ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

В большинстве коробок передач используется механизм, содержащий размещенные в корпусе управляемую рычагом планку с гнездами на ее рабочей поверхности и жестко установленный подпружиненный фиксатор с возможностью взаимодействия с гнездами планки при ее перемещении. Указанная коробка передач используется на тракторах ДТ-75 и «Волгарь». Основным недостатком механизма коробки передач является то, что он обладает низким ресурсом (на тракторах ДТ-75 и «Волгарь» около 50000 включений). В процессе работы при взаимодействии фиксатора с планкой передач гнезда планки подвергаются износу, сглаживаются их участки, сопряженные с прямолинейной поверхностью планки, что вызывает выскальзывание фиксатора из гнезда при их взаимодействии, не обеспечивается фиксация этой пары в заданном положении. Уменьшить износ рабочих поверхностей планки и повысить эффект удерживания пары в положении кинематического замыкания можно с помощью нанесения дорожек лазерной закалки. Особенностью лазерной закалки по сравнению с традиционными методами термической обработки являются более высокие скорости нагрева и охлаждения обрабатываемого материала, отсутствие коробления деталей вследствие того, что обрабатываемая деталь не подвергается глубокому прогреву.

Разработана технология лазерной обработки планки и фиксатора коробки передач транспортного средства, именуемая избирательной лазерной закалкой, с целью снижения износа и обеспечения фиксации пары в заданном положении. В результате избирательной лазерной закалки рабочей поверхности планки в виде прерывистых дорожек, расположенных на ее прямолинейной поверхности, и сопряженных с ней участках поверхности гнезд с образованием выступов на поверхности гнезда и поверхности фиксатора, выполненной с выступом в виде кольцевой дорожки, расположенном со смещением относительно выступов на гнезде, происходит локальное изменение физико-механических свойств материала.

При выполнении на планке передачи 1 (см. рисунки) и фиксаторе 2 дорожек лазерной закалки в зонах лазерного влияния образуется мелкодисперсный мартенсит, обладающий большим удельным объемом по сравнению с исходной структурой и высокой микротвердостью 7000-8500 МПа ( hrcі65). В результате на контактирующих поверхностях гнезд 3 и фиксатора 2 образуются выступы 5 и 7, которые при соединении фиксатора 2 с гнездом 3 планки 1 при ее перемещении в процессе работы образуют эффект заклинивания, препятствующий их разъединению. Заклинивание пары фиксатор-планка при кинематическом замыкании имеет форму волны (рис. 3) с полупериодом, равным «а». Кроме того, повышение твердости поверхности планки повышает устойчивость ее участков, наиболее подверженных износу и разрушению от взаимодействия с фиксатором, и обеспечивает сохранение формы гнезд и заклинивающей способности выступов.

На рис. 1 представлена рабочая поверхность планки с прерывистыми дорожками лазерной закалки; на рис. 2 - узел контакта фиксатора с гнездом планки переключения передач; на рис. 3 - показана линия взаимодействия контактирующих поверхностей пары фиксатор - планка. Упрочнение рабочих поверхностей пары фиксатор - планка КПП проводится по специальной схеме (рис. 2). Режим лазерной закалки устанавливается в зависимости от типа используемого лазера. Например, для стали 40 рекомендуется режим обработки мощным СО ₂ - лазером мод. « spektra-phusics» мощностью 5 кВт при следующих режимах: полезная мощность w=3,5-4 кВт; диаметр лазерного пятна d_л=8 мм; скорость транспортирования лазерного луча v_мод=0,4-0,7 м/мин, q₀=30-53 Дж/мм ²; коэффициент поглощения лазерного излучения h_эф=0,7; количество проходов 1.