Artikel ini memperincikan gandingan kilang bebola, yang menghantar tork, mengimbangi ralat pemasangan dan kesan penimbal, dengan ciri utama seperti kekuatan tinggi dan rintangan haus. Ia meliputi jenis biasa (pin elastik, gear, diafragma, gandingan universal) dan menumpukan pada proses pembuatan gandingan gear, termasuk prarawatan bahan mentah, pemprosesan kosong, pemesinan kemasan, rawatan permukaan dan pemasangan. Selain itu, ia menggariskan proses pemeriksaan menyeluruh daripada bahan mentah kepada produk siap (ketepatan dimensi, rawatan haba, keseimbangan dinamik, dsb.) untuk memastikan kebolehpercayaan untuk operasi beban berat jangka panjang kilang bebola.
Gandingan kilang bebola ialah komponen penghantaran teras yang menyambungkan motor, pengurang dan silinder kilang bebola (atau aci utama). Fungsi utamanya adalah untuk menghantar tork, mengimbangi ralat pemasangan (cth, anjakan paksi, jejari dan sudut), dan beban hentaman penampan, memastikan operasi stabil kilang bola dalam keadaan beban berat dan kelajuan rendah.
Kilang bebola beroperasi dalam persekitaran yang selalunya disertai dengan getaran, habuk dan suhu tinggi, jadi gandingan mesti memenuhi keperluan berikut:
Kekuatan tinggi: Mampu menahan tork antara ribuan hingga puluhan ribu N·m;
Rintangan haus dan kakisan: Boleh disesuaikan dengan persekitaran yang berdebu dan lembap;
Prestasi penimbal: Mengurangkan impak tegar antara motor dan silinder;
Penyelenggaraan yang mudah: Mudah untuk pemasangan, pembongkaran dan penggantian bahagian yang terdedah.
II. Jenis Biasa Pengganding Kilang Bebola
Bergantung pada spesifikasi (cth, kilang bebola makmal kecil, kilang bebola pemprosesan mineral besar) dan keadaan kerja, jenis biasa termasuk:
Gandingan Pin Elastik
Struktur: Terdiri daripada dua gandingan separuh, pin elastik (getah atau nilon), dan penyekat.
Ciri-ciri: Struktur ringkas, kos rendah, mampu mengimbangi anjakan jejari dan sudut kecil, dengan prestasi penimbalan sederhana. Sesuai untuk kilang bola kecil dan sederhana.
Gandingan Gear
Struktur: Terdiri daripada dua gandingan separuh dengan gigi luar dan lengan luar dengan gigi dalaman. Profil gigi biasanya involute, dan pelinciran gris biasanya digunakan.
Ciri-ciri: Kapasiti galas beban yang tinggi (tork sehingga 10⁶ N·m atau lebih), mampu mengimbangi anjakan jejari, paksi dan sudut yang besar. Sesuai untuk kilang bola besar tetapi memerlukan ketepatan pemasangan yang tinggi dan pelinciran biasa.
Gandingan Diafragma
Struktur: Menyambung dua gandingan separuh melalui diafragma logam (cth, keluli tahan karat) dengan bolt. Anjakan diberi pampasan melalui ubah bentuk keanjalan diafragma.
Ciri-ciri: Tiada pelepasan, tidak perlu pelinciran, tahan terhadap suhu tinggi dan rendah. Sesuai untuk keadaan yang memerlukan ketepatan penghantaran yang tinggi (cth, kilang bebola seramik), tetapi dengan kos yang lebih tinggi dan kapasiti galas beban yang lebih rendah sedikit daripada gandingan gear.
Gandingan Sejagat
Struktur: Terdiri daripada dua sambungan berbentuk garpu, aci silang, dan galas, mampu menghantar tork pada sudut besar (≤35°).
Ciri-ciri: Sesuai untuk keadaan kerja dengan offset paksi besar, sering digunakan dalam sistem penghantaran tambahan kilang bebola (cth, mekanisme pelarasan masuk suapan).
