Reductor de engranajes de molino de bolas

Introducción detallada a las cajas de engranajes de molinos de bolas y sus procesos de fabricación e inspección

I. Introducción detallada a las cajas de engranajes de los molinos de bolas

• Alta capacidad de carga:Capaz de soportar el peso total del cilindro, los medios de molienda y los materiales (que van desde decenas a cientos de toneladas) y resistir cargas de impacto (por ejemplo, sobrecargas transitorias debido a una alimentación desigual).

• Alta eficiencia de transmisión:Generalmente se requiere una eficiencia ≥90% para minimizar la pérdida de energía.

• Alta confiabilidad:Diseñado para un funcionamiento continuo a largo plazo, con piezas vulnerables (por ejemplo, engranajes, cojinetes) que tienen una vida útil similar a la del molino de bolas (normalmente ≥10 000 horas sin revisiones importantes).

• Carcasa (fundida o soldada, soportando piezas internas);

• Tren de engranajes (incluido el engranaje del eje de entrada, el engranaje del eje intermedio, el engranaje del eje de salida, principalmente engranajes cilíndricos o cónicos de cara dura, con etapas determinadas por la relación de transmisión);

• Ejes (eje de entrada, eje intermedio, eje de salida, generalmente fabricados de 40Cr o 42CrMo);

• Cojinetes (principalmente rodamientos de rodillos esféricos o rodamientos de rodillos cónicos, que soportan cargas radiales y axiales);

• Sellos (sellos de aceite del bastidor, juntas tóricas, etc., que evitan fugas de lubricante y la entrada de polvo);

• Sistema de lubricación (lubricación por cárter de aceite o lubricación forzada; las cajas de engranajes grandes pueden incluir bombas de aceite y enfriadores).

II. Proceso de fabricación de cajas de engranajes para molinos de bolas

(A) Proceso de fabricación de viviendas

(B) Proceso de procesamiento de engranajes (engranajes cilíndricos de cara dura, 20CrMnTi como ejemplo)

1. Preparación en blanco:

• Forjado: Forjado en matriz (tolerancia de forjado de 5 a 8 mm), seguido de normalización (860-880 ℃ durante 2 h, enfriamiento por aire) para eliminar la tensión de forjado, con dureza controlada a 180-220 HBW.

• Inspección: UT para defectos internos (sin grietas, cavidades por contracción), MT para defectos superficiales.

2. Mecanizado de desbaste:

• Torneado: Mecanizado en torno CNC de diámetro exterior, caras finales y agujeros interiores (dejando un margen de acabado de 2-3 mm), asegurando una perpendicularidad de referencia ≤0,02 mm/100 mm.

3. Procesamiento de piezas dentales en bruto:

• Tallado con fresa madre: Tallado de engranajes para mecanizar perfiles de dientes (dejando un margen de rectificado de 0,3-0,5 mm), con un error de paso acumulativo ≤0,1 mm y un error de hélice ≤0,05 mm/100 mm.

• Biselado: eliminación de rebabas en los extremos de los dientes para evitar el agrietamiento durante el tratamiento térmico.

4. Tratamiento térmico:

• Cementación y temple: Cementación a 920-940 °C (profundidad de la carcasa: 1,2-2,0 mm, ajustable por módulo), temple a 850 °C (refrigeración por aceite) y revenido a baja temperatura a 200-220 °C. Dureza superficial: 58-62 HRC, dureza del núcleo: 30-45 HRC.

• Enderezamiento: Enderezamiento a presión para deformaciones que excedan la tolerancia (desplazamiento radial >0.1mm), evitando el impacto.

5. Mecanizado de acabado:

• Rectificado interior/exterior: Rectificado de agujeros interiores o círculos exteriores utilizando superficies dentadas como referencia (o mandriles dedicados), con redondez ≤0,005 mm y cilindricidad ≤0,01 mm/100 mm.

• Rectificado de engranajes: Rectificado de formas CNC o rectificado de tornillo sin fin para lograr una precisión de perfil de diente GB/T 10095.1-2008 Grado 6, precisión de hélice Grado 6 y rugosidad de superficie Ra≤0,8μm.

