Bilyalı Değirmen Şaft Bağlantısı

Bilyalı Değirmen Kaplinlerine Ayrıntılı Giriş

I. Bilyalı Değirmen Kaplinlerinin İşlevleri ve Özellikleri

• Yüksek mukavemet: Binlerce ila on binlerce N·m arasında değişen torklara dayanabilme yeteneği;

• Aşınma ve korozyon direnci: Tozlu ve nemli ortamlara uyum sağlar;

• Tamponlama performansı: Motor ve silindir arasındaki sert darbelerin azaltılması;

• Kolay bakım: Montajı, sökülmesi ve hassas parçaların değiştirilmesi kolaydır.

II. Bilyalı Değirmen Kaplinlerinin Yaygın Türleri

1. Elastik Pim Bağlantısı

• Yapısı: İki yarım bağlantı parçası, elastik pimler (kauçuk veya naylon) ve deflektörlerden oluşur.

• Özellikleri: Basit yapı, düşük maliyet, küçük radyal ve açısal yer değiştirmeleri telafi edebilme, orta düzeyde tamponlama performansı. Küçük ve orta büyüklükteki bilyalı değirmenler için uygundur.

2. Dişli Kaplin

• Yapı: Dış dişli iki yarım bağlantı elemanı ve iç dişli bir dış manşondan oluşur. Diş profili genellikle içe doğru kıvrıktır ve gres yağlaması kullanılır.

• Özellikler: Yüksek yük taşıma kapasitesi (10⁶ N·m veya daha fazla tork), büyük radyal, eksenel ve açısal yer değiştirmeleri telafi edebilir. Büyük bilyalı değirmenler için uygundur, ancak yüksek kurulum hassasiyeti ve düzenli yağlama gerektirir.

3. Diyafram Bağlantısı

• Yapı: İki yarım bağlantı elemanını metal diyaframlar (örneğin paslanmaz çelik) üzerinden cıvatalarla birbirine bağlar. Deplasmanlar, diyaframların elastik deformasyonu ile telafi edilir.

• Özellikleri: Boşluk bırakmaz, yağlama gerektirmez, yüksek ve düşük sıcaklıklara dayanıklıdır. Yüksek iletim hassasiyeti gerektiren durumlar (örneğin seramik bilyalı değirmenler) için uygundur, ancak dişli kaplinlere göre daha yüksek maliyetlidir ve yük taşıma kapasitesi biraz daha düşüktür.

4. Üniversal Bağlantı

• Yapı: İki çatallı mafsal, bir çapraz şaft ve yataklardan oluşur, büyük açılarda (≤35°) tork iletebilir.

• Özellikleri: Büyük eksen kaymalarının olduğu çalışma koşullarına uygundur, bilyalı değirmenlerin yardımcı iletim sistemlerinde (örneğin besleme girişi ayar mekanizmaları) sıklıkla kullanılır.

III. Bilyalı Değirmen Kaplinlerinin Üretim Süreci

1. Hammadde Seçimi ve Ön İşlem

• Malzemeler: Yarım kaplinler ve dış manşonlar genellikle yüksek mukavemetli alaşımlı yapısal çelikten (örneğin, 42CrMo, 35CrNiMo) yapılır ve çekme dayanımı ≥800MPa ve darbe tokluğu ≥60J/cm² gerektirir. Dişli diş yüzeylerinde aşınma direncini artırmak için 20CrMnTi (karbürlenmiş ve söndürülmüş) kullanılabilir.

• Ön işlem:

• Hammadde muayenesi: Spektral analiz (kalifiyeli bileşimin sağlanması için) ve kusur tespiti (iç çatlaklar için ultrasonik test);

• Dövme: Çelik kütüğünün ısıtılması (1100-1200℃) ve iç gözenekliliği gidermek ve taneleri inceltmek için dövme (açık kalıp dövme veya kalıp dövme);

• Tavlama/Normalleştirme: Dövme işleminden sonra sertliği (≤250HBW) azaltmak için yapılan tavlama (4-6 saat boyunca 650-700℃, yavaş soğutma) ve sonraki işlemler için kullanılır.

