Tri stupnice tvrdosti a kedy sa každá z nich používa pre špirálové ozubené kolesá
Používajú sa tri stupnice tvrdosti špirálové ozubené koleso kontrola, pričom každá je vhodná pre iný rozsah tvrdosti a kontext merania. Použitie nesprávnej stupnice – napríklad pokus o meranie cementovaného povrchu HRC 60 pomocou Brinellovho testera – vedie k nespoľahlivým výsledkom a môže poškodiť testovacie zariadenie:
Rozsah: HB 80–650 (spoľahlivé až do HB 450 pre ozubené kolesá). Testované s 10 mm guľôčkou z karbidu volfrámu pri zaťažení 3 000 kg. Veľké vtlačovacie teliesko (s priemerom odtlačku 2 – 6 mm) dosahuje priemernú plochu, vďaka čomu je HB vhodné pre mäkké boky QT. špirálové ozubené kolesá (HB 220–350). HB sa nedá použiť na cementovaných povrchoch – vnútro je príliš veľké a preniká cez tenké puzdro do mäkšieho jadra, čo vedie k zmiešaným výsledkom, ktoré podceňujú skutočnú tvrdosť povrchu.
Rozsah: HRC 20–70 (spoľahlivé pre povrchy ozubených kolies HRC 30–65). Testované diamantovým Braleovým kužeľom pri zaťažení 150 kg. Menší vtlačovací kužeľ (s priemerom vtlačku približne 0,2 mm) spoľahlivo meria tvrdosť povrchu na cementovaných (HRC 58–62) a indukčne kalených (HRC 50–55) povrchoch. špirálové ozubené kolesáMinimálna hĺbka náteru pre platné meranie HRC je približne 0,5 mm – pod touto hodnotou test nadhodnocuje tvrdosť náteru, pretože vnikové teliesko sníma mäkšie jadro pod tenkým náterom.
Rozsah: ľubovoľný — 50–3000 HV. Testované s pyramídovým diamantom pri zaťažení od 0,01 do 30 kg. Mikrotvrdostné vtlačovacie teliesko (s odtlačkom 0,01–0,1 mm) umožňuje meranie v tesne rozmiestnených hĺbkach od povrchu – každých 0,1 mm cez puzdro – čím sa poskytuje plný profil tvrdosti a hĺbky potrebný na určenie efektívnej hĺbky puzdra. Toto je jediná stupnica, ktorá dokáže merať hĺbku puzdra v... špirálové ozubené koleso.
Kde testovať tvrdosť zuba špirálového ozubeného kolesa
Detail zuba špirálového ozubeného kolesa – tri správne miesta na skúšku tvrdosti: (1) bok zuba na rozstupnej kružnici pre povrchovú tvrdosť HRC; (2) čelná plocha zuba pre overenie Brinella (mäkký bok); (3) metalografický prierez na stredovej ploche zuba pre hĺbkový prierez prípadu mikrotvrdosti Vickers. Každé miesto slúži na iný účel kontroly.
Miesto skúšky tvrdosti povrchu – na boku zuba na rozstupovej kružnici
Správne miesto pre testovanie tvrdosti povrchu HRC na cementovanom alebo indukčne kalenom povrchu špirálové ozubené koleso je na povrchu boku zuba, na rozstupovej kružnici (stred výšky aktívneho profilu zuba). Netestujte na hrote zuba (vonkajší priemer ozubeného kolesa) ani na koreni zuba – tieto oblasti majú odlišné uhlíkové profily od aktívneho boku a môžu poskytovať zavádzajúce údaje o tvrdosti. Pre tvrdý bok zuba špirálové ozubené koleso Pri M5 je rozstupová kružnica približne 3,5 mm nad pätovou kružnicou, čo je dobre dostupné pre prenosný HRC tester.
Spoločnosť Korea Ever-Power testuje tvrdosť HRC na najmenej 3 zuboch na ozubené koleso, na rozstupovej kružnici na povrchu boku zuba, a uvádza minimálne a maximálne hodnoty spolu s priemerom. Špecifikovaný rozsah (napr. HRC 58 – 62) musia spĺňať všetky jednotlivé merania, nielen priemer.
