Pignon de broyeur à boulets

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

I. Fonctions et caractéristiques structurelles des pignons de broyeur à boulets

• Haute résistance:Capable de supporter un couple allant de dizaines de milliers à des centaines de milliers de N·m, avec une dureté de surface de dent élevée (≥55HRC) pour résister à l'usure ;

• Haute précision: Erreur minimale de profil de dent (≤ Grade 6 selon GB/T 10095) pour assurer un engrènement en douceur avec le pignon principal, réduisant ainsi les vibrations et le bruit ;

• Bonne ténacité:Le noyau de la dent doit avoir une ténacité modérée (dureté 25-35HRC) pour éviter la fracture induite par l'impact ;

• Résistance à l'usure:La surface de la dent nécessite un traitement de durcissement (par exemple, cémentation, trempe) pour prolonger la durée de vie (généralement ≥ 10 000 heures).

II. Procédé de fabrication des pignons de broyeurs à boulets (exemple : engrenages cémentés en 20CrMnTi)

1. Forgeage à blanc

• Matière première: L'acier rond φ100-300mm 20CrMnTi est sélectionné, avec une analyse spectrale vérifiant sa composition (C 0,17-0,23 %, Cr 1,0-1,3 %, Mn 0,8-1,1 %) ;

• ForgeageChauffer à 1100-1150 °C, puis forger en ébauches d'engrenages (avec une surépaisseur d'usinage de 5 à 8 mm). Après forgeage, normaliser (920 °C × 2 h, refroidissement à l'air) pour affiner les grains et réduire la dureté à 180-220 HBW.

2. Usinage grossier et semi-finition

• Tournage grossier:Les tours CNC usinent le cercle extérieur, les faces d'extrémité et l'alésage intérieur (trou d'arbre ou trou de moyeu), en laissant une marge de 3 à 5 mm ;

• Taillage d'engrenages:Découper grossièrement les profils de dents (module 8-30 mm) à l'aide d'une tailleuse d'engrenages, avec une tolérance de 0,5 à 1 mm pour la cémentation et le meulage ;

• Perçage et fraisage: Usiner les rainures de clavette et les trous de boulon (pour les engrenages divisés) avec une tolérance de positionnement de ± 0,1 mm.

3. Cémentation et traitement thermique

• Cémentation: Carburer dans un four de cémentation de type fosse à 920-940℃ pendant 8 à 16 heures (ajusté en fonction de la profondeur de la couche), avec une teneur en carbone de surface de 0,8 à 1,2 % ;

• Trempe + revenu à basse température:Après cémentation, refroidir à 850℃ et tremper à l'huile (dureté de la surface des dents 58-62HRC), puis revenu à 180-200℃ pendant 2 heures pour soulager les contraintes et stabiliser les dimensions.

4. Usinage de finition

• Meulage de la surface des dents: Rectification précise des profils de dents à l'aide d'une rectifieuse à roue à vis sans fin, garantissant une erreur de pas cumulée ≤ 0,05 mm/100 mm, une rugosité de surface des dents Ra ≤ 0,8 μm ;

• Broyage des dattes: Rectifier l'alésage intérieur (tolérance IT6) et le tourillon (ajustement serré avec les roulements, interférence de 0,01 à 0,03 mm), avec une perpendicularité de la face d'extrémité ≤ 0,01 mm/100 mm ;

• Honing: Affûter les engrenages de haute précision (Ra≤0,4μm) pour réduire le bruit d'engrènement (≤85dB).

5. Traitement de surface et assemblage

• Les surfaces non dentées sont sablées pour éliminer la rouille, puis recouvertes d'une peinture antirouille (épaisseur ≥ 60 μm) ;

• Ajustement serré avec l'arbre ou le moyeu et vérification du faux-rond radial après refroidissement (≤ 0,03 mm).

III. Processus d'inspection des pignons de broyeur à boulets

1. Inspection des matières premières et des pièces forgées

• L'analyse spectrale vérifie la composition du 20CrMnTi (teneur qualifiée en Cr et Mn) ;

• Les pièces forgées subissent une inspection UT (qualifiée Grade I), sans fissures internes ni retrait ; les tests de traction confirment une résistance à la traction ≥ 1080 MPa.

2. Inspection du traitement thermique

• Dureté de la surface de la dent : Mesurée avec un testeur de dureté Rockwell (58-62 HRC) ; dureté du noyau (3 mm sous la surface) 25-35 HRC ;

• Inspection de la couche carburée : l'analyse métallographique mesure la profondeur effective de la couche (1,5 à 3 mm), avec une teneur en martensite dans la couche durcie ≤ 3.

3. Inspection de la précision du profil des dents

• Essais du centre de mesure des engrenages : écart de pas ≤±0,015 mm, erreur de direction des dents ≤0,01 mm/100 mm, écart de profil total ≤0,02 mm ;

• Faux-rond radial : mesuré avec un testeur de faux-rond d'engrenage (≤ 0,03 mm pour la couronne dentée).

4. Inspection finale des produits finis

• Qualité de surface : inspection PT des surfaces des dents (pas de fissures ni de piqûres) ; congé de racine de dent R≥1,5 mm (pour éviter la concentration de contraintes) ;

• Essai d'engrènement : engrener avec un échantillon de denture principale et faire tourner à vide pendant 1 heure, sans bruit anormal ni points de contact (≥ 60 % sur la hauteur de la dent, ≥ 70 % sur la longueur de la dent) ;

• Équilibrage dynamique : Pour des vitesses de rotation ≥ 300 tr/min, déséquilibre ≤ 20 g·mm/kg.