Tři stupnice tvrdosti a kdy se každá z nich používá pro šikmá ozubená kola
Používají se tři stupnice tvrdosti spirálové ozubené kolo inspekce, každá vhodná pro jiný rozsah tvrdosti a kontext měření. Použití nesprávné stupnice – například pokus o měření cementovaného povrchu HRC 60 pomocí Brinellova testeru – vede k nespolehlivým výsledkům a může poškodit zkušební zařízení:
Rozsah: HB 80–650 (spolehlivé až do HB 450 pro ozubená kola). Testováno s kuličkou z karbidu wolframu o průměru 10 mm při zatížení 3000 kg. Velké vtlačovací tělísko (průměr vtisku 2–6 mm) dosahuje průměru po široké ploše, takže HB je vhodné pro měkké boky QT. šikmá ozubená kola (HB 220–350). HB nelze použít na cementovaných površích – vtlačovací tělísko je příliš velké a proniká tenkým pouzdrem do měkčího jádra, což dává smíšené výsledky, které podhodnocují skutečnou tvrdost povrchu.
Rozsah: HRC 20–70 (spolehlivé pro povrchy ozubených kol HRC 30–65). Testováno diamantovým kuželem Brale při zatížení 150 kg. Menší vtlačovací tělísko (průměr vtisku přibližně 0,2 mm) spolehlivě měří tvrdost povrchu cementovaných (HRC 58–62) a indukčně kalených (HRC 50–55) ocelí. šikmá ozubená kolaMinimální hloubka pouzdra pro platné měření HRC je přibližně 0,5 mm – pod touto hodnotou test nadhodnocuje tvrdost pouzdra, protože vnikové tělísko snímá měkčí jádro pod tenkým pouzdrem.
Rozsah: libovolný — 50–3000 HV. Testováno pyramidovým diamantem při zatížení od 0,01 do 30 kg. Mikrotvrdostní vtlačovací tělísko (vtisk 0,01–0,1 mm) umožňuje měření v těsně rozmístěných hloubkách od povrchu – každých 0,1 mm skrz pouzdro – což poskytuje plný profil tvrdosti a hloubky potřebný k určení efektivní hloubky pouzdra. Toto je jediná stupnice, která dokáže měřit hloubku pouzdra v spirálové ozubené kolo.
Kde se provádí test tvrdosti zubu ozubeného kola se šroubovicí
Detail zubu ozubeného kola se šikmou hlavou – tři správná místa pro zkoušku tvrdosti: (1) bok zubu na roztečné kružnici pro ověření povrchové tvrdosti HRC; (2) čelní plocha zubu pro ověření Brinellova měřidla (měkký bok); (3) metalografický řez na střední ploše zubu pro hloubkový průřez dle Vickerse. Každé místo slouží jinému účelu kontroly.
Místo pro zkoušku tvrdosti povrchu – na boku zubu na roztečné kružnici
Správné umístění pro testování tvrdosti povrchu HRC na cementovaném nebo indukčně kaleném povrchu spirálové ozubené kolo je na povrchu boku zubu, na roztečné kružnici (střed výšky aktivního profilu zubu). Nezkoušejte na špičce zubu (vnějším průměru ozubeného kola) ani na patě zubu – tyto oblasti mají odlišné uhlíkové profily od aktivního boku a mohou poskytovat zavádějící údaje o tvrdosti. Pro tvrdý bok zubu spirálové ozubené kolo U M5 je roztečná kružnice přibližně 3,5 mm nad patní kružnicí, což je pro přenosný HRC tester dobře dostupné.
Společnost Korea Ever-Power testuje tvrdost HRC na nejméně 3 zubech na každé ozubené kolo, na roztečné kružnici na povrchu boku zubu, a uvádí minimální a maximální hodnoty vedle průměru. Specifikovaný rozsah (např. HRC 58–62) musí být splněn všemi jednotlivými měřeními, nikoli pouze průměrem.