Miesto Brinellovho testu – čelná plocha ozubeného kolesa alebo vyvŕtaná plocha náboja
Pre mäkký bok QT špirálové ozubené kolesá (HB 220–320) sa tvrdosť podľa Brinella testuje na čelnej ploche ozubeného kolesa alebo na vyvŕtanej ploche náboja – nie na boku zuba (zub je príliš úzky na spoľahlivý odtlačok guľôčky s priemerom 10 mm na zakrivenom povrchu boku). Čelná plocha sa pred testovaním opracuje naplocho na Ra ≤ 1,6 µm, aby sa zabezpečila reprezentatívna plochá plocha pre vnikové teliesko. Tvrdosť podľa Brinella čelnej plochy sa považuje za reprezentatívnu pre tvrdosť mäkkého boku v priereze. špirálové ozubené koleso telo.
Meranie hĺbky puzdra pomocou Vickersovho mikrotvrdostného traverzu
Overenie hĺbky puzdra je najdôležitejšou a najčastejšie spochybňovanou položkou pri cementovaní špirálové ozubené koleso certifikát o kontrole. V normách ISO 6336-5 a DIN 50190 sú definované dve miery hĺbky puzdra:
| Termín | Definícia | Testovacia metóda | Prečo je to dôležité |
|---|---|---|---|
| Efektívna hĺbka prípadu (ECD, CHD) | Hĺbka od povrchu po bod, kde tvrdosť klesne na HV 550 (≈ HRC 52) | Vickersova mikrotvrdosť v priesečníku v intervaloch 0,1 mm od povrchu smerom dovnútra; interpolácia hĺbky pri priesečníku HV 550 | Priamo súvisí s odolnosťou voči bodkovaniu – hĺbkou vrstvy odolnej voči únave. Musí sa rovnať alebo prevyšovať minimum uvedené vo výkrese. |
| Celková hĺbka prípadu (TCD, CD) | Hĺbka od povrchu po bod, kde tvrdosť sa rovná tvrdosti jadra + 50 HV | Rovnaký Vickersov traverz pokračuje, kým sa tvrdosť nestabilizuje na úrovni jadra; hĺbka pri odčítaní (jadro + 50 HV) | Označuje celkovú hĺbku zóny obohatenej uhlíkom. TCD je vždy väčšia ako ECD – o 25 – 601 TP3T v závislosti od zliatiny a kalenia. Výkres musí špecifikovať, ktoré meranie sa vyžaduje. |
Ako čítať hĺbkový prechod prípadu
Vickersov mikrotvrdostný traverz pre cementovaný špirálové ozubené koleso zobrazuje tvrdosť na osi Y a hĺbku od povrchu na osi X. Charakteristický tvar: vysoká povrchová tvrdosť (HV 700 – 850, zodpovedajúca HRC 60 – 65) na povrchu; postupný pokles cez puzdro; prechodová zóna, kde tvrdosť klesá z HV 550 na tvrdosť jadra nad 0,2 – 0,5 mm; tvrdosť plochého jadra (HV 350 – 450, HRC 35 – 45). Efektívna hĺbka puzdra ECD sa odčíta v mieste priesečníka HV 550 na osi tvrdosti. Pre špecifikáciu „ECD min. 0,8 mm“ musí priečna krivka pretínať HV 550 v hĺbke 0,8 mm alebo viac od povrchu.
Prenosné testovanie tvrdosti v teréne – Leebove a UCI metódy
Dielenské testery HRC a Brinell vyžadujú, aby bolo zariadenie prinesené k prístroju. Pre veľké špirálové ozubené kolesá (vonkajší priemer > 400 mm, hmotnosť > 500 kg), ktoré nemožno premiestniť do laboratória, prenosné tvrdomery umožňujú overenie na mieste inštalácie alebo v strojárni:
| Metóda | Princíp fungovania | Presnosť vs. laboratórium | Najlepšie pre |
|---|---|---|---|
| Leebov doskok (HL) | Guľôčka z karbidu volfrámu sa pružinou vystrelí na povrch; pomer rýchlosti odrazu k rýchlosti nárazu sa elektronicky meria a prepočítava sa na HRC alebo HB pomocou empirickej tabuľky. | ±3–5 HRC oproti laboratóriu; spoľahlivé pre ozubené kolesá QT; menej spoľahlivé na tenkých cementovaných puzdrách (<1 mm) | Veľký mäkký bok špirálové ozubené kolesá v teréne; hromadné overenie, či bolo tepelné spracovanie vôbec použité |
| UCI (ultrazvuková kontaktná impedancia) | Tyč s diamantovým hrotom Vickers vibruje ultrazvukovo; kontakt s testovaným povrchom mení rezonančnú frekvenciu úmerne tvrdosti povrchu. | ±2–3 HRC; presnejšie ako Leeb pre cementované povrchy s hĺbkou náteru > 0,3 mm | Tvrdý bok zuba špirálové ozubené kolesá pri inštalácii; zakrivené povrchy, kde nie je možné umiestniť Brinell alebo Rockwell testery |
Prenosné tvrdomery by sa mali pred každým meraním vždy kalibrovať podľa certifikovaného referenčného testovacieho bloku (rozpätia HRC 60 ± 0,5 a HRC 40 ± 0,5). špirálové ozubené koleso Na bočných plochách zubov musí byť tester orientovaný kolmo na zakrivenú bočnú plochu – na zabezpečenie konzistentného uhla sondy sa odporúča použiť upínací prípravok.
