Reductor de angrenaje pentru mori cu bile

Introducere detaliată a cutiilor de viteze ale morilor cu bile și a proceselor lor de fabricație și inspecție

I. Introducere detaliată a cutiilor de viteze ale morilor cu bile

• Capacitate portantă mareCapabil să suporte greutatea totală a cilindrului, a mediului de măcinare și a materialelor (de la zeci la sute de tone) și să reziste la sarcini de impact (de exemplu, supraîncărcări tranzitorii datorate alimentării neuniforme).

• Eficiență ridicată a transmisieiÎn general, este necesară o eficiență ≥90% pentru a minimiza pierderile de energie.

• Fiabilitate ridicatăProiectat pentru funcționare continuă pe termen lung, cu piese vulnerabile (de exemplu, angrenaje, rulmenți) având o durată de viață corespunzătoare morii cu bile (de obicei ≥10.000 de ore fără revizii majore).

• Carcasă (turnată sau sudată, cu piese interne de susținere);

• Tren de angrenaje (inclusiv angrenajul arborelui de intrare, angrenajul arborelui intermediar, angrenajul arborelui de ieșire, în mare parte angrenaje cilindrice sau conice cu față dură, cu trepte determinate de raportul de transmisie);

• Arborele (arborele de intrare, arborele intermediar, arborele de ieșire, de obicei fabricate din 40Cr sau 42CrMo);

• Rulmenți (în principal rulmenți cu role sferice sau rulmenți cu role conice, care suportă sarcini radiale și axiale);

• Garnituri (garnituri de etanșare pentru cadru, inele O etc., care previn scurgerile de lubrifiant și pătrunderea prafului);

• Sistem de ungere (ungere cu carter de ulei sau ungere forțată; cutiile de viteze mari pot include pompe și răcitoare de ulei).

II. Procesul de fabricație a cutiilor de viteze pentru mori cu bile

(A) Procesul de fabricație a carcasei

(B) Procesul de prelucrare a angrenajelor (angrenaje cilindrice cu față dură, de exemplu 20CrMnTi)

1. Prepararea blank-ului:

• Forjare: Forjare prin matriță (adaos de forjare 5-8 mm), urmată de normalizare (860-880 ℃ timp de 2 ore, răcire cu aer) pentru a elimina stresul de forjare, cu duritate controlată la 180-220HBW.

• Inspecție: UT pentru defecte interne (fără fisuri, cavități de contracție), MT pentru defecte de suprafață.

2. Prelucrare brută:

• Strunjire: Prelucrarea la strung CNC a diametrului exterior, a fețelor frontale și a găurilor interioare (lăsând o adaos de finisare de 2-3 mm), asigurând o perpendicularitate a datei ≤0,02 mm/100 mm.

3. Prelucrarea semifabricatelor dentare:

• Frezare: Frezarea angrenajelor pentru a prelucra profilele dinților (lăsând o adaos de rectificare de 0,3-0,5 mm), cu o eroare cumulată de pas ≤0,1 mm și o eroare de elice ≤0,05 mm/100 mm.

• Teşire: Îndepărtarea bavurilor de la capătul dintelui pentru a preveni fisurarea în timpul tratamentului termic.

4. Tratament termic:

• Cementare și călire: Cementare la 920-940℃ (adâncimea carcasei 1,2-2,0 mm, ajustată prin modul), călire la 850℃ (răcire cu ulei) și revenire la temperatură joasă la 200-220℃. Duritatea suprafeței 58-62HRC, duritatea miezului 30-45HRC.

• Îndreptare: Îndreptare prin presiune pentru deformare care depășește toleranța (bătaie radială >0.1mm), evitând impactul.

5. Prelucrare de finisare:

• Rectificare internă/externă: Rectificarea găurilor interioare sau a cercurilor exterioare utilizând suprafețele dinților ca repere (sau dornuri dedicate), cu rotunjime ≤0,005 mm și cilindricitate ≤0,01 mm/100 mm.

• Rectificarea angrenajelor: rectificare prin formă CNC sau rectificare cu melc pentru a obține precizia profilului dintelui GB/T 10095.1-2008 Gradul 6, precizia elicoidale Gradul 6 și rugozitatea suprafeței Ra≤0.8μm.

