Kogelmolen tandwielreductor

Gedetailleerde introductie tot tandwielkasten voor kogelmolens en hun productie- en inspectieprocessen

I. Gedetailleerde introductie tot tandwielkasten voor kogelmolens

• Hoog draagvermogen:Kan het totale gewicht van de cilinder, maalmedia en materialen (variërend van tientallen tot honderden tonnen) dragen en is bestand tegen stootbelastingen (bijv. tijdelijke overbelasting vanwege ongelijkmatige toevoer).

• Hoge transmissie-efficiëntie: Over het algemeen is een efficiëntie van ≥90% vereist om energieverlies te minimaliseren.

• Hoge betrouwbaarheid: Ontworpen voor langdurige continue werking, waarbij kwetsbare onderdelen (bijv. tandwielen, lagers) een levensduur hebben die overeenkomt met die van de kogelmolen (doorgaans ≥ 10.000 uur zonder grote revisies).

• Behuizing (gegoten of gelast, ondersteunende interne onderdelen);

• Tandwielstelsel (inclusief ingaande-as-tandwielen, tussenliggende-as-tandwielen, uitgaande-as-tandwielen, meestal geharde cilindrische of kegelwielen, waarbij de trappen worden bepaald door de overbrengingsverhouding);

• As (ingaande as, tussenas, uitgaande as, meestal gemaakt van 40Cr of 42CrMo);

• Lagers (meestal bolvormige rollagers of kegelrollagers, geschikt voor radiale en axiale belastingen);

• Afdichtingen (framewerk-oliekeerringen, O-ringen, enz., ter voorkoming van lekkage van smeermiddel en binnendringen van stof);

• Smeersysteem (carter- of geforceerde smering; grote versnellingsbakken kunnen oliepompen en koelers bevatten).

II. Productieproces van tandwielkasten voor kogelmolens

(A) Huisvestingproductieproces

(B) Tandwielverwerkingsproces (geharde cilindrische tandwielen, 20CrMnTi als voorbeeld)

1. Blanco voorbereiding:

• Smeden: matrijssmeden (smeedtoeslag 5-8 mm), gevolgd door normaliseren (860-880℃ gedurende 2 uur, luchtkoeling) om smeedspanning te elimineren, met hardheid gecontroleerd op 180-220HBW.

• Inspectie: UT op interne defecten (geen scheuren, krimpholtes), MT op oppervlaktedefecten.

2. Ruwe bewerking:

• Draaien: CNC-draaibewerking van de buitendiameter, kopse kanten en binnenste gaten (met een nabewerkingstoeslag van 2-3 mm), waarbij de referentieloodrechtheid ≤0,02 mm/100 mm wordt gegarandeerd.

3. Verwerking van tandblanks:

• Frezen: Frezen van tandwielen om tandprofielen te bewerken (0,3-0,5 mm slijptoeslag toestaan), met een cumulatieve steekfout ≤ 0,1 mm en een spiraalfout ≤ 0,05 mm/100 mm.

• Afschuinen: Het verwijderen van bramen aan de tandkop om scheuren tijdens de warmtebehandeling te voorkomen.

4. Warmtebehandeling:

• Carbureren en afschrikken: Carbureren bij 920-940 °C (kastdiepte 1,2-2,0 mm, instelbaar per module), afschrikken bij 850 °C (oliekoeling) en ontlaten bij lage temperatuur bij 200-220 °C. Oppervlaktehardheid 58-62 HRC, kernhardheid 30-45 HRC.

• Richten: Drukrichten bij vervormingen die de tolerantie overschrijden (radiale afwijking >0,1mm), waarbij impact wordt vermeden.

5. Nabewerking:

• Inwendig/uitwendig slijpen: Het slijpen van binnengaten of buitencirkels met behulp van tandoppervlakken als referentiepunten (of speciale doornen), met rondheid ≤ 0,005 mm en cilindriciteit ≤ 0,01 mm/100 mm.

• Tandwiel slijpen: CNC-vorm slijpen of worm slijpen om een tandprofielnauwkeurigheid van GB/T 10095.1-2008 klasse 6, helixnauwkeurigheid klasse 6 en oppervlakteruwheid van Ra≤0,8μm te bereiken.