Místo pro zkoušku Brinellem – čelní plocha ozubeného kola nebo vyvrtaná plocha náboje
Pro QT měkký bok šikmá ozubená kola (HB 220–320) se tvrdost dle Brinella zkouší na čelní ploše ozubeného kola nebo na vyvrtané ploše náboje – nikoli na boku zubu (zub je příliš úzký pro spolehlivý otisk kuličky o průměru 10 mm na zakřivené ploše boku). Čelní plocha se před zkoušením opracuje na plochu Ra ≤ 1,6 µm, aby se zajistila reprezentativní rovná plocha pro vtlačovací tělísko. Tvrdost čelní plochy dle Brinella se bere jako reprezentativní pro tvrdost měkkého boku v průřezu. spirálové ozubené kolo tělo.
Měření hloubky pouzdra pomocí Vickersova mikrotvrdostního traverzu
Ověření hloubky pouzdra je nejdůležitější a nejčastěji zpochybňovanou položkou u cementovaného spirálové ozubené kolo inspekční certifikát. V normách ISO 6336-5 a DIN 50190 jsou definovány dva rozměry hloubky pouzdra:
| Období | Definice | Zkušební metoda | Proč na tom záleží |
|---|---|---|---|
| Efektivní hloubka případů (ECD, CHD) | Hloubka od povrchu do bodu, kde tvrdost klesne na HV 550 (≈ HRC 52) | Vickersova mikrotvrdostní křivka v intervalech 0,1 mm od povrchu směrem dovnitř; interpolace hloubky v průsečíku HV 550 | Přímo souvisí s odolností proti bodové korozi – hloubka vrstvy odolné proti únavě materiálu. Musí se rovnat nebo překročit minimum uvedené ve výkresu. |
| Celková hloubka případu (TCD, CD) | Hloubka od povrchu do bodu, kde tvrdost se rovná tvrdosti jádra + 50 HV | Stejný Vickersův traverz pokračuje, dokud se tvrdost nestabilizuje na úrovni jádra; hloubka při odečtu (jádro + 50 HV) | Udává celkovou hloubku zóny obohacené uhlíkem. TCD je vždy větší než ECD – o 25–601 TP3T v závislosti na slitině a kalení. Výkres musí specifikovat, které měření je požadováno. |
Jak číst průběh hloubky případu
Vickersův traverz mikrotvrdosti pro cementovaný spirálové ozubené kolo Zobrazuje tvrdost na ose Y a hloubku od povrchu na ose X. Charakteristický tvar: vysoká povrchová tvrdost (HV 700–850, odpovídající HRC 60–65) na povrchu; postupný pokles v pouzdře; přechodová zóna, kde tvrdost klesá z HV 550 na tvrdost jádra nad 0,2–0,5 mm; tvrdost plochého jádra (HV 350–450, HRC 35–45). Efektivní hloubka pouzdra ECD se odečítá v místě průsečíku HV 550 na ose tvrdosti. Pro specifikaci „ECD min. 0,8 mm“ musí příčná křivka protínat HV 550 v hloubce 0,8 mm nebo větší od povrchu.
Přenosné měření tvrdosti v terénu – Leebovy a UCI metody
Dílenské HRC a Brinell testery vyžadují, aby bylo zařízení přineseno k přístroji. Pro velké šikmá ozubená kola (vnější průměr > 400 mm, hmotnost > 500 kg), které nelze přemístit do laboratoře, umožňují přenosné tvrdoměry ověření in situ na místě instalace nebo ve strojírenské dílně:
| Metoda | Princip fungování | Přesnost vs. laboratoř | Nejlepší pro |
|---|---|---|---|
| Leebův doskok (HL) | Kulička z karbidu wolframu je pružinou vymrštěna proti povrchu; poměr rychlosti odrazu k rychlosti nárazu se elektronicky měří a převádí se na HRC nebo HB pomocí empirické tabulky. | ±3–5 HRC vs. laboratorní hodnoty; spolehlivé pro ozubená kola QT; méně spolehlivé na tenkých cementovaných pouzdrech (<1 mm) | Velký měkký bok šikmá ozubená kola v terénu; hromadné ověření, že bylo tepelné ošetření vůbec použito |
| UCI (ultrazvuková kontaktní impedance) | Tyč s diamantovým hrotem Vickers vibruje ultrazvukově; kontakt s testovaným povrchem mění rezonanční frekvenci úměrně tvrdosti povrchu. | ±2–3 HRC; přesnější než Leeb pro cementované povrchy s hloubkou pouzdra > 0,3 mm | Tvrdý bok zubu šikmá ozubená kola při instalaci; zakřivené povrchy, kam nelze umístit Brinellovy nebo Rockwellovy testery |
Přenosné tvrdoměry by měly být před každým měřením vždy kalibrovány s certifikovaným referenčním testovacím blokem (rozměry HRC 60 ± 0,5 a HRC 40 ± 0,5). spirálové ozubené kolo Na bocích zubů musí být měřicí přístroj orientován kolmo k zakřivenému boku – pro zajištění konzistentního úhlu sondy se doporučuje použít upínací přípravek.