• Honuire (opțional): Pentru angrenaje de mare viteză, honuirea se realizează pentru a reduce rugozitatea suprafeței la Ra≤0,4 μm și a minimiza zgomotul de angrenare.

(C) Procesul de prelucrare a arborelui (arbore de ieșire, 42CrMo ca exemplu)

1. Prepararea blank-ului:

• Forjare: Forjare în matriță deschisă sau forjare în matriță (pentru raportul lungime-diametru >5), urmată de normalizare (850-870℃ timp de 2h, răcire cu aer) pentru a controla duritatea la 180-220HBW.

• Inspecție: UT pentru defecte interne, MT pentru defecte de suprafață.

2. Prelucrare brută:

• Strunjire: Prelucrarea la strung CNC a treptelor, fețelor frontale și găurilor centrale (lăsând o adaos de finisare de 2-3 mm).

3. Călire și revenire:

• Călire la 840-860℃ (răcire cu ulei) și revenire la 600-620℃ (răcire cu aer), cu o duritate de 280-320HBW. Proprietăți mecanice: Rezistență la tracțiune ≥900MPa, tenacitate la impact ≥60J/cm².

4. Prelucrare semifinisată:

• Strunjire: Finalizați etapele de strunjire (lăsând o adaos de rectificare de 0,5-1 mm) și filetarea (lăsând o adaos de rectificare de 0,1-0,2 mm).

• Frezare: Frezare CNC a canalelor de pană (simetrie ≤0,05 mm, toleranță de adâncime ±0,05 mm).

5. Prelucrare de finisare:

• Rectificare: Rectificarea cilindrică a suprafețelor de îmbinare ale rulmenților și angrenajelor (rotunjitate ≤0,003 mm, cilindricitate ≤0,005 mm/100 mm, rugozitate suprafață Ra≤0,8 μm);

• Rectificarea filetului (pentru filete de înaltă precizie): Asigură o precizie a filetului de 6g și o rugozitate a suprafeței Ra≤1,6μm.

(D) Procesul de asamblare

1. Curățarea și pretratarea pieselor:

• Toate piesele sunt curățate cu kerosen (îndepărtând uleiul și resturile); rulmenții și garniturile sunt curățate cu agenți speciali, uscate și acoperite cu ulei antirugină;

• Verificarea potrivirilor pieselor (de exemplu, potrivire cu interferență H7/k6 pentru rulmenți și arbori, potrivire cu joc H7/g6).

2. Ansamblu arbore:

• Rulmenți prin presare: Încălzirea rulmenților la 80-100 ℃ pentru presare pe fusuri, evitând lovirea cu ciocanul;

• Ansamblu arbore-rotină: Ajustările cu interferență se realizează prin montare la cald (rotițe încălzite la 120-150℃) sau prin montare la rece (arbori răciți cu azot lichid). Verificare coaxialitate post-asamblare (bătaie radială ≤0,02 mm).

3. Asamblare în carcasă:

• Instalarea componentelor arborelui: Montarea ansamblurilor arborelui de intrare, intermediar și de ieșire în carcasa inferioară. Reglarea pozițiilor scaunului rulmentului cu ajutorul comparatorilor cu cadran pentru a asigura paralelismul arborelui (≤0,03 mm/1000 mm);

• Reglarea angrenării: Verificarea jocului (0,15-0,3 mm pentru angrenaje de gradul 6) cu calibre sau presare cu plumb și a modelelor de contact (≥60% pe înălțimea dintelui, ≥70% pe lungimea dintelui) cu pastă de marcare. Optimizarea angrenării prin reglarea grosimii șaibei.

4. Închiderea și fixarea carcasei:

• Aplicarea de material de etanșare (de exemplu, Loctite 510) pe suprafața inferioară a îmbinării carcasei, apoi închiderea carcasei superioare. Strângerea uniformă a șuruburilor (secvență diagonală, 2-3 etape) la cuplul specificat (de exemplu, 350-400 N·m pentru șuruburi M20);

• Verificarea potrivirii carcasei (ecartamentul de 0,05 mm nu trebuie să pătrundă).

5. Instalarea accesoriilor:

• Instalarea garniturilor (buzele garniturii de ulei ale cadrului orientate spre interior, interferență de 0,1-0,2 mm cu arborii);

• Instalarea sistemelor de lubrifiere (indicatoare de nivel al uleiului, respiratoare, dopuri de golire). Cutiile de viteze mari adaugă pompe de ulei, filtre și răcitoare.