• Bruñido (opcional): para engranajes de alta velocidad, bruñido para reducir la rugosidad de la superficie a Ra≤0,4 μm y minimizar el ruido de engranaje.

(C) Proceso de procesamiento de ejes (eje de salida, 42CrMo como ejemplo)

1. Preparación en blanco:

• Forjado: forjado en matriz abierta o forjado en matriz (para una relación longitud-diámetro de >5), seguido de normalización (850-870 ℃ durante 2 h, enfriamiento por aire) para controlar la dureza a 180-220 HBW.

• Inspección: UT para defectos internos, MT para defectos superficiales.

2. Mecanizado de desbaste:

• Torneado: Mecanizado en torno CNC de escalones, caras finales y agujeros centrales (dejando un margen de acabado de 2-3 mm).

3. Temple y revenido:

• Temple a 840-860 °C (refrigeración por aceite) y revenido a 600-620 °C (refrigeración por aire), con una dureza de 280-320 HBW. Propiedades mecánicas: Resistencia a la tracción ≥900 MPa, tenacidad al impacto ≥60 J/cm².

4. Mecanizado de semiacabado:

• Torneado: Termine los pasos de torneado (dejando un margen de rectificado de 0,5 a 1 mm) y roscado (dejando un margen de rectificado de 0,1 a 0,2 mm).

• Fresado: Fresado CNC de chaveteros (simetría ≤0,05mm, tolerancia de profundidad ±0,05mm).

5. Mecanizado de acabado:

• Rectificado: Rectificado cilíndrico de superficies de contacto de cojinetes y engranajes (redondez ≤0,003 mm, cilindricidad ≤0,005 mm/100 mm, rugosidad superficial Ra≤0,8 μm);

• Rectificado de roscas (para roscas de alta precisión): Garantiza una precisión de rosca de 6g y una rugosidad superficial de Ra≤1,6μm.

(D) Proceso de ensamblaje

1. Limpieza y pretratamiento de piezas:

• Todas las piezas se limpian con queroseno (eliminando aceite y residuos); los cojinetes y los sellos se limpian con agentes específicos, se secan y se recubren con aceite antioxidante;

• Comprobación del ajuste de las piezas (por ejemplo, ajuste de interferencia H7/k6 para cojinetes y ejes, ajuste de holgura H7/g6).

2. Conjunto de ejes:

• Cojinetes de ajuste a presión: Calentar los cojinetes a 80-100 ℃ para ajustarlos a presión sobre los muñones, evitando el martilleo;

• Ensamblaje de engranajes y ejes: Para los ajustes de interferencia, utilice ajuste en caliente (engranajes calentados a 120-150 °C) o en frío (ejes refrigerados con nitrógeno líquido). Compruebe la coaxialidad después del ensamblaje (excentricidad radial ≤ 0,02 mm).

3. Montaje en casa:

• Instalación de componentes de ejes: Montaje de los conjuntos de ejes de entrada, intermedio y de salida en la carcasa inferior. Ajuste de la posición de los asientos de los rodamientos con indicadores de carátula para asegurar el paralelismo de los ejes (≤0,03 mm/1000 mm).

• Ajuste del engrane de los engranajes: Comprobación de la holgura (0,15-0,3 mm para engranajes de Grado 6) con galgas de espesores o prensado de guía, y patrones de contacto (≥60 % a lo largo del diente, ≥70 % a lo largo del diente) con pasta de marcado. Optimización del engrane mediante el ajuste del grosor de las cuñas.

4. Cierre y fijación de la carcasa:

• Aplicar sellador (p. ej., Loctite 510) a la superficie de unión de la carcasa inferior y, a continuación, cerrar la carcasa superior. Apretar los pernos uniformemente (secuencia diagonal, 2-3 etapas) al par especificado (p. ej., 350-400 N·m para pernos M20).

• Comprobación del ajuste de la carcasa (el calibre de espesores de 0,05 mm no debe penetrar).