III. Proses Pembuatan Gandingan Kilang Bebola
Mengambil gandingan gear (gandingan yang paling banyak digunakan dalam kilang bebola besar) sebagai contoh, proses pembuatannya adalah seperti berikut:
1. Pemilihan Bahan Mentah dan Prarawatan
Bahan: Gandingan separuh dan lengan luar biasanya diperbuat daripada keluli struktur aloi berkekuatan tinggi (cth, 42CrMo, 35CrNiMo), memerlukan kekuatan tegangan ≥800MPa dan keliatan hentaman ≥60J/cm². Permukaan gigi gear boleh menggunakan 20CrMnTi (karburkan dan dipadamkan) untuk meningkatkan rintangan haus.
prarawatan:
Pemeriksaan bahan mentah: Analisis spektrum (untuk memastikan komposisi yang layak) dan pengesanan kecacatan (ujian ultrasonik untuk keretakan dalaman);
Penempaan: Memanaskan bilet keluli (1100-1200℃) dan penempaan (penempaan acuan terbuka atau penempaan mati) untuk menghapuskan keliangan dalaman dan memperhalusi bijirin;
Penyepuhlindapan/penormalan: Penyepuhlindapan selepas penempaan (650-700℃ selama 4-6j, penyejukan perlahan) untuk mengurangkan kekerasan (≤250HBW) untuk pemprosesan seterusnya.
2. Pemprosesan Kosong (Mengambil Separuh Gandingan sebagai Contoh)
Pemesinan kasar:
Memusing: Memusingkan bulatan luar, lubang dalam dan muka hujung pada mesin pelarik, meninggalkan elaun pemesinan 2-5mm;
Penggerudian: Menggerudi lubang bolt (untuk menyambungkan diafragma atau gear) dengan elaun 1-2mm.
Rawatan haba:
Pelindapkejutan dan pembajaan: 42CrMo dan bahan serupa menjalani pelindapkejutan (pelindapkejutan minyak 850-880 ℃) + pembajaan suhu tinggi (550-600 ℃) untuk mencapai kekerasan 280-320HBW, memastikan kekuatan matriks;
Pengukuhan permukaan gigi (untuk gandingan gear): Gigi luar 20CrMnTi menjalani pengkarburan (900-930 ℃, kedalaman lapisan berkarbur 1.5-3mm) + pelindapkejutan (pelindapkejutan minyak 850 ℃) + pembajaan suhu rendah (180-200 ℃), menghasilkan kekerasan permukaan gigi HRC dan 8 teras 25-35HRC.
3. Selesai Pemesinan
Berpusing: Pusingan kejituan jurnal, muka hujung dan lubang pemadanan separuh gandingan untuk memastikan ketepatan dimensi (cth, toleransi jurnal IT7-IT8, kekasaran permukaan Ra≤1.6μm);
Mencukur/mengasah: Selesaikan pemesinan permukaan gigi untuk mengurangkan kekasaran permukaan (Ra≤0.8μm);
Untuk bahan berkarburasi seperti 20CrMnTi, pengisaran gear diperlukan selepas pengkarburan untuk membetulkan ubah bentuk rawatan haba, memastikan ketepatan profil gigi (GB 10095 Gred 6);
Menggerudi dan menoreh: Pemesinan lubang bolt penyambung (cth, M20-M48) dengan ketepatan benang mencapai 6H.
4. Rawatan Permukaan
Permukaan bukan gigi: Selepas letupan pasir untuk penyingkiran karat, sapukan primer (cth, cat kaya zink epoksi) dan lapisan atas (cth, cat poliuretana) dengan jumlah ketebalan ≥80μm untuk meningkatkan rintangan kakisan;
Lengan gigi dalam bagi gandingan gear: Sapukan gris anti-karat (cth, gris berasaskan litium) pada permukaan gigi dalam dan pasangkan pengedap (cth, cincin-O) untuk mengelakkan kebocoran gris.
5. Perhimpunan
Untuk gandingan gear: Sambungkan dua gandingan separuh gigi luaran ke aci motor dan aci pengurang (atau aci utama silinder) melalui sambungan kekunci (kunci rata atau spline), memastikan kelegaan pemasangan H7/k6;
Pasangkan lengan luar gigi dalaman, periksa tindak balas gigi (0.1-0.3mm), dan pasangkan puting gris;
Untuk gandingan elastik: Pasang pin elastik dengan muat peralihan (H7/m6) antara pin dan lubang untuk mengelakkan longgar.
