En los mecanismos de años de producción anteriores (máquinas herramienta, cajas de cambios, accionamientos), los engranajes y engranajes a menudo estaban hechos de hierro fundido gris, que, con cargas bajas y medias, no era inferior a sus homólogos de acero, y el proceso de fundición del hierro era más sencillo. y más barato que el acero.
Pero el hierro fundido es frágil, y en los engranajes y engranajes, con un cambio brusco de carga o su aumento, los dientes se rompieron y todo el mecanismo falló. Por supuesto, sería mejor sustituir un engranaje o engranaje al que le falta un diente por un producto nuevo, lo que no siempre es posible. Entonces solo queda intentar restaurar el diente de otra forma.
Una de las opciones está asociada con la preparación mecánica del lugar del diente roto, el revestimiento de un material adecuado en términos de resistencia y otras características, y el procesamiento del revestimiento hasta obtener un nuevo diente con una geometría exacta.
Equipos, dispositivos y materiales necesarios.
Para el trabajo necesitamos:
- amoladora y mini taladro (taladro);
- soplete de soldadura de oxiacetileno;
- ácaros;
- batidor (cabezal medidor);
- torno;
- papel de lija;
- un eje con tuerca y tope tubular para el conjunto de engranaje y piñón;
- cortador para formar el perfil de la cavidad entre los dientes;
- eje de corte con empuñadura llave en mano;
- fresadora con cabezal divisorio;
- instrumento de medición (calibradores, micrómetro), etc.
Para llenar el espacio entre dos dientes intactos adyacentes en relación con un diente roto, necesitamos:
- varilla de bronce silíceo (silicona);
- fundente (parte principal: bórax con una pequeña mezcla de magnesio);
- manta de soldadura de fibra de vidrio;
- trapos, servilletas de tela, etc.
El proceso de restauración de un diente roto.
Consta de tres etapas:
- Preparar el lugar y rellenar (sellar) el espacio entre dos dientes adyacentes intactos en relación al faltante.
- Fabricación de un soporte para una cortadora de engranajes y un eje para asegurar el engranaje y el engranaje en la máquina durante el procesamiento.
- Formar un perfil de diente retirando el material depositado con un cortador especial por ambos lados.
Preparando el área de soldadura
Dado que la fundición gris es difícil de mecanizar mecánicamente, es casi imposible hacerlo con un minitaladro. Es mejor y más rápido rechinar un diente roto con una amoladora.
Al final, puedes utilizar un taladro para hacer rugosa la base. Esto asegurará una conexión más fuerte entre el material soldado y el hierro fundido.
Proceso de soldadura térmica
Se comienza con un calentamiento exhaustivo y uniforme, mediante un soplete de gas acetileno, tanto de la zona de soldadura como de las partes adyacentes del engranaje. De lo contrario, aumenta la probabilidad de que se formen grietas en la pieza de hierro fundido.
Luego se calienta al rojo vivo la zona de soldadura y una varilla de bronce ligeramente silícea (silicona), que, después de calentar, se introduce en un recipiente con fundente, compuesto principalmente de bórax con la adición de una pequeña cantidad de magnesio.
A continuación, se coloca una varilla de bronce de silicona recubierta con fundente sobre la cavidad y se funde usando la llama de un soplete de acetileno. Esta operación continúa hasta que la soldadura de bronce y silicio llena todo el volumen de la cavidad entre los dientes intactos adyacentes.
Al finalizar esta etapa, para que la soldadura no se agriete por el rápido enfriamiento, cubrimos la pieza a restaurar con una manta de soldadura de fibra de vidrio y la dejamos hasta que se enfríe lentamente durante el tiempo necesario.
Proceso de mecanizado de extremos de engranajes soldados
Sujetamos la rueda dentada en el mandril del torno y, mediante un cabezal medidor, ajustamos el bloque con la desviación mínima permitida, golpeando el engranaje de un lado u otro con un mazo, si es necesario.
Luego, con la ayuda de un cortador, retiramos las perlas de soldadura que sobresalen de los extremos del engranaje. Al final del torneado, trituramos las zonas de procesamiento con papel de lija.
Preparando el bloque y el cortador para el trabajo.
Colocamos el engranaje y el bloque de engranaje en un torno sobre un eje previamente preparado apretando la tuerca y el tope cilíndrico.
Para hacer un soporte para un cortador, tomamos una varilla de acero de cierta longitud y un diámetro ligeramente mayor que el orificio de montaje de la herramienta. Lo sujetamos en el mandril del torno y primero perforamos un pequeño agujero en un extremo con un taladro de centrado, que luego ampliamos con una broca helicoidal al tamaño requerido.
A continuación, fijamos el grifo en el contrapunto de la máquina y lo introducimos en el orificio del extremo de la varilla.Movemos el cabezal hacia atrás y cortamos el hilo manualmente, girando el grifo con una manivela. En la rosca resultante, atornillamos un perno casero con una cabeza cilíndrica plana y dos cortes rectangulares ubicados simétricamente con respecto al centro de la varilla para sujetarlo con una llave especial.
Luego terminamos la varilla en el otro lado y la rectificamos hasta obtener la longitud requerida para que coincida con el diámetro del husillo de la fresadora. Realizamos el torneado con control periódico del diámetro para no aflojar el tamaño. Al finalizar lijamos la zona de giro con una cinta de lija y la limpiamos con un paño.
Formación del perfil dental.
Fijamos el portafresas en el husillo de la fresadora y rectificamos la varilla al tamaño del orificio en la fresa, midiendo periódicamente el diámetro con un micrómetro. Al final, lijamos la ranura con papel de lija y la limpiamos con un trapo.
Colocamos el cortador en el soporte y lo aseguramos al final con un perno de fijación, primero a mano y al final con una llave especial con manivela. Instalamos el cabezal divisorio y el contrapunto en la mesa de trabajo de la fresadora. Sujetando una varilla de acero perfectamente recta entre ellos, alineamos estas unidades para asegurar la máxima coaxialidad en los planos vertical y horizontal. Para ello utilizamos cabezales medidores y ajustamos la posición del contrapunto con respecto al cabezal divisor. Después de la alineación, estas unidades se fijan firmemente a la mesa de la fresadora.
La operación más importante es la alineación precisa de la fresa con respecto al engranaje que se está restaurando. Para ello utilizamos un pie de rey, un micrómetro y una regla de metal.
Dividimos las características del cabezal por el número de dientes y obtenemos el número de vueltas del mango por 1 diente. Generalmente el resultado es un número fraccionario. Luego, este valor se encuentra en el círculo divisor.
Ahora puedes encender el husillo de la fresadora y comenzar a darle forma a una de las cavidades del diente que estás restaurando. Es mejor hacerlo en 2-3 pasadas para no dañar la superficie. Al formar un diente, es necesario eliminar las partículas de material cortado del cortador y lubricar la herramienta. A continuación alejamos la cortadora y giramos el engranaje exactamente un paso con el cabezal divisor y volvemos a repetir la operación anterior.
Una nota
¿Por qué utilizar bronce al silicio para formar un diente en un engranaje de hierro fundido? ¿No es más seguro soldar la cavidad entre los dientes con un electrodo de hierro fundido y luego procesarla con una cortadora de engranajes?
Si hace esto, debido a la alta temperatura, el hierro fundido se “blanquea” y crea áreas que son prácticamente imposibles de mecanizar. El bronce de silicona tiene una resistencia similar a la del hierro fundido gris e incluso mayor en cuanto a resistencia a la tracción. Al mismo tiempo, su procesamiento, como hemos visto, no presenta ninguna dificultad.