Čo skontrolovať na certifikáte tvrdosti špirálového ozubeného kolesa
Tvrdý bok zuba špirálové ozubené koleso — certifikát o tvrdosti, ktorý je súčasťou tohto ozubeného kolesa, zaznamenáva HRC na 3 a viac zuboch (minimálne a maximálne hodnoty vedľa strednej hodnoty), Vickersovu krivku a jasne uvedený ECD podľa HV 550 s hĺbkou v mm. Akýkoľvek certifikát, ktorému chýbajú rozmery jednotlivých zubov alebo definícia hĺbky puzdra, by sa mal pred prijatím zásielky overiť.
Kompletný certifikát tvrdosti pre cementovaný a brúsený špirálové ozubené koleso musí obsahovať:
- Tvrdosť povrchu: Hodnoty HRC pre najmenej 3 jednotlivé zuby (nielen priemer) s jasne uvedeným sériovým číslom ozubeného kolesa a miestom testu. Rozsah špecifikácie (napr. HRC 58 – 62) musí byť splnený každým jednotlivým meraním.
- Tvrdosť jadra: Hodnota HRC v strede prierezu zuba (typicky HRC 30 – 40 pre cementované triedy). Potvrdené testovaním skúšobného kusu z tej istej dávky spracovanej v tom istom pecnom cykle.
- Hĺbka puzdra: Hodnota ECD v mm pri HV 550 s pripojenou tabuľkou alebo grafom tvrdosti. Definícia „ECD podľa HV 550 podľa DIN 50190 časť 1“ by mala byť výslovne uvedená.
- Identifikácia dávky pece: Číslo zaťaženia pece, referenčný teplotný graf a dátum – umožňujúce sledovanie špecifických podmienok tepelného spracovania, ak sa po inštalácii vyskytnú otázky týkajúce sa kvality.
Korea Ever-Power — Dokumentácia tvrdosti každej objednávky cementovaného ozubeného kolesa
Spoločnosť Korea Ever-Power dodáva dokumentáciu o prieskume tvrdosti ako štandardnú súčasť inšpekčného balíka pre každý cementovaný alebo indukčne kalený oceľový plech. ozubené koleso so špirálovým rezom objednávka. Štandardná dokumentácia obsahuje: hodnoty HRC na minimálne 3 zuboch (individuálne hodnoty, nie priemerné); tvrdosť jadra z testovacieho úlomku v tej istej dávke; Vickersov traverzový stôl s tvrdosťou v každom hĺbkovom intervale 0,1 mm; efektívnu hĺbku náteru (ECD) výslovne uvedenú ako HV 550 podľa DIN 50190; a referenčný graf pece pre úplnú sledovateľnosť. Ako priamy výrobca špirálových ozubených kolies Vďaka vlastnému tepelnému spracovaniu dokumentácia tvrdosti spoločnosti Korea Ever-Power pokrýva celý proces od polotovaru až po hotové ozubené koleso bez medzier. Prezrite si sortiment špirálových ozubených kolies pre všetky možnosti materiálov a tepelného spracovania.