6. Test de funcționare fără sarcină:

• Umplere cu ulei de transmisie (de exemplu, ulei de transmisie industrial de presiune extremă L-CKD 220) până la linia mediană a indicatorului de nivel al uleiului. Funcționare fără sarcină timp de 2 ore la 1,2× turația de funcționare;

• Monitorizare: Fără zgomot anormal (≤85dB), creșterea temperaturii rulmentului ≤40℃ (temperatura ambiantă +40℃), fără scurgeri.

III. Procesul de inspecție a cutiei de viteze

(A) Inspecția materiilor prime

• Certificarea materialelorVerificarea certificatelor de fabricație (compoziție chimică, proprietăți mecanice), de exemplu, 20CrMnTi care necesită Cr 1,0-1,3%, Mn 0,8-1,1%;

• Testarea fizică și chimicăPrelevare de probe pentru analiză chimică (spectrometru cu citire directă) și teste de proprietăți mecanice (aparate de testare la tracțiune și impact);

• Inspecţie100% UT pentru piese forjate (JB/T 5000.15-2007 Clasa II) și MT pentru suprafețe critice de turnare (fără fisuri sau pori).

(B) Inspecția în timpul procesului (noduri cheie)

1. Inspecția locuințelor:

• Carcase turnate: Verificări dimensionale (CMM, toleranță pozițională a găurii critice ≤0,05 mm), calitatea suprafeței (fără găuri de șlefuire sau contracție) și testare la presiune (0,3 MPa timp de 30 min, fără scurgeri);

• Carcase sudate: UT/MT pentru suduri (JB/T 5000.3-2007 Clasa II) și deformare post-sudură (planeitate ≤0,05 mm/100 mm).

2. Inspecția angrenajelor:

• Tratament post-termic: Duritatea suprafeței (58-62HRC, aparat de testare Rockwell), adâncimea carcasei (1,2-2,0 mm, metodă metalografică), duritatea miezului (30-45HRC);

• Post-finisare: Precizia profilului dintelui (centru de măsurare a roților dințate, Gradul 6), precizia elicei (Gradul 6), eroarea cumulativă a pasului (≤0,05 mm) și rugozitatea suprafeței (Ra≤0,8 μm, profilometru).

3. Inspecția arborelui:

• Tratament post-termic: Duritate (280-320HBW, aparat de testare Brinell) și uniformitate a stratului de revenire prin călire;

• Post-finisare: Rotunjimea jgheabului (≤0,003 mm, aparat de măsurat rotunjimea), cilindricitatea (≤0,005 mm/100 mm) și simetria canelurii de pană (≤0,03 mm, comparator cu cadran + bloc în V).

(C) Inspecția produsului final

1. Aspect și dimensiuni:

• Calitatea vopselei (fără alunecări sau exfoliere, grosime 60-80 μm, indicator de grosime a stratului) și marcaje clare (model, raport, greutate);

• Dimensiuni de montare (înălțimea centrală a arborelui de intrare/ieșire, diametrul cepului flanșei, testat CMM, toleranță ±0,1 mm).

2. Testarea performanței:

• Eficiență: Calculată prin senzori de cuplu (≥90%);

• Vibrații: Viteza vibrațiilor ≤1,1 mm/s (GB/T 6404.2-2005, vibrometru);

• Test fără sarcinăFuncționare timp de 2 ore, monitorizare a temperaturii rulmentului (≤80℃, termometru cu infraroșu), a zgomotului (≤85dB, sonometru) și a scurgerilor;

• Test de sarcinăÎncărcare în trepte la 25%, 50%, 75%, 100% putere nominală (1 oră per treaptă), cu funcționare la sarcină 100% timp de 4 ore;

• Test de suprasarcină125% sarcină nominală timp de 1 minut, verificarea deformării plastice a angrenajelor și rulmenților.

3. Inspecția finală înainte de ambalare:

• Curățarea reziduurilor de ulei, umplerea cu ulei antirugină, verificarea accesoriilor (manuale, certificate, liste de piese de schimb) și asigurarea ambalajului rezistent la intemperii/șocuri.