Как измерить и заменить червячную передачу — руководство по техническому обслуживанию в полевых условиях

Основные измерительные инструменты

▷ Цифровой штангенциркуль, диапазон измерения 150 мм, разрешение 0,01 мм — для измерения наружного диаметра, диаметра отверстия, ширины рабочей поверхности и общей длины.

▷ Наружный микрометр, диапазон 0–25 мм и 25–50 мм — для проверки диаметра вала и малых отверстий с точностью до 0,001 мм.

▷ Глубиномер или цифровой глубиномер — для измерения глубины шпоночного паза

▷ Стальная линейка или гибкая рулетка — для измерения расстояния между центрами и длины резьбовой зоны червячного вала.

▷ Набор резьбовых калибровочных инструментов (метрический и AGMA) — для определения осевого шага на червячном валу

Дополнительные полезные предметы

▷ Камера смартфона — документирование измерений рядом с компонентом в одном кадре.

▷ Монета или предмет известного диаметра — для масштабирования на фотографиях.

▷ Напильник с тонкими губками — для очистки поверхности зубов с целью выявления основного материала и определения его цвета.

▷ Перманентный маркер — для обозначения положения зубов при подсчете

▷ Чистящий растворитель (ацетон или изопропиловый спирт) — удалите жир и загрязнения перед измерением.

Шаг 1 — Очистка компонента

Удалите всю смазку, грязь и продукты коррозии с поверхностей зубьев, отверстия и наружного диаметра с помощью растворителя и чистой тряпки. Измерение на смазанной пленке дает показания на 0,1–0,5 мм больше фактического размера металла. Для корродированных компонентов сначала очистите измерительные поверхности тонкой проволочной щеткой, затем протрите растворителем. На этом этапе сфотографируйте деталь — как общий вид, так и крупные планы поверхности зубьев и отверстия. Эти фотографии станут справочным материалом для заказа на замену.

Шаг 2 — Подсчитайте зубья колеса

Отметьте один зуб перманентным маркером в качестве начального опорного. Подсчитайте каждый зуб по окружности, повторно отмечая каждый десятый зуб для отслеживания количества. Проверьте, посчитав в обратном направлении и убедившись, что общее количество осталось тем же. Для поврежденных колес, где некоторые зубья сломаны: подсчитайте оставшиеся зубья и осмотрите делительную окружность на наличие равномерно расположенных отметок корней зубьев в местах поломки, чтобы определить общее количество. Запишите z2 = (количество зубьев). Точность здесь имеет решающее значение — одна ошибка в подсчете зубьев приводит к неправильному соотношению и потенциально к неправильному расчету модуля.

Шаг 3 — Измерьте внешний диаметр

Измерьте внешний диаметр (OD) по окружности вершин зубьев с помощью штангенциркуля по всему диаметру, а не по радиусу, умноженному на два. Для колес с четным числом зубьев вершина одного зуба находится непосредственно напротив вершины другого, и штангенциркуль точно охватывает две вершины. Для колес с нечетным числом зубьев никакие две вершины не находятся точно напротив друг друга — измерьте до ближайшей точки противоположного зуба и внесите поправку: фактический OD ≈ измеренное расстояние × (1 ÷ cos(180° ÷ z2)). Поправочный коэффициент для распространенных чисел зубьев: z2=25: умножьте на 1,008; z2=30: умножьте на 1,005; z2=40: умножьте на 1,003. Запишите OD с точностью до 0,1 мм — точный OD на этом этапе не критичен, он используется только для расчета модуля.

Шаг 4 — Рассчитайте модуль

Модуль m ≈ OD ÷ (z2 + 2). Рассчитайте и округлите до ближайшего стандартного значения модуля DIN: 1,0, 1,25, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 4,0, 5,0, 6,0, 8,0, 10,0, 12,0. Пример: OD = 44 мм, z2 = 20: m ≈ 44 ÷ 22 = 2,0 — подтверждено M2. Перепроверка: рассчитанный диаметр делительной окружности = m × z2 = 2,0 × 20 = 40 мм, а OD должен быть приблизительно равен диаметру делительной окружности + 2×m = 40 + 4 = 44 мм — подтверждено. Если перепроверка дает результат, отличающийся на 2 мм от измеренного OD, формула дает правильный ответ, а небольшое расхождение связано со скруглением кончика на изношенном колесе.

Шаг 5 — Измерьте диаметр отверстия и шпоночного паза.

Измерьте диаметр отверстия штангенциркулем в трех точках (вход, середина глубины и дальний конец отверстия), чтобы проверить наличие конусности, вызванной износом или коррозией. Запишите наименьшее значение в качестве номинального диаметра отверстия — замена с отверстием, обработанным до этого номинального значения H7, подойдет правильно. Для шпоночного паза: измерьте ширину, вставив губки штангенциркуля в паз шпонки. Измерьте глубину от поверхности отверстия до дна шпоночного паза с помощью глубиномера. Отметьте, имеет ли шпоночный паз закругленный конец (что указывает на использование долбежной фрезы) или квадратный конец (что указывает на использование концевой фрезы). Сравните ширину и глубину со значениями DIN 6885 для ближайшего стандартного диаметра вала — это подтвердит, является ли отверстие стандартным.

Шаг 6 — Измерьте ширину лицевой поверхности и размеры ступицы.

Измерьте ширину рабочей поверхности (длину зоны зубьев по колесу) с помощью глубиномера или штангенциркуля. Измерьте общую длину ступицы и диаметры всех ступенек на ее поверхности. Эти размеры необходимы для подтверждения того, что заменяемое колесо подходит к существующему подшипниковому узлу. Заменяемое колесо с правильным модулем, количеством зубьев и диаметром отверстия, но с шириной рабочей поверхности на 2 мм больше, может не поместиться между существующими стенками корпуса. Запишите все диаметры и длины ступенек ступицы — схема с указанием всех измерений будет полезнее, чем список чисел для этой ступени.

Шаг 7 — Определение материала

Напильником обработайте небольшой участок поверхности зуба и оцените цвет опилки: желтая/золотистая опилка и ярко-желтая поверхность среза = бронза (оловянная бронза или алюминиевая бронза — оба сплава являются медью). Темно-серая опилка и тускло-серая поверхность = чугун. Серебристо-серая опилка с яркой поверхностью среза = сталь. Если подтвердится бронзовый цвет, более внимательно изучите цвет опилки: красновато-золотистый цвет указывает на оловянную бронзу с высоким содержанием меди; серебристо-золотистый цвет указывает на алюминиевую бронзу с более высоким содержанием алюминия. Оба типа требуют одинакового внимания при выборе смазки (без серных противоизносных присадок), но имеют разные прочностные характеристики. В случае сомнений отправьте образец опилки в герметичном пакете для лабораторной идентификации.