Bu makalede, ağır yükler altında (milyonlarca N·m'ye kadar tork) düşük hızda (15-30 dev/dak) silindiri tahrik etmek için pinyonla iç içe geçen önemli bir iletim bileşeni olan bilyalı değirmen boğa dişlisi, farklı boyutlar için 45# çelik, 42CrMo alaşımlı çelik ve ZG35CrMo döküm çelik gibi malzemeler ve kolay taşıma ve kurulum için büyük dişlilerde (çap ≥3m) yaygın olarak kullanılan bölünmüş yapılar (2-4 segment) ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. 42CrMo bölünmüş dişlilerin üretim sürecini ayrıntılı olarak açıklamaktadır; bu süreç, boş parça hazırlama (dövme/kesme), montajlı kaba işleme, söndürme ve temperleme, son işleme (hassas dişli frezeleme, taşlama) ve yüzey işlemidir. Ayrıca, hammaddeleri (kimyasal bileşim, dövme kalitesi), ısıl işlemi (sertlik, metalografik yapı), diş profili doğruluğunu (adım sapması, radyal kaçıklık) ve nihai ürün testlerini (montaj doğruluğu, iç içe geçme performansı) kapsamaktadır. Bunlar, boğa dişlisinin mukavemet, dayanıklılık ve hassasiyet gereksinimlerini karşılamasını sağlayarak, %94'ten fazla verimlilik ve 3-5 yıllık bir hizmet ömrü ile istikrarlı bir şanzımana olanak tanır.
Bilyalı Değirmen Dişlilerinin Ayrıntılı Tanıtımı, Üretim Süreci ve Muayene Süreci
I. Bilyalı Değirmen Dişlilerinin İşlevleri ve Yapısal Özellikleri
Dişli çark, bilyalı değirmenin şanzıman sisteminde kritik bir bileşendir. Yavaşlatılmış şanzıman sağlamak için pinyonla iç içe geçerek gücü silindire aktarır ve düşük hızda (genellikle 15-30 dev/dak) dönmesini sağlar. Düşük hızlı, ağır yük dişlisi (milyonlarca N·m'ye kadar dayanabilir tork) olarak, performansı bilyalı değirmenin çalışma stabilitesini doğrudan etkiler. Temel gereksinimler şunlardır:
Yüksek mukavemet ve aşınma direnci: Diş yüzeyinin aşınmaya karşı direnç gösterebilmesi için yeterli sertliğe (söndürme ve temperlemeden sonra ≥240HBW) sahip olması gerekirken, diş gövdesinin birbirine geçen darbelere dayanabilmesi için iyi tokluğa (darbe tokluğu ≥40J/cm²) sahip olması gerekir;
Yüksek hassasiyetli ağ oluşturma: Diş profili hataları, pinyonla temas alanının (diş yüksekliği boyunca ≥%50, diş uzunluğu boyunca ≥%60) sağlanması koşuluyla GB/T 10095'in 7. Sınıfı dahilinde kontrol edilmelidir;
Yapısal kararlılık: Büyük dişliler (çapı ≥3 m), taşıma ve montaj kolaylığı için genellikle bölünmüş yapılar (2-4 segment) kullanır. Bağlantı yüzeyleri, konumlandırma doğruluğunu (radyal hizalama ≤0,1 mm) sağlamalıdır.
Ortak yapılar şunlardır: düz veya helisel silindirik dişliler Modüller genellikle 15-50 mm ve 50-150 dişten oluşur. Malzemeler çoğunlukla şunları içerir: 45# çelik (küçük ve orta boy dişliler için) veya 42CrMo alaşımlı çelik (büyük dişliler için). Bazı ekstra büyük dişliler, döküm kusurlarının sıkı kontrolü ile ZG35CrMo döküm çeliği kullanır.
II. Bilyalı Değirmen Dişlilerinin Üretim Süreci (Örnek Olarak 42CrMo Bölünmüş Dişliler Alınarak)
1. Boş Hazırlık (Dövme Çelik)
Hammadde: Kalınlığı ≥100mm olan 42CrMo çelik levhalar veya dövmeler seçilir, kompozisyonu spektral analizle doğrulanır (C 0,38-0,45%, Cr 0,9-1,2%, Mo 0,15-0,25%);
Dövme/kesim:
İntegral dövme: 1100-1150℃'ye ısıtın, hidrolik pres kullanarak halka boşluklarına dövülür (çaplar ≤5m için). Dövme işleminden sonra, sertliği 200-230HBW'ye düşürmek için normalize edin (860℃×3h, hava soğutmalı);
Bölünmüş kesme: Büyük dişliler, 10-15 mm'lik bir işleme payı ile parçalara (örneğin, 2 parça) kesilir. Birleştirme yüzeyleri düzleştirilir (düzlük ≤0,05 mm/m).
