1. Обзор продукта и его применение.
Вал-шестерня крана для тяжелых условий эксплуатации является важнейшим компонентом силовой передачи, используемым в мостовых кранах, козловых кранах и контейнерных кранах типа «судно-берег». Являясь центральным вращающимся элементом, передающим крутящий момент от электродвигателя или гидромотора на барабан подъемника или приводные колеса тележки, этот зубчатый вал должен надежно передавать высокие крутящие нагрузки, выдерживать радиальные и осевые изгибающие усилия и поддерживать точную синхронизацию вращения при прерывистых, ударных рабочих циклах.
В кранах вал-шестерня обычно работает на умеренных скоростях вращения, но испытывает экстремальный пиковый крутящий момент во время подъема груза, резкого торможения и аварийной остановки. Катастрофический отказ, такой как поломка зубьев, перекручивание вала или усталостный перелом, может привести к падению нагрузки, повреждению оборудования и возможным травмам персонала. Следовательно, этот компонент разработан с консервативным коэффициентом безопасности и проходит строгий контроль качества от сырья до окончательной проверки.
2.Основной производственный маршрут – литье в песчаные формы из ковкого чугуна как экономически эффективный вариант.
Для этого вала-шестерни в качестве первичного метода формования используется литье в песчаные формы из ковкого чугуна (в частности, эквивалент ковкой литой стали через песчаные формы), что обеспечивает оптимальный баланс между геометрической сложностью, металлургической надежностью и экономичностью производства для цельных отливок массой 150 кг. В процессе литья в песчаные формы используются химически связанные формы из кварцевого песка с сердечниками, покрытыми смолой, для формирования внутренних каналов (если таковые имеются) и сложных профилей корней зубьев шестерен в отлитом состоянии.
Чтобы обеспечить надежность, в конструкции отливки предусмотрены большие радиусы скруглений на всех переходах секций, чтобы минимизировать концентрацию напряжений. Компьютерное моделирование затвердевания (с использованием ProCAST или MAGMASOFT) определяет размещение питателей и стояков, обеспечивая направленное затвердевание от более тонких концов вала к более тяжелым секциям ступицы шестерни. Этот подход устраняет усадочную пористость и микроусадку, которые являются распространенными дефектами, которые могут снизить усталостную долговечность.
После вытряски и зачистки каждая необработанная отливка подвергается первоначальному неразрушающему контролю, включая визуальный осмотр, проверку размеров и магнитопорошковую проверку, прежде чем приступить к первой операции черновой обработки.
3. Прецизионная обработка – достижение точности размеров.
После литья в песчаные формы и начальной нормализационно-термической обработки вал-шестерня вступает в стадию точной обработки, которая выполняется на мощных токарных станках с ЧПУ и горизонтально-расточных станках. Этот этап подразделяется на три этапа:
Черновая обработка - Удаление литой обшивки, литников и стояков, установление исходных базовых поверхностей (центров и торцов) с оставшимися припусками на обработку 3-5 мм для последующей чистовой обработки.
Получистовая обработка — обточка диаметров шеек вала, седел подшипников и соединительных фланцев с точностью до 0,2 мм от окончательных размеров с последующим ультразвуковым контролем для подтверждения внутренней целостности.
Чистовая прецизионная обработка - Шлифование ответственных шеек подшипников (допуски ISO IT6, шероховатость поверхности Ra ≤ 0,8 мкм) и шлифование резьбы для посадки контргаек. Все операции механической обработки выполняются на оборудовании с ЧПУ с внутритехнологическим замером для обеспечения статистического контроля процесса.
4. Зубофрезерная обработка – процесс формирования зубьев
Цельные зубья шестерни изготавливаются посредством зубофрезерной обработки с использованием фрез из быстрорежущей стали или твердосплавных червячных фрез на червячных станках с ЧПУ. Для этого вала весом 150 кг в процессе черенкования используется многозаходная фреза с попутным фрезерованием для достижения уровня качества AGMA 8-10 точности зубьев.
После зубофрезерования зубья шестерен подвергаются удалению заусенцев, снятию фасок и полировке радиуса корня для устранения источников напряжений. Для клиентов, которым требуется еще более высокая точность или более тихая работа, мы предлагаем дополнительные услуги по шлифовке или заточке зубьев.
5.Проектирование процессов – инженерная основа
Вся производственная цепочка — от проектирования отливки до окончательной упаковки — регулируется комплексной методологией технологического проектирования. Это включает в себя:
Схема технологического процесса с определенными контрольными точками для каждой операции.
PFMEA (анализ режимов и последствий технологических отказов) для определения приоритетов и снижения рисков, таких как неправильное управление, пористость, размерный дрейф или искажение при термообработке.
Планы управления с характеристиками CTQ (критическое к качеству), системы измерения и планы реагирования.
Конструкция инструментов и приспособлений оптимизирована для заготовки массой 150 кг, что позволяет свести к минимуму время обработки и ошибки при настройке.
Такой систематический технологический процесс гарантирует, что каждый вал шестерни, будь то единичный прототип или партия из 50 штук, соответствует одним и тем же строгим стандартам.
6. Обеспечение качества и окончательная проверка
Каждый готовый вал-шестерня проходит 100% окончательный контроль, включающий:
Проверка размеров с использованием КИМ для всех критических диаметров, геометрии зубьев шестерен и допусков на биение.
Испытание на твердость. Твердость поверхности и твердость сердцевины с использованием калиброванных образцов.
Металлургический контроль — измерение глубины гильзы, оценка микроструктуры и размера зерна в соответствии с ISO 643.
NDT — ультразвуковая дефектоскопия для внутренней целостности и MPI для обнаружения поверхностных трещин.
Проверка зубчатой передачи. Односторонние и двухсторонние испытания для проверки рисунка контакта зубьев, ошибки шага и шага.
К каждому валу-шестерне прилагается подробный отчет о проверке, включая сертификацию материала (EN 10204 3.1).
7. Взаимодействие с клиентами и ценовые предложения
Мы гордимся нашим совместным подходом. Клиентам предлагается поделиться с нами техническими характеристиками своих кранов, условиями эксплуатации и целевым сроком службы. Затем наша команда инженеров предложит наиболее экономически эффективную комбинацию материалов и порекомендует оптимальный производственный процесс — будь то литье в песчаные формы, литье по выплавляемым моделям или ковку — с учетом их потребностей.
Мы приветствуем все запросы и предлагаем конкурентоспособные цены, быстрое создание прототипов и гибкие размеры партий — от единичных единиц до крупномасштабного производства. Пожалуйста, свяжитесь с нашей командой инженеров по продажам для получения индивидуального предложения и технической консультации.
Свяжитесь