2. Boş İşleme (Örnek Olarak Yarım Bağlantılar Alınarak)

• Kaba işleme:

• Tornalama: Torna tezgahında dış dairenin, iç deliğin ve uç yüzünün 2-5 mm işleme payı bırakılarak tornalanması;

• Delme: Diyafram veya dişlileri bağlamak için cıvata deliklerinin 1-2 mm pay bırakılarak delinmesi.

• Isıl işlem:

• Söndürme ve temperleme: 42CrMo ve benzeri malzemeler, matris mukavemetini garanti altına almak için 280-320HBW sertliğe ulaşmak üzere söndürme (850-880℃ yağ söndürme) + yüksek sıcaklıkta temperleme (550-600℃) işlemine tabi tutulur;

• Diş yüzeyi güçlendirme (dişli kaplinleri için): 20CrMnTi dış dişler karbürleme (900-930℃, karbürlenmiş tabaka derinliği 1,5-3 mm) + söndürme (850℃ yağ söndürme) + düşük sıcaklıkta temperleme (180-200℃) işlemine tabi tutulur, bunun sonucunda 58-62HRC diş yüzey sertliği ve 25-35HRC çekirdek sertliği elde edilir.

3. Son İşleme

• Dönüyor: Boyutsal doğruluğu sağlamak için yarım kaplinin dergisinin, uç yüzünün ve eşleşen deliğinin hassas tornalanması (örneğin, dergi toleransı IT7-IT8, yüzey pürüzlülüğü Ra≤1,6μm);

• Diş profili işleme:

• Hobbing: Diş profilinin diş aralığının doğruluğunu sağlamak için kaba işlenmesi (GB 10095 Sınıf 7);

• Tıraşlama/honlama: Yüzey pürüzlülüğünü azaltmak için diş yüzeyinin son işlenmesi (Ra≤0,8μm);

• 20CrMnTi gibi karbürlenmiş malzemeler için, diş profili doğruluğunu (GB 10095 Sınıf 6) sağlamak amacıyla, karbürlemeden sonra ısıl işlem deformasyonunu düzeltmek için dişli taşlama işlemi gereklidir;

• Delme ve diş açma: Bağlantı cıvata deliklerinin (örneğin M20-M48) 6H'a ulaşan diş hassasiyetinde işlenmesi.

4. Yüzey İşlemleri

• Diş olmayan yüzeyler: Pas giderme için kumlama işleminden sonra, korozyon direncini artırmak için toplam kalınlığı ≥80μm olan astar (örneğin, epoksi çinko zengini boya) ve son kat (örneğin, poliüretan boya) uygulayın;

• Dişli bağlantı elemanlarının iç diş kovanları: İç diş yüzeyine pas önleyici gres (örneğin lityum bazlı gres) uygulayın ve gres sızıntısını önlemek için contalar (örneğin O-ringler) takın.

5. Montaj

• Dişli bağlantı elemanları için: İki dış dişli yarım bağlantı elemanını, kama bağlantıları (düz kamalar veya yivler) aracılığıyla motor miline ve redüktör miline (veya silindir ana miline) bağlayın ve H7/k6'lık bir montaj boşluğu sağlayın;

• İç diş dış kovanını takın, diş boşluğunu (0,1-0,3 mm) kontrol edin ve gres memelerini takın;

• Elastik bağlantı elemanları için: Gevşemeyi önlemek için pimler ve delikler arasına geçiş uyumlu (H7/m6) elastik pimler takın.

