Tehnički zahtjevi za brušenje visokopreciznih valjkastih lanaca

Tehnički zahtjevi za brušenje visokopreciznih valjkastih lanaca

U industriji industrijskih prijenosa,valjkasti lancisu ključne komponente za prijenos snage i kontrolu kretanja. Njihova preciznost direktno određuje radnu efikasnost, stabilnost i vijek trajanja opreme. Proces brušenja, posljednji korak u poboljšanju preciznosti u proizvodnji valjkastih lanaca, ključna je razlika između standardnih i visokopreciznih lanaca. Ovaj članak će se pozabaviti osnovnim tehničkim zahtjevima za visokoprecizno brušenje valjkastih lanaca, pokrivajući principe procesa, detaljnu kontrolu, standarde kvalitete i scenarije primjene, pružajući sveobuhvatno razumijevanje ove kritične tehnologije koja podržava proizvodnju vrhunske opreme.

1. Osnovna vrijednost brušenja visokopreciznih valjkastih lanaca: Zašto je to "sidro" tačnosti prijenosa

Prije nego što razmotrimo tehničke zahtjeve, prvo moramo razjasniti: Zašto je profesionalno brušenje neophodno za visokoprecizne valjkaste lance? U poređenju s tradicionalnim metodama obrade poput tokarenja i glodanja, brušenje je, sa svojim jedinstvenim prednostima, postalo osnovno sredstvo za postizanje preciznosti na mikronskom nivou kod valjkastih lanaca.

Iz industrijske perspektive, bilo da se radi o sistemima za upravljanje motorima u automobilskoj proizvodnji, pogonima transportnih traka za inteligentnu logističku opremu ili prijenosu snage u preciznim alatnim mašinama, zahtjevi za preciznost valjkastih lanaca su se pomjerili sa milimetarskog na mikronski nivo. Greška kružnosti valjka mora se kontrolisati unutar 5μm, tolerancije rupa na ploči lanca moraju biti manje od 3μm, a hrapavost površine klinova mora dostići Ra0,4μm ili manje. Ovi strogi zahtjevi za preciznost mogu se pouzdano postići samo brušenjem.

Konkretno, osnovna vrijednost visokopreciznog brušenja valjkastih lanaca leži u tri ključna područja:

Mogućnost korekcije grešaka: Brzim rezanjem brusnog točka precizno se uklanjaju deformacije i dimenzijska odstupanja uzrokovana prethodnim procesima (kao što su kovanje i termička obrada), čime se osigurava dimenzijska konzistentnost za svaku komponentu;

Poboljšanje kvaliteta površine: Brušenje efikasno smanjuje hrapavost površine komponenti, smanjuje gubitak trenja tokom rada lanca i produžava vijek trajanja;

Osiguranje geometrijske tačnosti: Za kritične geometrijske tolerancije kao što su kružnost i cilindričnost valjaka, pravolinijost klinova i paralelnost lančanih ploča, proces brušenja postiže tačnost kontrole koja daleko premašuje onu kod drugih metoda obrade.

II. Osnovni tehnički zahtjevi za brušenje visokopreciznih valjkastih lanaca: Sveobuhvatna kontrola od komponente do komponente

Proces brušenja visokopreciznih valjkastih lanaca nije pojedinačni korak; to je sistematski proces koji obuhvata tri osnovne komponente: valjke, klinove i ploče lanca. Svaki korak podliježe strogim tehničkim standardima i operativnim specifikacijama.