Co je třeba zkontrolovat na certifikátu tvrdosti šikmého ozubeného kola
Tvrdý bok zubu spirálové ozubené kolo — certifikát o tvrdosti, který je součástí tohoto ozubeného kola, uvádí HRC na 3 a více zubech (minimální a maximální hodnoty vedle průměru), Vickersovu křivku a jasně uvedený ECD dle HV 550 s hloubkou v mm. Jakýkoli certifikát, který neuvádí měření jednotlivých zubů nebo definici hloubky pouzdra, by měl být před přijetím zásilky ověřen.
Kompletní certifikát tvrdosti pro cementovaný a broušený spirálové ozubené kolo musí obsahovat:
- Tvrdost povrchu: Hodnoty HRC pro alespoň 3 jednotlivé zuby (ne pouze průměr), s jasně uvedeným sériovým číslem ozubeného kola a místem měření. Každý jednotlivý odečet musí splňovat specifikační rozsah (např. HRC 58–62).
- Tvrdost jádra: Hodnota HRC ve středu průřezu zubu (obvykle HRC 30–40 pro cementované jakosti). Potvrzeno zkouškou zkušebního vzorku ze stejné šarže zpracované stejným pecním cyklem.
- Hloubka pouzdra: Hodnota ECD v mm při HV 550 s připojenou tabulkou nebo grafem tvrdosti. Definice „ECD podle HV 550 dle DIN 50190 část 1“ by měla být výslovně uvedena.
- Identifikace šarže pece: Číslo náplně pece, referenční teplotní graf a datum – umožňující sledovat specifické podmínky tepelného zpracování, pokud se po instalaci vyskytnou otázky ohledně kvality.
Korea Ever-Power — Dokumentace tvrdosti u každé objednávky cementovaného ozubeného kola
Společnost Korea Ever-Power dodává dokumentaci o tvrdosti jako standardní součást inspekční sady pro každý cementovaný nebo indukčně kalený materiál. ozubené kolo se spirálovým řezem objednávka. Standardní dokumentace zahrnuje: hodnoty HRC na minimálně 3 zubech (individuální hodnoty, neprůměrované); tvrdost jádra ze zkušebního vzorku ve stejné šarži; Vickersův traverzový stůl s tvrdostí v každém intervalu hloubky 0,1 mm; efektivní hloubku pouzdra (ECD) explicitně uvedenou jako HV 550 dle DIN 50190; a referenční tabulku pece pro úplnou sledovatelnost. Jako přímý výrobce šikmých ozubených kol Díky vlastnímu tepelnému zpracování pokrývá dokumentace tvrdosti společnosti Korea Ever-Power celý proces od polotovaru až po hotové ozubené kolo bez mezer. Prohlédněte si sortiment šikmých ozubených kol pro všechny materiály a možnosti tepelného zpracování.