• Honen (optioneel): Bij hogesnelheidstandwielen, honen om de oppervlakteruwheid te verminderen tot Ra≤0,4μm en raakgeluid te minimaliseren.

(C) Asverwerkingsproces (uitgaande as, 42CrMo als voorbeeld)

1. Blanco voorbereiding:

• Smeden: Open matrijssmeden of matrijssmeden (voor lengte-diameterverhouding >5), gevolgd door normaliseren (850-870℃ gedurende 2 uur, luchtkoeling) om de hardheid te controleren op 180-220HBW.

• Inspectie: UT op interne defecten, MT op oppervlaktedefecten.

2. Ruwe bewerking:

• Draaien: CNC-draaibewerking van treden, kopse kanten en centergaten (met een nabewerkingstoeslag van 2-3 mm).

3. Blussen en temperen:

• Afschrikken bij 840-860 °C (oliekoeling) en ontlaten bij 600-620 °C (luchtkoeling), met een hardheid van 280-320 HBW. Mechanische eigenschappen: Treksterkte ≥ 900 MPa, slagvastheid ≥ 60 J/cm².

4. Halfafwerking:

• Draaien: Voltooi de draaistappen (houd rekening met een slijpmarge van 0,5-1 mm) en het draadsnijden (houd rekening met een slijpmarge van 0,1-0,2 mm).

• Frezen: CNC-frezen van spiebanen (symmetrie ≤0,05 mm, dieptetolerantie ±0,05 mm).

5. Nabewerking:

• Slijpen: Cilindrisch slijpen van lager- en tandwielraakvlakken (rondheid ≤0,003 mm, cilindriciteit ≤0,005 mm/100 mm, oppervlakteruwheid Ra≤0,8 μm);

• Draad slijpen (voor zeer nauwkeurige draden): Garandeert een draadnauwkeurigheid van 6 g en een oppervlakteruwheid van Ra ≤ 1,6 μm.

(D) Montageproces

1. Reiniging en voorbehandeling van onderdelen:

• Alle onderdelen worden gereinigd met kerosine (verwijdering van olie en vuil); lagers en afdichtingen worden gereinigd met speciale middelen, gedroogd en bedekt met antiroestolie;

• Controleren van de pasvorm van het onderdeel (bijv. nauwe passing H7/k6 voor lagers en assen, speling H7/g6).

2. Asmontage:

• Lagers persen: lagers verwarmen tot 80-100℃ voor het persen op de lagers, waarbij hameren wordt vermeden;

• Tandwiel-as-montage: Voor een perspassing wordt een warme passing (tandwielen verwarmd tot 120-150 °C) of een koude passing (assen gekoeld met vloeibare stikstof) gebruikt. Controleer de coaxialiteit na montage (radiale slingering ≤ 0,02 mm).

3. In-house assemblage:

• Assen monteren: ingaande, tussenliggende en uitgaande assen in de onderste behuizing monteren. Lagerzittingen afstellen met meetklokken om de parallelliteit van de as te garanderen (≤ 0,03 mm/1000 mm);

• Afstelling van de tandwielingrijping: Controleer de speling (0,15-0,3 mm voor tandwielen van klasse 6) met voelermaatjes of loodpersing, en het contactpatroon (≥ 60% langs de tandhoogte, ≥ 70% langs de tandlengte) met markeerpasta. Optimaliseer de ingrijping door de dikte van de vulplaatjes aan te passen.

4. Behuizing sluiten en bevestigen:

• Breng kit (bijv. Loctite 510) aan op het verbindingsvlak van de onderste behuizing en sluit vervolgens de bovenste behuizing. Draai de bouten gelijkmatig aan (diagonaal, 2-3 stappen) tot het voorgeschreven koppel (bijv. 350-400 N·m voor M20-bouten).

• Controleer de pasvorm van de behuizing (0,05 mm voelermaat mag er niet doorheen dringen).

