Kertas kerja ini menyediakan akaun terperinci tentang gear penghancur kon, komponen penghantaran teras yang memindahkan kuasa motor ke aci sipi, memacu ayunan kon yang bergerak. Ia memenuhi peranan penting dalam penghantaran kuasa, pengawalan kelajuan dan penguatan tork, yang memerlukan kekuatan tinggi, rintangan haus dan ketepatan.
Komposisi dan struktur gear digariskan, termasuk badan gear (keluli aloi, pepejal atau berongga), gigi (profil involute dengan parameter tertentu), sambungan gerek/aci, hab/bebibir, alur pelinciran dan web/tulang rusuk untuk gear besar.
Untuk gear lembu jantan yang besar, proses tuangan diperincikan: pemilihan bahan (ZG42CrMo), pembuatan corak, pengacuan, pencairan, penuangan, penyejukan dan rawatan haba. Proses pemesinan meliputi pemesinan kasar, pemotongan gigi (hobbing atau shaping), rawatan haba pengerasan (karburisasi, pelindapkejutan, pembajaan), pemesinan kemasan (pengisaran), dan deburring.
Langkah kawalan kualiti termasuk ujian bahan (analisis kimia, ujian tegangan dan hentaman), pemeriksaan dimensi (CMM, pusat pengukur gear), ujian kekerasan dan struktur mikro, ujian prestasi dinamik (ujian mesh dan beban), dan ujian tidak merosakkan (MPT, UT). Ini memastikan gear memenuhi keperluan ketepatan, kekuatan dan ketahanan, menjamin operasi yang boleh dipercayai dalam senario penghancuran tugas berat.
Pengenalan Terperinci kepada Komponen Gear Penghancur Kon
1. Fungsi dan Peranan Alat Penghancur Kon
Gear penghancur kon (selalunya dirujuk sebagai gear pemacu atau gear pinion) ialah komponen penghantaran teras yang memindahkan kuasa dari motor ke aci sipi penghancur, memacu gerakan berayun kon bergerak. Fungsi utamanya termasuk:
Penghantaran Kuasa: Menukar tenaga putaran motor kepada gerakan mekanikal melalui penjeratan dengan gear sipi atau gear lembu, membolehkan kitaran penghancuran.
Peraturan Kelajuan: Melaraskan kelajuan putaran aci sipi (biasanya 150–300 rpm) untuk memadankan daya pemprosesan reka bentuk penghancur dan kekerasan bahan.
Penguatan Tork: Meningkatkan tork untuk mengatasi rintangan tinggi yang dihadapi semasa penghancuran bahan, memastikan operasi yang stabil di bawah beban berat.
Memandangkan peranannya dalam operasi berterusan tork tinggi, gear mesti 具备 kekuatan tinggi, rintangan haus, dan ketepatan untuk mengelakkan kegagalan pramatang.
2. Komposisi dan Struktur Alat Penghancur Kon
Gear penghancur kon biasanya adalah gear taji atau serong silinder, dengan komponen utama dan ciri struktur berikut:
Badan Gear: Struktur silinder atau kon yang diperbuat daripada keluli aloi berkekuatan tinggi (cth, 40CrNiMoA atau 20CrMnTi), dengan gigi luaran dimesin mengikut dimensi yang tepat. Badan mungkin pepejal (untuk gear kecil) atau berongga (untuk gear besar) untuk mengurangkan berat badan sambil mengekalkan ketegaran.
Gigi: Bahagian yang paling kritikal, dengan profil involute (sudut tekanan 20°) untuk memastikan jaringan lancar. Parameter gigi termasuk modulus (8–20), bilangan gigi (15–40), dan lebar muka (100–300 mm), disesuaikan dengan penarafan kuasa penghancur.
Sambungan Bor atau Aci: Lubang tengah (untuk gear pinion) atau alur kunci (untuk gear lembu) yang bersambung ke aci motor atau pemasangan sipi. Gerbangnya dimesin dengan ketepatan untuk memastikan ketumpukan dengan gigi gear, meminimumkan getaran.
Hab atau Flange: Bahagian bertetulang di hujung gear, menampilkan lubang bolt atau spline untuk mengikat gear pada aci atau gandingan. Hab meningkatkan penghantaran tork dan menghalang anjakan paksi.
Alur Pelinciran: Alur lilitan atau paksi pada rusuk gigi dan permukaan gerudi untuk mengedarkan pelincir, mengurangkan geseran dan haus semasa menjerat.
Web atau Rusuk: Struktur pengukuhan dalaman dalam gear besar (diameter >500 mm) untuk mengurangkan berat dan meningkatkan pelesapan haba tanpa menjejaskan integriti struktur.
3. Proses Casting untuk Gear (untuk Gear Lembu Besar)
Gear besar (cth, gear lembu dengan diameter >800 mm) selalunya dihasilkan melalui tuangan untuk mencapai bentuk yang kompleks dan kekuatan struktur yang tinggi:
Pemilihan Bahan:
Keluli tuang berkekuatan tinggi (ZG42CrMo) lebih disukai kerana gabungan kekuatan tegangan (≥785 MPa), keliatan hentaman (≥45 J/cm²) dan kebolehkerasan yang sangat baik.