Často kladené otázky
Ano – pomocí přenosného UCI nebo Leebova testeru lze měřit tvrdost na boku zubu instalovaného spirálové ozubené kolo bez demontáže, za předpokladu, že je ozubené kolo přístupné a nehybné. Povrch boku zubu musí být čistý (olej odstraněn rozpouštědlem) a sonda orientována kolmo k boku. U ozubených kol v uzavřených převodovkách musí být otevřen inspekční kryt. Přenosné měření tvrdosti v místě instalace je obzvláště cenné pro ověření, zda je nainstalovaná náhrada spirálové ozubené kolo má správnou tvrdost před opětovným uvedením stroje do provozu, bez čekání na výsledky laboratorních zkoušek.
Variace HRC o více než ±2 HRC mezi zuby na stejném ozubeném kole naznačuje buď nekonzistentní kalení (některé zuby se chladly pomaleji kvůli své poloze v zátěži pece), nebo nekonzistentní uhlík v plášti v důsledku nerovnoměrného proudění plynu v peci. Variace o více než ±4 HRC napříč spirálové ozubené kolo je obecně důvodem k odmítnutí – zuby s nižší tvrdostí dosáhnou své meze únavy při kontaktu (σ_H lim) dříve než zuby s vyšší tvrdostí, což vytváří rozptyl v době vzniku důlkové koroze, který činí životnost nepředvídatelnou. Společnost Korea Ever-Power uvádí minimální, maximální a průměrnou tvrdost ozubeného kola (HRC) na těleso ozubeného kola, aby zákazníkovi poskytla plný přehled o rozložení tvrdosti.
Norma ISO 6336-5 poskytuje minimální efektivní hloubku pouzdra jako funkci normálního modulu Mn a požadované úrovně kontaktního napětí. Zjednodušené pravidlo: ECD_min ≈ 0,15 × Mn pro cementovaná ozubená kola při kvalitě materiálu MQ a středním kontaktním napětí (σ_H ≤ 1200 MPa). Pro vyšší kontaktní napětí (σ_H = 1300–1500 MPa) ECD_min ≈ 0,2 × Mn. Při M5: ECD_min ≈ 0,75–1,0 mm na úrovni kvality MQ. Nedostatečná hloubka pouzdra způsobuje zmačkání pouzdra – způsob porušení, kdy se vrchol podpovrchového smykového napětí (z Hertzova kontaktu) nachází pod hranicí pouzdra a jádra, nikoli uvnitř tvrdého pouzdra, což iniciuje hluboký odlupovací lom. Zmačkání pouzdra poskytuje menší varování než povrchová důlková koroze, a proto je nebezpečnějším způsobem porušení pro šikmá ozubená kola pod těžkým zatížením.
Špička zubu (dodatečná kružnice) má odlišný profil uhlíku pouzdra než aktivní povrch boku zubu. Při cementaci plynem se špička zubu cementuje rychleji než bok, protože má tři exponované povrchy (špička a oba boky se sbíhají u špičky), zatímco bok má pouze jeden exponovaný povrch. Špička proto dosahuje mírně vyššího obsahu uhlíku a potenciálně vyšší povrchové tvrdosti než aktivní bok – měření vnějšího průměru jsou tedy mírně optimistická a nereprezentativní pro tvrdost boku, kde skutečně začíná kontaktní únava. Společnost Korea Ever-Power testuje bok zubu na roztečné kružnici a uvádí ji jako reprezentativní povrchovou tvrdost pro spirálové ozubené kolo posouzení odolnosti proti důlkovým bodům.
Průzkum tvrdosti a dokumentace hloubky pouzdra s každou objednávkou
Společnost Korea Ever-Power dodává údaje o HRC na 3+ zubech, tvrdost jádra, Vickersův posuvný stůl a explicitní ECD při HV 550 – jako standardní dokumentaci ke každé objednávce cementovaného nebo indukčně kalených šikmých ozubených kol. Žádné certifikáty bez individuálních měření. Žádná nejednoznačná „celková hloubka pouzdra“, pokud je specifikována ECD.
HRC na 3+ zubech · Tvrdost jádra · Vickersův traverz · ECD dle HV 550 · DIN 50190 · Sledovatelnost šarže pece
Střihač: Cxm
