинаются проблемы с закалкой: при толщине зуба больше 45 мм дуга ?проседает? на 0,1-0,3 мм после термообработки. Пришлось разработать свою технологию компенсации — сейчас это ноу-хау завода.

И ещё про точность: для дуговых зубьев мы держим 6-ю степень точности по ГОСТ 1643, но с одним дополнением — контролируем радиальное биение по дуге, а не по традиционным точкам. Это требование родилось после неудачи с одним металлургическим комбинатом, где колесо проработало всего 9 месяцев.

Что в итоге

Цилиндрическое зубчатое колесо с дуговым зубом — инструмент не для всех случаев. Да, оно даёт выигрыш в плавности хода и нагрузочной способности, но требует идеальной соосности, специального оборудования и — что важно — грамотной эксплуатации. Мы на заводе ?Цзыян Синлида? иногда даже отговариваем заказчиков от дугового зуба, если видим, что их персонал не готов к тонкостям обслуживания.

Сейчас экспериментируем с комбинированным профилем: эвольвента у основания дуги — для лучшего входа в зацепление. Пока результаты обнадёживают: на испытаниях в редукторах с закаленной поверхностью зубьев вибрация снизилась ещё на 12%. Но это уже тема для другого разговора.

Главное — не гнаться за модой. Дугой зуб не панацея, а всего лишь один из инструментов в арсенале производителя. И как любой инструмент, он требует понимания, где и как его применять.