(I) Brušenje valjcima: „Bitka na nivou mikrona“ između okruglosti i cilindričnosti

Valjci su ključne komponente u spajanju valjkastih lanaca i lančanika. Njihova kružnost i cilindričnost direktno utiču na glatkoću spajanja i efikasnost prijenosa. Tokom brušenja valjcima, sljedeći tehnički zahtjevi moraju se pažljivo kontrolisati:
Kontrola dimenzijske tačnosti:
Tolerancija vanjskog promjera valjka mora se strogo pridržavati GB/T 1243-2006 ili ISO 606. Za visokoprecizne klase (npr. klase C i više), tolerancija vanjskog promjera mora se kontrolirati unutar ±0,01 mm. Brušenje zahtijeva proces u tri koraka: grubo brušenje, poluzavršno brušenje i završno brušenje. Svaki korak zahtijeva linijsku kontrolu pomoću laserskog mjerača promjera kako bi se osiguralo da dimenzijska odstupanja ostanu unutar dozvoljenog raspona. Zahtjevi za geometrijske tolerancije:

Zaobljenost: Greška zaobljenosti visokopreciznih valjaka mora biti ≤5μm. Tokom brušenja mora se koristiti dvostruko centralno pozicioniranje, zajedno s velikom brzinom rotacije brusnog točka (linearna brzina ≥35m/s) kako bi se minimizirali efekti centrifugalne sile na zaobljenost.

Cilindričnost: Greška cilindričnosti mora biti ≤8μm. Podešavanje ugla poravnanja brusnog točka (obično 1°-3°) osigurava pravoliniju vanjskog promjera valjka.

Paralelnost čeonih površina: Greška paralelnosti dvije čeone površine valjka mora biti ≤0,01 mm. Tokom brušenja moraju se koristiti uređaji za pozicioniranje čeonih površina kako bi se spriječilo odstupanje u zahvatu uzrokovano nagibom čeone površine.

Zahtjevi za kvalitet površine:
Vanjski promjer valjka mora imati hrapavost površine Ra od 0,4-0,8 μm. Moraju se izbjegavati površinski nedostaci poput ogrebotina, nagorenih dijelova i kamenca. Tokom brušenja, koncentracija tekućine za brušenje (obično 5%-8%) i pritisak mlaza (≥0,3 MPa) moraju se kontrolirati kako bi se toplota brušenja brzo raspršila i spriječilo nagorevanje površine. Nadalje, tokom faze finog brušenja treba koristiti brusni točak finog zrna (npr. 80#-120#) kako bi se poboljšala završna obrada površine.

(II) Brušenje iglica: „Test preciznosti“ pravolinijosti i koaksijalnosti

Klin je osnovna komponenta koja povezuje ploče lanca i valjke. Njegova pravolinijost i koaksijalnost direktno utiču na fleksibilnost i vijek trajanja lanca. Tehnički zahtjevi za brušenje klinova fokusiraju se na sljedeće aspekte:

Kontrola pravolinijskog položaja:
Greška pravolinijskog položaja klina mora biti ≤0,005 mm/m. Tokom brušenja, mora se koristiti metoda "stabilnog oslonca + dvostrukog centralnog pozicioniranja" kako bi se spriječila deformacija savijanja uzrokovana vlastitom težinom klina. Za klinove duže od 100 mm, provjere pravolinijskog položaja moraju se vršiti svakih 50 mm tokom procesa brušenja kako bi se osiguralo da ukupna pravolinijski položaj ispunjava zahtjeve. Zahtjevi za koaksijalnost:
Greška koaksijalnosti rukavaca na oba kraja klina mora biti ≤0,008 mm. Tokom brušenja, središnji otvori na oba kraja klina moraju se koristiti kao referenca (tačnost središnjeg otvora mora ispunjavati klasu A u GB/T 145-2001). Brusni točak mora biti obrađen i pozicioniran kako bi se osiguralo poravnanje osa rukavaca na oba kraja. Nadalje, vanmrežne provjere koaksijalnosti moraju se provoditi pomoću trodimenzionalne koordinatne mjerne mašine, s minimalnom stopom inspekcije od 5%. Tvrdoća površine i kompatibilnost brušenja:

Osovine klinova moraju se termički obraditi prije brušenja (obično cementiranje i kaljenje do tvrdoće HRC 58-62). Parametri brušenja trebaju se prilagoditi prema tvrdoći:

Grubo brušenje: Koristite brusni točak srednje granulacije (60#-80#), kontrolišite dubinu brušenja na 0,05-0,1 mm i koristite brzinu posmaka od 10-15 mm/min.