Membuat Corak:
Buih atau corak kayu berskala penuh dicipta, mereplikasi diameter luar, gigi, lubang dan hab gear. Elaun pengecutan (2–3%) dan sudut draf (3°) ditambah untuk mengambil kira pengecutan selepas tuangan.
pengacuan:
Acuan pasir terikat resin terbentuk di sekeliling corak, dengan teras pasir digunakan untuk mencipta lubang tengah. Rongga acuan disalut dengan pencucian refraktori untuk memastikan kemasan permukaan yang licin.
Mencair dan Menuang:
Keluli aloi dicairkan dalam relau arka elektrik pada suhu 1550–1600°C, dengan komposisi kimia dikawal kepada C (0.40–0.45%), Cr (0.9–1.2%) dan Mo (0.15–0.25%).
Penuangan dilakukan pada 1480–1520°C menggunakan senduk menuang bawah untuk meminimumkan pergolakan, memastikan pengisian seragam rongga acuan.
Penyejukan dan Shakeout:
Tuangan disejukkan dalam acuan selama 72–96 jam untuk mengurangkan tekanan haba, kemudian dikeluarkan melalui getaran. Sisa pasir dibersihkan menggunakan letupan tembakan.
Rawatan Haba:
Normalisasi (860–900°C, sejukan udara) menapis struktur butiran, diikuti dengan pembajaan (600–650°C) untuk mencapai kekerasan 220–250 HBW, meningkatkan kebolehmesinan.
4. Proses Pemesinan dan Pembuatan
Pemesinan Kasar:
Gear kosong dipasang pada mesin pelarik CNC untuk memusingkan diameter luar, muka dan lubang, meninggalkan elaun penamat 3–5 mm. Alur kunci atau spline dimesin kasar menggunakan mesin pengisar.
Memotong Gigi:
Untuk gear taji: Gigi dipotong menggunakan mesin hobbing gear (dengan modulus hob yang sepadan)，mencapai profil kasar dengan elaun penamat 0.3–0.5 mm.
Untuk gear serong: Pembentuk gear atau penjana gear serong CNC digunakan untuk memotong profil gigi kon, memastikan jalinan yang tepat dengan gear mengawan.
Rawatan Haba untuk Pengerasan:
Gear menjalani pengkarbonan (900–930°C selama 8–12 jam) untuk menghasilkan lapisan permukaan keras (tebal 0.8–1.5 mm), diikuti dengan pelindapkejutan (disejukkan minyak hingga 850–880°C) dan pembajaan suhu rendah (180–200°C). Ini menghasilkan kekerasan permukaan HRC 58–62 (untuk rintangan haus) dan teras tegar (HRC 30–35).
Selesai Pemesinan:
Gigi dikisar menggunakan pengisar gear untuk mencapai ketepatan AGMA 6–8，dengan sisihan profil gigi ≤0.02 mm dan kekasaran permukaan Ra0.8–1.6 μm.
Permukaan gerudi dan pelekap dikisar dengan ketepatan kepada toleransi IT6, memastikan ketumpuan dengan paksi gear (habisan ≤0.03 mm).
Deburring dan Menggilap:
Tepi gigi dibuang menggunakan berus atau roda yang melelas untuk mengelakkan kepekatan tekanan dan mengurangkan bunyi semasa meshing.
Alur pelinciran digilap untuk memastikan aliran minyak tidak terhalang.
5. Proses Kawalan Kualiti
Pengujian Bahan:
Analisis komposisi kimia (melalui spektrometri) mengesahkan kandungan aloi (cth, 40CrNiMoA: C 0.37–0.44%, Ni 1.25–1.65%).
Ujian tegangan pada kupon mengesahkan kekuatan hasil (≥835 MPa) dan keliatan hentaman (≥68 J/cm² pada -20°C).
Pemeriksaan Ketepatan Dimensi:
Mesin pengukur koordinat (CMM) memeriksa parameter utama: ralat pic gigi (≤0.02 mm), ketebalan gigi (±0.015 mm), dan ketumpuan lubang.
Pusat pengukur gear menilai profil involute, sudut heliks dan jarak gigi, memastikan pematuhan dengan piawaian AGMA.
Ujian Kekerasan dan Mikrostruktur:
Kekerasan permukaan diukur menggunakan penguji kekerasan Rockwell (HRC 58–62 diperlukan untuk permukaan gigi).
Analisis metalografik memeriksa kedalaman dan struktur mikro lapisan karburasi (tiada rangkaian austenit atau karbida tertahan berlebihan).
Ujian Prestasi Dinamik:
Ujian jaringan gear: Gear dipasangkan dengan gear mengawannya pada pelantar ujian untuk mengukur hingar (≤85 dB pada kelajuan undian) dan getaran (≤0.1 mm/s).
Ujian beban: Ujian tork berkadar 120% dijalankan selama 2 jam untuk memeriksa ubah bentuk atau keretakan gigi.
Ujian Tanpa Musnah (NDT):
Ujian zarah magnetik (MPT) mengesan keretakan permukaan pada gigi dan kawasan hab.
Ujian ultrasonik (UT) memeriksa badan gear untuk mengesan kecacatan dalaman (cth, liang pengecutan >φ3 mm ditolak).
Dengan mematuhi proses ini, gear penghancur kon mencapai ketepatan, kekuatan dan ketahanan yang diperlukan, memastikan penghantaran kuasa yang boleh dipercayai dan hayat perkhidmatan yang panjang dalam menuntut aplikasi penghancuran
