Engrenage principal de broyeur à boulets

Introduction détaillée, processus de fabrication et processus d'inspection des engrenages de broyeur à boulets

I. Fonctions et caractéristiques structurelles des engrenages principaux des broyeurs à boulets

• Haute résistance et résistance à l'usure:La surface de la dent doit avoir une dureté suffisante (≥ 240 HBW après trempe et revenu) pour résister à l'usure, tandis que le corps de la dent nécessite une bonne ténacité (ténacité aux chocs ≥ 40 J/cm²) pour résister aux impacts d'engrènement ;

• Maillage de haute précision:Les erreurs de profil de dent doivent être contrôlées dans la classe 7 de la norme GB/T 10095, en garantissant la zone de contact avec le pignon (≥ 50 % le long de la hauteur de la dent, ≥ 60 % le long de la longueur de la dent) ;

• Stabilité structurelleLes grands engrenages (diamètre ≥ 3 m) adoptent souvent des structures divisées (2 à 4 segments) pour faciliter le transport et l'installation. Les surfaces de joint doivent garantir la précision du positionnement (désalignement radial ≤ 0,1 mm).

II. Procédé de fabrication des engrenages de broyeur à boulets (exemple des engrenages fendus en 42CrMo)

1. Préparation de l'ébauche (acier forgé)

• Matière première: Des plaques ou pièces forgées en acier 42CrMo d'une épaisseur ≥ 100 mm sont sélectionnées, avec une analyse spectrale vérifiant la composition (C 0,38-0,45 %, Cr 0,9-1,2 %, Mo 0,15-0,25 %) ;

• Forgeage/découpage:

• Forgeage intégral : chauffage à 1 100-1 150 °C, forgeage en ébauches annulaires à la presse hydraulique (pour les diamètres ≤ 5 m). Après forgeage, normalisation (860 °C × 3 h, refroidissement à l'air) pour relâcher les contraintes et réduire la dureté à 200-230 HBW.

• Découpe en deux parties : les grands engrenages sont découpés en segments (par exemple, deux segments) avec une surépaisseur de 10 à 15 mm. Les surfaces de jointure sont fraisées à plat (planéité ≤ 0,05 mm/m).

2. Usinage grossier et assemblage (engrenages divisés)

• Tournage grossier:Les tours verticaux CNC usinent le cercle extérieur, l'alésage intérieur et les faces d'extrémité, laissant une surépaisseur de meulage de 5 à 8 mm pour l'alésage intérieur ;

• Positionnement de l'assemblage: Fixer les ébauches segmentées avec des goupilles de positionnement et des boulons (précharge des boulons ≥ 800 N·m) pour garantir une déviation de circonférence aux joints ≤ 1 mm ;

• Taillage grossier des engrenages:Découper grossièrement les profils des dents à l'aide d'une fraise-mère, en laissant une surépaisseur de finition de 3 à 5 mm (y compris la compensation de déformation après trempe et revenu).

3. Trempe et revenu (processus clé)

• Chauffage à 840-860 °C, refroidissement à l'huile après trempe, puis revenu à 580-620 °C pendant 4 h (revenu à haute température). Dureté finale de 250-280 HBW, garantissant une résistance à la traction ≥ 800 MPa.

• Contrôle 100% par ultrasons (UT) après trempe et revenu (conforme à la norme JB/T 4730.3 Grade II), sans fissures ni flocons autorisés.

4. Usinage de finition

• Tournage semi-fini: Usiner les surfaces de joint, l'alésage intérieur et les faces d'extrémité de référence, en laissant une surépaisseur de meulage de 2 à 3 mm ;

• Taillage d'engrenages de précision: Les machines à tailler les engrenages CNC traitent les profils des dents, contrôlant l'écart de pas à ± 0,05 mm et l'erreur de direction des dents à ≤ 0,03 mm/100 mm ;

• Forage:Trous de boulons d'assemblage de machine (diamètre φ30-φ60 mm) avec tolérance de positionnement ± 0,1 mm et erreur de distance de trou cumulée ≤ 0,2 mm ;

• Affûtage: Rectifier l'alésage intérieur (tolérance IT7) et les faces d'extrémité de référence (perpendicularité ≤ 0,02 mm/100 mm) pour garantir la précision de l'ajustement avec la bride du cylindre.

5. Traitement de surface et assemblage

• Les surfaces des dents sont sablées (rugosité Ra12,5μm) et recouvertes d'un apprêt antirouille ; les surfaces non usinées sont peintes avec une couche de finition (épaisseur totale ≥100μm) ;

• Lors du montage sur site des engrenages divisés, vérifier l'écartement des joints à l'aide de jauges d'épaisseur (écartement ≤ 0,05 mm). Après serrage des boulons, mesurer à nouveau le faux-rond de la couronne (≤ 0,1 mm).

III. Processus d'inspection des engrenages principaux des broyeurs à boulets

1. Inspection des matières premières et des flans

• Composition chimique : L'analyse spectrale confirme les teneurs qualifiées en Cr et Mo dans le 42CrMo ;

• Qualité de forgeage : L'inspection de la macrostructure des pièces forgées (méthode de gravure) ne révèle ni retrait ni porosité (grade ≤ 2). Les essais de traction vérifient une limite d'élasticité ≥ 600 MPa.

2. Inspection du traitement thermique

• Essai de dureté : le testeur de dureté Brinell mesure les surfaces et les noyaux des dents (250-280HBW) avec un écart d'uniformité ≤ 30HBW ;

• Structure métallographique : Les échantillons présentent une sorbite trempée (grade ≤3) sans carbures en réseau.

3. Inspection de la précision du profil des dents

• Test du centre de mesure des engrenages :

• Erreur de pas cumulée ≤ 0,15 mm (pour les engrenages de 5 m de diamètre), écart de pas individuel ± 0,03 mm ;

• Écart total du profil ≤ 0,08 mm, erreur de direction des dents ≤ 0,05 mm/100 mm ;

• Faux-rond radial : le testeur de faux-rond d'engrenage mesure le faux-rond radial de la couronne d'engrenage (≤ 0,1 mm).

4. Inspection finale des produits finis

• Précision d'assemblage : après l'assemblage des engrenages divisés, les trackers laser détectent la rondeur globale (≤ 0,15 mm) ;

• Test d'engrènement : Les tests d'engrènement avec des échantillons de pignon (fonctionnement à vide pendant 2 heures) montrent des points de contact qualifiés et aucun bruit anormal ;

• Qualité d'aspect : Le contrôle par ressuage (PT) des filets de racine de dent (R≥3mm) ne révèle aucune fissure ni bavure (profondeur ≤0,5mm).