5. Instalación de accesorios:

• Instalación de sellos (labios del sello de aceite del bastidor orientados hacia adentro, interferencia de 0,1 a 0,2 mm con los ejes);

• Instalación de sistemas de lubricación (indicadores de nivel de aceite, respiraderos, tapones de drenaje). Las cajas de engranajes grandes incorporan bombas de aceite, filtros y enfriadores.

6. Prueba de funcionamiento sin carga:

• Llenado de aceite para engranajes (p. ej., aceite para engranajes industriales de extrema presión L-CKD 220) hasta la línea media del indicador de nivel. Funcionamiento en vacío durante 2 h a 1,2 veces la velocidad de funcionamiento.

• Monitoreo: Sin ruido anormal (≤85dB), aumento de temperatura del cojinete ≤40℃ (ambiente +40℃), sin fugas.

III. Proceso de inspección de la caja de cambios

(A) Inspección de materia prima

• Certificación de materiales: Verificación de certificados de fábrica (composición química, propiedades mecánicas), p. ej., 20CrMnTi que requiere Cr 1,0-1,3 %, Mn 0,8-1,1 %;

• Pruebas físicas y químicas:Toma de muestras para análisis químicos (espectrómetro de lectura directa) y ensayos de propiedades mecánicas (máquinas de ensayos de tracción e impacto);

• Inspección:100% UT para piezas forjadas (JB/T 5000.15-2007 Clase II) y MT para superficies de fundición críticas (sin grietas ni poros).

(B) Inspección en proceso (nodos clave)

1. Inspección de vivienda:

• Carcasas fundidas: controles dimensionales (CMM, tolerancia de posición crítica del orificio ≤0,05 mm), calidad de la superficie (sin orificios de arena ni contracción) y pruebas de presión (0,3 MPa durante 30 min, sin fugas);

• Carcasas soldadas: UT/MT para soldaduras (JB/T 5000.3-2007 Clase II) y deformación post-soldadura (planitud ≤0,05mm/100mm).

2. Inspección de engranajes:

• Tratamiento posterior al calor: dureza de la superficie (58-62 HRC, comprobador Rockwell), profundidad de la caja (1,2-2,0 mm, método metalográfico), dureza del núcleo (30-45 HRC);

• Post-acabado: Precisión del perfil de los dientes (centro de medición de engranajes, Grado 6), precisión de la hélice (Grado 6), error de paso acumulativo (≤0,05 mm) y rugosidad de la superficie (Ra≤0,8 μm, perfilómetro).

3. Inspección del eje:

• Tratamiento post-térmico: Dureza (280-320HBW, tester Brinell) y uniformidad de capa templada-revenida;

• Post-acabado: redondez del muñón (≤0,003 mm, medidor de redondez), cilindricidad (≤0,005 mm/100 mm) y simetría de chavetero (≤0,03 mm, indicador de cuadrante + bloque en V).

(C) Inspección del producto final

1. Apariencia y dimensiones:

• Calidad de la pintura (sin corridas ni desprendimientos, espesor 60-80μm, calibre de espesor de recubrimiento) y marcaciones claras (modelo, relación, peso);

• Dimensiones de montaje (altura del centro del eje de entrada/salida, diámetro de la espiga de la brida, probado por CMM, tolerancia ±0,1 mm).

2. Pruebas de rendimiento:

• Eficiencia: Calculada mediante sensores de par (≥90%);

• Vibración: Velocidad de vibración ≤1,1 mm/s (GB/T 6404.2-2005, medidor de vibraciones);

• Prueba sin carga:Funcionamiento durante 2 h, monitoreo de temperatura del cojinete (≤80 ℃, termómetro infrarrojo), ruido (≤85 dB, medidor de nivel de sonido) y fugas;

• Prueba de carga:Carga escalonada al 25 %, 50 %, 75 %, 100 % de la potencia nominal (1 h por paso), con una carga del 100 % funcionando durante 4 h;

• Prueba de sobrecarga:125% de carga nominal durante 1 minuto, comprobando deformación plástica en engranajes y cojinetes.

3. Inspección final previa al envasado:

• Limpieza de residuos de aceite, llenado con aceite antioxidante, verificación de accesorios (manuales, certificados, listas de repuestos) y garantía de embalaje resistente a la intemperie y a los golpes.