IV. Proses Pemeriksaan Gandingan Kilang Bebola
Pemeriksaan meliputi bahan mentah, pemprosesan dan produk siap untuk mematuhi piawaian reka bentuk (cth, GB/T 4323 Gandingan Pin Lengan Anjal, GB/T 5014 Gandingan Pin Elastik, JB/T 8854.3 Gandingan Gear).
1. Pemeriksaan Bahan Mentah
Analisis komposisi kimia: Gunakan spektrometer bacaan langsung untuk mengesan unsur seperti C, Si, Mn, Cr dan Mo, memenuhi piawaian bahan (cth, 42CrMo memerlukan C: 0.38-0.45%, Cr: 0.90-1.20%);
Ujian sifat mekanikal: Ujian tegangan (untuk kekuatan tegangan dan kekuatan hasil), ujian hentaman (-20℃ tenaga hentaman ≥40J), dan ujian kekerasan (≤250HBW selepas penyepuhlindapan);
Pengesanan kecacatan: Ujian ultrasonik tempaan (GB/T 6402) untuk memastikan tiada kecacatan dalaman ≥φ3mm; ujian zarah magnetik (GB/T 15822) untuk memeriksa keretakan permukaan.
2. Pemeriksaan Dalam Proses
Pemeriksaan ketepatan dimensi:
Jurnal dan diameter lubang dalam: Diukur dengan mikrometer atau tolok dail dalaman, dengan toleransi yang memenuhi IT7-IT8;
Perpendicularity muka hujung: Diukur dengan tolok dail pada meja berputar, dengan ralat ≤0.02mm/100mm;
Pemeriksaan profil gigi:
Gunakan penguji kehabisan gear untuk mengukur kehabisan jejari gelang gear (≤0.05mm) dan kehabisan muka akhir (≤0.04mm);
Gunakan pusat pengukur gear untuk mengesan ralat pic terkumpul (≤0.1mm/100mm) dan ralat profil gigi (≤0.015mm);
Kekasaran permukaan: Diukur dengan profilometer, dengan permukaan tidak mengawan Ra≤12.5μm, permukaan mengawan Ra≤3.2μm, dan permukaan gigi Ra≤0.8μm.
3. Pemeriksaan Rawatan Haba
Ujian kekerasan: Gunakan penguji kekerasan Rockwell untuk mengukur kekerasan permukaan gigi (lapisan berkarburkan gandingan gear ≥58HRC, teras 25-35HRC);
Kedalaman lapisan berkarburkan: Diperhatikan dengan mikroskop metalografi untuk memastikan kedalaman kotak yang berkesan (1.5-3mm);
Struktur metalografik: Periksa gred martensit permukaan gigi (≤Gred 3), tanpa karbida rangkaian dibenarkan.
4. Pemeriksaan Produk Selesai
Pemeriksaan dimensi pemasangan:
Jumlah panjang gandingan: Diukur dengan pita keluli, dengan ralat ≤±1mm;
Keserasian kedua-dua aci: Selepas pemasangan, gunakan tolok dail untuk mengesan larian bulatan jejari (≤0.1mm/m) dan pergerakan paksi (≤0.2mm);
Ujian baki dinamik: Untuk gandingan dengan kelajuan ≥1000r/min, jalankan ujian baki dinamik (GB/T 9239) dengan ketidakseimbangan ≤50g·mm/kg;
Ujian galas beban: Untuk gandingan gear besar, jalankan ujian tork statik (memuatkan hingga 1.5 kali tork terkadar, tahan selama 10 minit tanpa ubah bentuk plastik);
Prestasi pengedap: Untuk gandingan gear, jalankan ujian tekanan (0.2MPa) selepas suntikan gris, tanpa kebocoran dalam masa 30 minit.
5. Laporan Pemeriksaan Kilang
Setiap kumpulan produk mesti disertakan dengan laporan pemeriksaan, termasuk:
Laporan pensijilan bahan mentah dan pengesanan kecacatan;
Rekod ukuran dimensi utama dan laporan pemeriksaan profil gigi;
Laporan tentang kekerasan rawatan haba dan kedalaman lapisan berkarburisasi;
Keputusan baki dinamik produk siap dan ujian tork statik.
Proses pembuatan dan prosedur pemeriksaan yang ketat memastikan kebolehpercayaan dan hayat perkhidmatan gandingan kilang bebola, memenuhi keperluan operasi beban berat jangka panjang kilang bebola.
