Engrenagem de pinhão de moinho de bolas

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

I. Funções e características estruturais dos pinhões do moinho de bolas

• Alta resistência: Capaz de suportar torques que variam de dezenas de milhares a centenas de milhares de N·m, com alta dureza da superfície do dente (≥55HRC) para resistir ao desgaste;

• Alta precisão: Erro mínimo no perfil do dente (≤ Grau 6 conforme GB/T 10095) para garantir engate suave com a engrenagem principal, reduzindo vibração e ruído;

• Boa tenacidade: O núcleo do dente deve ter tenacidade moderada (dureza 25-35HRC) para evitar fratura induzida por impacto;

• Resistência ao desgaste:A superfície do dente requer tratamento de endurecimento (por exemplo, cementação, têmpera) para prolongar a vida útil (normalmente ≥10.000 horas).

II. Processo de Fabricação de Pinhões de Moinho de Bolas (Tomando Engrenagens Carburizadas de 20CrMnTi como Exemplo)

1. Forjamento em branco

• Matéria-prima: Aço redondo φ100-300mm 20CrMnTi é selecionado, com análise espectral verificando sua composição (C 0,17-0,23%, Cr 1,0-1,3%, Mn 0,8-1,1%);

• Forjamento: Aquecer a 1100-1150°C e, em seguida, forjar em moldes de engrenagens (com uma margem de usinagem de 5-8 mm). Após o forjamento, normalizar (920°C × 2h, resfriado a ar) para refinar os grãos e reduzir a dureza para 180-220HBW.

2. Usinagem de desbaste e semiacabamento

• Torneamento bruto: Os tornos CNC usinam o círculo externo, as faces finais e o furo interno (furo do eixo ou furo do cubo), deixando uma margem de 3-5 mm;

• Fresagem de engrenagens: Cortar grosseiramente perfis de dentes (módulo 8-30 mm) usando uma fresadora de engrenagens, com uma margem de 0,5-1 mm para cementação e retificação;

• Perfuração e fresamento: Usine rasgos de chavetas e furos de parafusos (para engrenagens divididas) com uma tolerância posicional de ±0,1 mm.

3. Cementação e Tratamento Térmico

• Cementação: Carburizar em um forno de cementação tipo poço a 920-940℃ por 8-16 horas (ajustado pela profundidade da camada), com um teor de carbono superficial de 0,8-1,2%;

• Têmpera + revenimento de baixa temperatura: Após a cementação, resfrie até 850°C e tempere em óleo (dureza da superfície do dente 58-62HRC), depois revena a 180-200°C por 2 horas para aliviar o estresse e estabilizar as dimensões.

4. Usinagem de acabamento

• Ranger a superfície do dente: Perfis de dentes de retificação de precisão usando uma máquina de retificação de roda sem-fim, garantindo erro de passo cumulativo ≤0,05 mm/100 mm, rugosidade da superfície do dente Ra≤0,8 μm;

• Moagem de tâmaras: Retifique o furo interno (tolerância IT6) e o munhão (ajuste de interferência com rolamentos, interferência de 0,01-0,03 mm), com perpendicularidade da face final ≤ 0,01 mm/100 mm;

• Afiação: Afiar engrenagens de alta precisão (Ra≤0,4μm) para reduzir o ruído de engrenamento (≤85dB).

5. Tratamento de Superfície e Montagem

• As superfícies não dentadas são jateadas para remoção de ferrugem e, em seguida, revestidas com tinta antiferrugem (espessura ≥60μm);

• Ajuste por contração com o eixo ou cubo (ajuste de interferência) e verifique a excentricidade radial após o resfriamento (≤0,03 mm).

III. Processo de Inspeção de Pinhões de Moinhos de Bolas

1. Inspeção de Matéria-Prima e Forjamento

• A análise espectral verifica a composição do 20CrMnTi (teor qualificado de Cr e Mn);

• Os forjados passam por inspeção UT (qualificação de Grau I), sem rachaduras internas ou encolhimento; testes de tração confirmam resistência à tração ≥1080MPa.

2. Inspeção de Tratamento Térmico

• Dureza da superfície do dente: medida com um testador de dureza Rockwell (58-62HRC); dureza do núcleo (3 mm abaixo da superfície) 25-35HRC;

• Inspeção da camada cementada: A análise metalográfica mede a profundidade efetiva da camada (1,5-3 mm), com teor de martensita na camada endurecida ≤3.

3. Inspeção de precisão do perfil do dente

• Testes do centro de medição de engrenagens: desvio de passo ≤±0,015 mm, erro de direção do dente ≤0,01 mm/100 mm, desvio total do perfil ≤0,02 mm;

• Desvio radial: medido com um testador de desvio de engrenagem (≤0,03 mm para o anel de engrenagem).

4. Inspeção final dos produtos acabados

• Qualidade da superfície: inspeção PT das superfícies dos dentes (sem rachaduras ou corrosão); filete da raiz do dente R≥1,5 mm (para evitar concentração de tensões);

• Teste de engrenamento: Engrenar com uma amostra de engrenagem principal e deixar em marcha lenta por 1 hora, sem ruídos anormais e pontos de contato (≥60% ao longo da altura do dente, ≥70% ao longo do comprimento do dente);

• Equilíbrio dinâmico: Para velocidades de rotação ≥300r/min, desequilíbrio ≤20g·mm/kg.