2. Kaba İşleme ve Montaj (Bölünmüş Dişliler)
Kaba tornalama: CNC dikey torna tezgahları dış daireyi, iç deliği ve uç yüzeyleri işler, iç delik için 5-8 mm taşlama payı bırakır;
Montaj konumlandırma: Segmentli boşlukları, bağlantı noktalarındaki çevre sapmasının ≤1 mm olmasını sağlamak için konumlandırma pimleri ve cıvatalarla (cıvata ön yükü ≥800N·m) sabitleyin;
Kaba dişli frezeleme: Dişli freze tezgahında kabaca kesilmiş diş profilleri, 3-5 mm'lik bir bitirme payı bırakılarak (söndürme ve temperleme sonrası deformasyon telafisi dahil).
3. Söndürme ve Tavlama (Ana İşlem)
840-860℃'ye ısıtın, yalıtımdan sonra yağda soğutun (söndürme), ardından 580-620℃'de 4 saat tavlayın (yüksek sıcaklıkta tavlama). Son sertlik 250-280HBW'dir ve çekme dayanımının ≥800MPa olmasını sağlar;
Söndürme ve temperlemeden sonra %100 ultrasonik test (UT) (JB/T 4730.3 Sınıf II ile uyumlu), çatlak veya pullanmaya izin verilmez.
4. Son İşleme
Yarı mamul tornalama: Makine birleştirme yüzeylerini, iç deliği ve referans uç yüzeylerini 2-3 mm taşlama payı bırakarak işleyin;
Hassas dişli frezeleme: CNC dişli freze tezgahları diş profillerini işler, diş aralığı sapmasını ±0,05 mm'ye ve diş yönü hatasını ≤0,03 mm/100 mm'ye kadar kontrol eder;
Bileme: Silindir flanşına uyum doğruluğunu sağlamak için iç deliği (tolerans IT7) ve referans uç yüzeylerini (diklik ≤0,02mm/100mm) taşlayın.
5. Yüzey İşlem ve Montaj
Diş yüzeyleri kumlanmış (pürüzlülük Ra12,5 μm) ve pas önleyici astar ile kaplanmıştır; işlenmemiş yüzeyler son kat boya ile boyanmıştır (toplam kalınlık ≥100 μm);
Bölünmüş dişlilerin yerinde montajı sırasında, birleşim boşluklarını kalınlık mastarlarıyla kontrol edin (boşluk ≤0,05 mm). Cıvata sıkıldıktan sonra, dişli halkasının radyal kaçıklığını (≤0,1 mm) tekrar ölçün.
III. Bilyalı Değirmen Dişlilerinin Muayene Süreci
1. Hammadde ve Hammadde Kontrolü
Kimyasal bileşim: Spektral analiz, 42CrMo'da nitelikli Cr ve Mo içeriğini doğrulamaktadır;
Dövme kalitesi: Dövmelerin makro yapı incelemesi (aşındırma yöntemi) herhangi bir büzülme veya gözeneklilik (derece ≤2) göstermemektedir. Çekme testleri, akma dayanımının ≥600MPa olduğunu doğrulamaktadır.
2. Isıl İşlem Muayenesi
Sertlik testi: Brinell sertlik test cihazı, diş yüzeylerini ve çekirdeklerini (250-280HBW) ≤30HBW düzgünlük sapmasıyla ölçer;
Metalografik yapı: Numuneler ağ karbürleri içermeyen temperlenmiş sorbit (derece ≤3) göstermektedir.
3. Diş Profili Doğruluk Denetimi
Dişli ölçüm merkezi testi:
Toplam adım hatası ≤0,15 mm (5 m çaplı dişliler için), bireysel adım sapması ±0,03 mm;
Toplam profil sapması ≤0,08 mm, diş yönü hatası ≤0,05 mm/100 mm;
Montaj doğruluğu: Bölünmüş dişlilerin montajından sonra, lazer izleyiciler genel yuvarlaklığı (≤0,15 mm) algılar;
Birleşme testi: Pinyon numuneleriyle yapılan birleşme testleri (2 saatlik yüksüz çalışma) nitelikli temas noktaları ve anormal bir gürültü olmadığını göstermektedir;
Görünüm kalitesi: Diş kökü filetolarının (R≥3mm) penetrant testi (PT) herhangi bir çatlak veya çapak (derinlik ≤0,5mm) göstermez.
Dövme kalitesinin, ısıl işlem süreçlerinin ve diş profili doğruluğunun sıkı kontrolü, boğa dişlisi ile pinyon arasında istikrarlı bir geçiş sağlar, iletim verimliliği ≥%94 ve 3-5 yıllık hizmet ömrü (çalışma koşullarına bağlı olarak)