Ingranaggio a sfere del mulino a sfere

Introduzione dettagliata, processo di produzione e processo di ispezione degli ingranaggi del mulino a sfere

I. Funzioni e caratteristiche strutturali degli ingranaggi cilindrici del mulino a sfere

• Elevata resistenza e resistenza all'usura: La superficie del dente deve avere una durezza sufficiente (≥240HBW dopo tempra e rinvenimento) per resistere all'usura, mentre il corpo del dente richiede una buona tenacità (resistenza all'impatto ≥40J/cm²) per resistere agli impatti di accoppiamento;

• Meshing ad alta precisione: Gli errori del profilo del dente devono essere controllati entro il Grado 7 di GB/T 10095, assicurando l'area di contatto con il pignone (≥50% lungo l'altezza del dente, ≥60% lungo la lunghezza del dente);

• Stabilità strutturale: Gli ingranaggi di grandi dimensioni (diametro ≥3 mm) spesso adottano strutture divise (2-4 segmenti) per facilitarne il trasporto e l'installazione. Le superfici di giunzione devono garantire la precisione di posizionamento (disallineamento radiale ≤0,1 mm).

II. Processo di fabbricazione di ingranaggi cilindrici per mulini a sfere (prendendo come esempio gli ingranaggi divisi in 42CrMo)

1. Preparazione del pezzo grezzo (acciaio forgiato)

• Materia prima: Vengono selezionate lamiere o forgiati in acciaio 42CrMo con spessore ≥100mm, con analisi spettrale che verifica la composizione (C 0,38-0,45%, Cr 0,9-1,2%, Mo 0,15-0,25%);

• Forgiatura/taglio:

• Forgiatura integrale: Riscaldare a 1100-1150 °C, forgiare in grezzi ad anello utilizzando una pressa idraulica (per diametri ≤5 mm). Dopo la forgiatura, normalizzare (860 °C x 3 ore, raffreddamento ad aria) per alleviare lo stress, riducendo la durezza a 200-230 HBW;

• Taglio a segmenti: gli ingranaggi di grandi dimensioni vengono tagliati in segmenti (ad esempio, 2 segmenti) con una tolleranza di lavorazione di 10-15 mm. Le superfici di giunzione vengono fresate in piano (planarità ≤0,05 mm/m).

2. Lavorazione grezza e assemblaggio (ingranaggi divisi)

• Tornitura grezza:I torni verticali CNC lavorano il cerchio esterno, il foro interno e le superfici terminali, lasciando una tolleranza di rettifica di 5-8 mm per il foro interno;

• Posizionamento dell'assemblaggio: Fissare i pezzi grezzi segmentati con perni di posizionamento e bulloni (precarico bulloni ≥800N·m) per garantire una deviazione della circonferenza nei giunti ≤1mm;

• Dentatura grezza degli ingranaggi: Tagliare grossolanamente i profili dei denti con una dentatrice, lasciando un margine di finitura di 3-5 mm (inclusa la compensazione della deformazione dopo la tempra e il rinvenimento).

3. Tempra e rinvenimento (processo chiave)

• Riscaldare a 840-860 °C, raffreddare in olio dopo l'isolamento (tempra), quindi rinvenire a 580-620 °C per 4 ore (rinvenimento ad alta temperatura). La durezza finale è di 250-280 HBW, garantendo una resistenza alla trazione ≥800 MPa;

• Controllo ultrasonico al 100% (UT) dopo tempra e rinvenimento (conforme a JB/T 4730.3 Grado II), senza crepe o scheggiature ammesse.

4. Lavorazione di finitura

• Tornitura semifinita: Lavorare le superfici dei giunti, il foro interno e le superfici di riferimento, lasciando una tolleranza di rettifica di 2-3 mm;

• Dentatura di precisione degli ingranaggi: Le dentatrici CNC elaborano i profili dei denti, controllando la deviazione del passo a ±0,05 mm e l'errore di direzione del dente a ≤0,03 mm/100 mm;

• Perforazione: Fori per bulloni di montaggio macchina (diametro φ30-φ60mm) con tolleranza di posizione ±0,1mm ed errore cumulativo della distanza dei fori ≤0,2mm;

• macinazione: Rettificare il foro interno (tolleranza IT7) e le superfici terminali di riferimento (perpendicolarità ≤0,02 mm/100 mm) per garantire la precisione di adattamento con la flangia del cilindro.

5. Trattamento superficiale e assemblaggio

• Le superfici dei denti sono sabbiate (rugosità Ra12,5μm) e rivestite con primer antiruggine; le superfici non lavorate sono verniciate con topcoat (spessore totale ≥100μm);

• Durante il montaggio in loco degli ingranaggi sdoppiati, controllare la distanza tra i giunti con spessimetri (distanza ≤0,05 mm). Dopo il serraggio dei bulloni, rimisurare la scentratura radiale della corona dentata (≤0,1 mm).

III. Processo di ispezione degli ingranaggi del mulino a sfere

1. Ispezione delle materie prime e del pezzo grezzo

• Composizione chimica: l'analisi spettrale conferma i contenuti qualificati di Cr e Mo in 42CrMo;

• Qualità della forgiatura: l'ispezione della macrostruttura dei pezzi forgiati (metodo di incisione) non mostra ritiri o porosità (grado ≤2). Le prove di trazione verificano un limite di snervamento ≥600 MPa.

2. Ispezione del trattamento termico

• Prova di durezza: il durometro Brinell misura le superfici e i nuclei dei denti (250-280HBW) con deviazione di uniformità ≤30HBW;

• Struttura metallografica: i campioni mostrano sorbite rinvenuta (grado ≤3) senza carburi reticolati.

3. Ispezione della precisione del profilo del dente

• Test del centro di misurazione degli ingranaggi:

• Errore cumulativo del passo ≤0,15 mm (per ingranaggi di diametro 5 m), deviazione del passo individuale ±0,03 mm;

• Deviazione totale del profilo ≤0,08 mm, errore di direzione del dente ≤0,05 mm/100 mm;

• Eccentricità radiale: il misuratore di eccentricità degli ingranaggi misura l'eccentricità radiale degli anelli degli ingranaggi (≤0,1 mm).

4. Ispezione finale dei prodotti finiti

• Precisione di assemblaggio: dopo aver assemblato gli ingranaggi divisi, i laser tracker rilevano la rotondità complessiva (≤0,15 mm);

• Test di accoppiamento: i test di accoppiamento con campioni di pignone (funzionamento a vuoto per 2 ore) mostrano punti di contatto qualificati e nessun rumore anomalo;

• Qualità dell'aspetto: il test penetrante (PT) dei filetti delle radici dei denti (R≥3mm) non rivela crepe o sbavature (profondità ≤0,5mm).