Engrenagem de moagem de bolas

Introdução detalhada, processo de fabricação e processo de inspeção de engrenagens de moinho de bolas

I. Funções e características estruturais das engrenagens de moinhos de bolas

• Alta resistência e resistência ao desgaste: A superfície do dente deve ter dureza suficiente (≥240HBW após têmpera e revenimento) para resistir ao desgaste, enquanto o corpo do dente requer boa tenacidade (tenacidade ao impacto ≥40J/cm²) para suportar impactos de malha;

• Malha de alta precisão: Os erros no perfil do dente devem ser controlados dentro do Grau 7 da GB/T 10095, garantindo a área de contato com o pinhão (≥50% ao longo da altura do dente, ≥60% ao longo do comprimento do dente);

• Estabilidade estruturalEngrenagens grandes (diâmetro ≥ 3 m) frequentemente adotam estruturas bipartidas (2 a 4 segmentos) para facilitar o transporte e a instalação. As superfícies de junção devem garantir a precisão do posicionamento (desalinhamento radial ≤ 0,1 mm).

II. Processo de fabricação de engrenagens de moinho de esferas (tomando como exemplo engrenagens bipartidas de 42CrMo)

1. Preparação de blanks (aço forjado)

• Matéria-prima: São selecionadas chapas ou forjados de aço 42CrMo com espessura ≥100mm, com análise espectral verificando composição (C 0,38-0,45%, Cr 0,9-1,2%, Mo 0,15-0,25%);

• Forjamento/corte:

• Forjamento integral: aquecer a 1100-1150°C, forjar em blanks de anel usando uma prensa hidráulica (para diâmetros ≤ 5 m). Após o forjamento, normalizar (860°C × 3h, resfriado a ar) para aliviar a tensão, reduzindo a dureza para 200-230HBW;

• Corte dividido: Engrenagens grandes são cortadas em segmentos (por exemplo, 2 segmentos) com uma margem de usinagem de 10-15 mm. As superfícies das juntas são fresadas planas (planicidade ≤ 0,05 mm/m).

2. Usinagem e montagem de desbaste (engrenagens divididas)

• Torneamento bruto: Os tornos verticais CNC usinam o círculo externo, o furo interno e as faces finais, deixando uma margem de retificação de 5 a 8 mm para o furo interno;

• Posicionamento de montagem: Fixar os blanks segmentados com pinos de localização e parafusos (pré-carga do parafuso ≥800N·m) para garantir desvio de circunferência nas juntas ≤1mm;

• Fresagem de engrenagens brutas: Cortar grosseiramente os perfis dos dentes com uma fresadora de engrenagens, deixando uma margem de acabamento de 3-5 mm (incluindo compensação de deformação após têmpera e revenimento).

3. Têmpera e revenimento (processo chave)

• Aquecer a 840-860°C, resfriar em óleo após o isolamento (têmpera) e, em seguida, revenir a 580-620°C por 4 horas (revenimento em alta temperatura). A dureza final é de 250-280HBW, garantindo uma resistência à tração ≥800MPa;

• Teste 100% ultrassônico (UT) após têmpera e revenimento (em conformidade com JB/T 4730.3 Grau II), sem rachaduras ou lascas permitidas.

4. Usinagem de acabamento

• Torneamento semiacabado: Usine as superfícies das juntas, o furo interno e as faces finais de referência, deixando uma margem de retificação de 2-3 mm;

• Fresagem de engrenagens de precisão: As máquinas de fresamento de engrenagens CNC processam perfis de dentes, controlando o desvio de passo para ±0,05 mm e o erro de direção do dente para ≤0,03 mm/100 mm;

• Perfuração: Furos para parafusos de montagem da máquina (diâmetro φ30-φ60 mm) com tolerância posicional de ± 0,1 mm e erro cumulativo de distância do furo ≤ 0,2 mm;

• Moagem: Retifique o furo interno (tolerância IT7) e as faces finais de referência (perpendicularidade ≤0,02 mm/100 mm) para garantir a precisão do encaixe com o flange do cilindro.

5. Tratamento de Superfície e Montagem

• As superfícies dos dentes são jateadas com areia (rugosidade Ra12,5μm) e revestidas com primer antiferrugem; as superfícies não usinadas são pintadas com acabamento (espessura total ≥100μm);

• Durante a montagem das engrenagens bipartidas no local, verifique as folgas das juntas com calibradores de folga (folga ≤ 0,05 mm). Após o aperto dos parafusos, meça novamente a excentricidade radial do anel da engrenagem (≤ 0,1 mm).

III. Processo de Inspeção de Engrenagens de Moinho de Bolas

1. Inspeção de matéria-prima e blanks

• Composição química: A análise espectral confirma teores qualificados de Cr e Mo em 42CrMo;

• Qualidade do forjamento: A inspeção macroestrutural dos forjados (método de ataque químico) não mostra retração ou porosidade (grau ≤ 2). Os ensaios de tração comprovam um limite de escoamento ≥ 600 MPa.

2. Inspeção de Tratamento Térmico

• Teste de dureza: o testador de dureza Brinell mede superfícies e núcleos de dentes (250-280HBW) com desvio de uniformidade ≤30HBW;

• Estrutura metalográfica: As amostras mostram sorbita temperada (grau ≤3) sem carbonetos de rede.

3. Inspeção de precisão do perfil do dente

• Teste do centro de medição de engrenagens:

• Erro de passo cumulativo ≤0,15 mm (para engrenagens de 5 m de diâmetro), desvio de passo individual ±0,03 mm;

• Desvio total do perfil ≤0,08 mm, erro de direção do dente ≤0,05 mm/100 mm;

• Desvio radial: O testador de desvio de engrenagem mede o desvio radial do anel de engrenagem (≤0,1 mm).

4. Inspeção final dos produtos acabados

• Precisão de montagem: após a montagem das engrenagens divididas, os rastreadores a laser detectam a circularidade geral (≤0,15 mm);

• Teste de engrenamento: Testes de engrenamento com amostras de pinhão (operação sem carga de 2 horas) mostram pontos de contato qualificados e nenhum ruído anormal;

• Qualidade da aparência: O teste de penetração (PT) dos filetes da raiz do dente (R≥3 mm) não revela rachaduras ou rebarbas (profundidade ≤0,5 mm).