5. Accessoire-installatie:

• Montage van afdichtingen (frame-oliekeerringlippen naar binnen gericht, 0,1-0,2 mm interferentie met de assen);

• Het installeren van smeersystemen (oliepeilmeters, ontluchters, aftappluggen). Grote versnellingsbakken worden voorzien van oliepompen, filters en koelers.

6. Testrun zonder belasting:

• Vullen met transmissieolie (bijv. L-CKD 220 extreme druk industriële transmissieolie) tot aan het midden van de oliepeilmeter. 2 uur onbelast draaien bij een toerental van 1,2×;

• Monitoring: Geen abnormaal geluid (≤85dB), temperatuurstijging lagers ≤40℃ (omgevingstemperatuur +40℃), geen lekkage.

III. Inspectieproces van de versnellingsbak

(A) Inspectie van grondstoffen

• Materiaalcertificering: Controleren van fabriekscertificaten (chemische samenstelling, mechanische eigenschappen), bijvoorbeeld 20CrMnTi waarbij Cr 1,0-1,3%, Mn 0,8-1,1% vereist is;

• Fysische en chemische testen: Bemonstering voor chemische analyse (spectrometer met directe aflezing) en mechanische eigenschappentests (trek- en slagtestmachines);

• Inspectie: 100% UT voor smeedstukken (JB/T 5000.15-2007 Klasse II) en MT voor kritische gietoppervlakken (geen scheuren of poriën).

(B) In-proces inspectie (belangrijke knooppunten)

1. Woninginspectie:

• Gegoten behuizingen: Maatvoeringscontroles (CMM, kritische gatpositietolerantie ≤0,05 mm), oppervlaktekwaliteit (geen zandgaten of krimp) en druktesten (0,3 MPa gedurende 30 min, geen lekkage);

• Gelaste behuizingen: UT/MT voor lassen (JB/T 5000.3-2007 Klasse II) en vervorming na het lassen (vlakheid ≤0,05 mm/100 mm).

2. Tandwielinspectie:

• Nabehandeling: oppervlaktehardheid (58-62HRC, Rockwell-tester), kastdiepte (1,2-2,0 mm, metallografische methode), kernhardheid (30-45HRC);

• Nabewerking: nauwkeurigheid van het tandprofiel (tandwielmeetcentrum, klasse 6), helixnauwkeurigheid (klasse 6), cumulatieve spoedfout (≤0,05 mm) en oppervlakteruwheid (Ra≤0,8 μm, profilometer).

3. Schachtinspectie:

• Nabehandeling: hardheid (280-320HBW, Brinell-tester) en uniformiteit van de gebluste-ontlaten laag;

• Nabewerking: rondheid van de tuit (≤0,003 mm, rondheidsmeter), cilindriciteit (≤0,005 mm/100 mm) en symmetrie van de spiebaan (≤0,03 mm, meetklok + V-blok).

(C) Eindproductinspectie

1. Uiterlijk en afmetingen:

• Kwaliteit van de verf (geen lopers of afbladdering, dikte 60-80 μm, laagdiktemeter) en duidelijke markeringen (model, verhouding, gewicht);

• Inbouwafmetingen (harthoogte in-/uitgaande as, diameter flensnippel, CMM-getest, tolerantie ±0,1 mm).

2. Prestatietesten:

• Efficiëntie: Berekend via koppelsensoren (≥90%);

• Trillingen: Trillingssnelheid ≤1,1 mm/s (GB/T 6404.2-2005, trillingsmeter);

• Test zonder belasting: Draait gedurende 2 uur, controleert de lagertemperatuur (≤80℃, infraroodthermometer), geluid (≤85dB, geluidsniveaumeter) en lekkage;

• Belastingstest: Stapbelasting bij 25%, 50%, 75%, 100% van het nominale vermogen (1 uur per stap), met 100% belasting gedurende 4 uur;

• Overbelastingstest: 125% nominale belasting gedurende 1 minuut, controle op plastische vervorming in tandwielen en lagers.

3. Eindinspectie vóór verpakking:

• Reinigen van olieresten, bijvullen met antiroestolie, controleren van accessoires (handleidingen, certificaten, reserveonderdelenlijsten) en zorgen voor weer- en schokbestendige verpakkingen.