Často kladené otázky
Áno – pomocou prenosného UCI alebo Leeb testera je možné merať tvrdosť na boku zuba nainštalovaného špirálové ozubené koleso bez demontáže, za predpokladu, že ozubené koleso je prístupné a nehybné. Povrch boku zuba musí byť čistý (olej odstránený rozpúšťadlom) a sonda orientovaná kolmo na bok. Pri ozubených kolesách v uzavretých prevodovkách sa musí otvoriť kontrolný kryt. Prenosné meranie tvrdosti na mieste inštalácie je obzvlášť cenné na overenie, či je nainštalovaná náhrada špirálové ozubené koleso má správnu tvrdosť pred opätovným uvedením stroja do prevádzky bez čakania na výsledky laboratórnych testov.
Zmena HRC o viac ako ±2 HRC medzi zubami na tom istom ozubenom kolese naznačuje buď nekonzistentné kalenie (niektoré zuby sa ochladzujú pomalšie kvôli svojej polohe v záťaži pece), alebo nekonzistentné množstvo uhlíka v telese z nerovnomerného prúdenia plynu v peci. Zmena HRC o viac ako ±4 HRC v rámci... špirálové ozubené koleso je vo všeobecnosti dôvodom na zamietnutie – zuby s nižšou tvrdosťou dosiahnu svoju medzu únavy kontaktu (σ_H lim) skôr ako zuby s vyššou tvrdosťou, čo vytvára rozptyl v čase začiatku jamkovania, ktorý robí životnosť nepredvídateľnou. Spoločnosť Korea Ever-Power uvádza minimálnu, maximálnu a priemernú hodnotu HRC na teleso ozubeného kolesa, aby zákazníkovi poskytla úplný prehľad o rozložení tvrdosti.
Norma ISO 6336-5 poskytuje minimálne pokyny pre efektívnu hĺbku puzdra ako funkciu normálneho modulu Mn a požadovanej úrovne kontaktného napätia. Zjednodušené pravidlo: ECD_min ≈ 0,15 × Mn pre cementované ozubené kolesá pri materiálovej kvalite MQ a strednom kontaktnom napätí (σ_H ≤ 1200 MPa). Pre vyššie kontaktné napätie (σ_H = 1300–1500 MPa) ECD_min ≈ 0,2 × Mn. Pri M5: ECD_min ≈ 0,75–1,0 mm na úrovni kvality MQ. Nedostatočná hĺbka puzdra spôsobuje drvenie puzdra – poruchový stav, pri ktorom sa vrchol podpovrchového šmykového napätia (z Hertzovho kontaktu) nachádza pod hranicou puzdra a jadra a nie v tvrdom puzdre, čo iniciuje hlboký odlupovací lom. Drvenie puzdra poskytuje menšie varovanie ako povrchová jamková tvorba, a preto je nebezpečnejším poruchovým stavom pre... špirálové ozubené kolesá pod veľkou záťažou.
Hrot zuba (dodatočná kružnica) má odlišný profil uhlíka v puzdre ako aktívny povrch boku zuba. Pri cementácii plynom sa hrot zuba cementuje rýchlejšie ako bok, pretože má tri exponované povrchy (hrot a oba boky sa zbiehajú v hrote), zatiaľ čo bok má iba jeden exponovaný povrch. Hrot preto dosahuje mierne vyšší obsah uhlíka a potenciálne vyššiu povrchovú tvrdosť ako aktívny bok, čo robí merania vonkajšieho priemeru mierne optimistickými a nereprezentatívnymi pre tvrdosť boku, kde skutočne začína kontaktná únava. Spoločnosť Korea Ever-Power testuje bok zuba na rozstupovej kružnici a uvádza to ako reprezentatívnu povrchovú tvrdosť pre špirálové ozubené koleso posúdenie odolnosti voči jamkovej tvorbe.
Prieskum tvrdosti a dokumentácia hĺbky obalu s každou objednávkou
Spoločnosť Korea Ever-Power dodáva údaje o HRC na 3+ zuboch, tvrdosť jadra, Vickersov traverzový stôl a explicitný ECD pri HV 550 – ako štandardnú dokumentáciu ku každej objednávke cementovaného alebo indukčne kaleného špirálového ozubeného kolesa. Žiadne certifikáty bez individuálnych meraní. Žiadna nejednoznačná „celková hĺbka puzdra“, keď je špecifikovaný ECD.
HRC na 3+ zuboch · Tvrdosť jadra · Vickersov traverz · ECD podľa HV 550 · DIN 50190 · Sledovateľnosť šarže pece
Redaktor: Cxm