IV. Bilyalı Değirmen Kaplinlerinin Muayene Süreci

1. Hammadde Muayenesi

• Kimyasal bileşim analizi: Malzeme standartlarını karşılayan C, Si, Mn, Cr ve Mo gibi elementleri tespit etmek için doğrudan okuma spektrometresi kullanın (örneğin, 42CrMo için C: %0,38-0,45, Cr: %0,90-1,20 gereklidir);

• Mekanik özellik testi: Çekme testi (çekme dayanımı ve akma dayanımı için), darbe testi (-20℃ darbe enerjisi ≥40J) ve sertlik testi (tavlamadan sonra ≤250HBW);

• Kusur tespiti: Dövme parçaların ultrasonik testi (GB/T 6402) ile iç kusurların ≥φ3mm olduğundan emin olunması; yüzey çatlaklarının kontrol edilmesi için manyetik parçacık testi (GB/T 15822).

2. İşlem Sırasında Denetim

• Boyutsal doğruluk denetimi:

• Dergi ve iç delik çapı: Mikronmetre veya iç kadran göstergesi ile ölçülür, toleranslar IT7-IT8'i karşılar;

• Uç yüzey dikliği: Döner tabla üzerinde kadranlı ölçüm aleti ile ölçülmüştür, hata ≤0,02mm/100mm'dir;

• Diş profili muayenesi:

• Dişli halkasının radyal kaçıklığını (≤0,05 mm) ve uç yüzey kaçıklığını (≤0,04 mm) ölçmek için bir dişli kaçıklığı test cihazı kullanın;

• Toplam adım hatasını (≤0,1 mm/100 mm) ve diş profili hatasını (≤0,015 mm) tespit etmek için bir dişli ölçüm merkezi kullanın;

• Yüzey pürüzlülüğü: Profilometre ile ölçülmüştür. Birleşmeyen yüzeyler Ra≤12,5μm, birleşen yüzeyler Ra≤3,2μm ve diş yüzeyleri Ra≤0,8μm olmalıdır.

3. Isıl İşlem Muayenesi

• Sertlik testi: Diş yüzey sertliğini ölçmek için bir Rockwell sertlik test cihazı kullanın (dişli bağlantılarının karbürlenmiş tabakası ≥58HRC, çekirdek 25-35HRC);

• Karbürlenmiş tabaka derinliği: Etkin kasa derinliğini (1,5-3 mm) sağlamak için metalografik mikroskopla gözlemlenir;

• Metalografik yapı: Diş yüzeyinin martensit derecesini (≤Derece 3) kontrol edin, ağ karbürlerine izin vermeyin.

4. Bitmiş Ürün Denetimi

• Montaj boyut denetimi:

• Bağlantının toplam uzunluğu: Çelik şerit ile ölçülmüştür, hata ≤±1mm'dir;

• İki şaftın eş eksenliliği: Montajdan sonra, radyal dairesel sapmayı (≤0,1 mm/m) ve eksenel hareketi (≤0,2 mm) tespit etmek için bir kadran göstergesi kullanın;

• Dinamik denge testi: Hızı ≥1000r/dak olan kaplinler için, dengesizlik ≤50g·mm/kg olacak şekilde dinamik denge testleri (GB/T 9239) gerçekleştirin;

• Yük taşıma testi: Büyük dişli kaplinleri için statik tork testleri yapın (nominal torkun 1,5 katına kadar yükleme, plastik deformasyon olmadan 10 dakika tutma);

• Sızdırmazlık performansı: Dişli bağlantı elemanları için, gres enjeksiyonundan sonra 30 dakika içinde sızıntı olmaması durumunda basınç testleri (0,2 MPa) gerçekleştirin.

5. Fabrika Denetim Raporu

• Hammadde sertifikasyonu ve hata tespit raporları;

• Anahtar boyut ölçümlerinin kayıtları ve diş profili inceleme raporları;

• Isıl işlem sertliği ve karbürlenmiş tabaka derinliğine ilişkin raporlar;

• Bitmiş ürünün dinamik denge ve statik tork testlerinin sonuçları.