Fino brušenje: Koristite brusni točak finog zrna (120#-150#), kontrolišite dubinu brušenja na 0,01-0,02 mm i koristite brzinu pomaka od 5-8 mm/min kako biste izbjegli površinske pukotine ili gubitak tvrdoće uzrokovan nepravilnim parametrima brušenja.

(III) Brušenje lančane ploče: Detaljna kontrola tačnosti i ravnosti rupe

Lančane ploče su osnova valjkastih lanaca. Tačnost rupa i ravnost direktno utiču na tačnost sastavljanja lanca i stabilnost prenosa. Brušenje lančane ploče prvenstveno je usmjereno na dva ključna područja: rupu lančane ploče i površinu lančane ploče. Tehnički zahtjevi su sljedeći:
Tačnost brušenja rupe na lančanoj ploči:
Tolerancija otvora: Tolerancija otvora kod visokopreciznih lančanih ploča mora se kontrolisati unutar H7 (npr. za otvor φ8 mm, tolerancija je od +0,015 mm do 0 mm). Dijamantski brusni točioci (granulacija 150#-200#) i vreteno velike brzine (≥8000 o/min) koriste se za osiguranje preciznih dimenzija otvora.
Tolerancija položaja rupe: Središnja udaljenost između susjednih rupa mora biti ≤0,01 mm, a greška okomitosti između ose rupe i površine lančane ploče mora biti ≤0,005 mm. Brušenje zahtijeva namjenski alat i praćenje u realnom vremenu pomoću CCD sistema za vizualnu inspekciju.
Zahtjevi za brušenje površine lančane ploče:
Greška ravnosti ploče lanca mora biti ≤0,003 mm/100 mm, a hrapavost površine mora dostići Ra0,8 μm. Brušenje zahtijeva proces "dvostranog brušenja". Sinhronizovana rotacija (linearna brzina ≥ 40 m/s) i pomak gornjeg i donjeg brusnog točka osiguravaju paralelnost i ravnost na obje strane lanca. Nadalje, pritisak brušenja (obično 0,2-0,3 MPa) mora se kontrolisati kako bi se spriječila deformacija lanca zbog neravnomjerne sile.

III. Kontrola procesa za brušenje visokopreciznih valjkastih lanaca: Sveobuhvatna kontrola od opreme do menadžmenta

Da bi se postigli ovi strogi tehnički zahtjevi, samo postavljanje parametara obrade nije dovoljno. Također se mora uspostaviti sveobuhvatan sistem kontrole procesa, koji obuhvata odabir opreme, dizajn alata, praćenje parametara i kontrolu kvaliteta.

(I) Odabir opreme: „Osnova hardvera“ visokopreciznog brušenja
Izbor brusilice: Odaberite visokopreciznu CNC brusilicu (tačnost pozicioniranja ≤ 0,001 mm, ponovljivost ≤ 0,0005 mm), kao što je Junker (Njemačka) ili Okamoto (Japan). Osigurajte da tačnost mašine ispunjava zahtjeve obrade.
Izbor brusnog točka: Odaberite odgovarajući tip brusnog točka na osnovu materijala komponente (obično 20CrMnTi ili 40Cr) i zahtjeva obrade. Na primjer, brusni točak od korunda se koristi za brušenje valjcima, brusni točak od silicijum-karbida se koristi za brušenje iglica, a dijamantski brusni točak se koristi za brušenje rupa na lančanoj ploči.
Konfiguracija opreme za ispitivanje: Za kombinovanje online i offline provjera tokom procesa obrade potrebna je visokoprecizna oprema za ispitivanje, kao što su laserski mjerač prečnika, trodimenzionalna koordinatna mjerna mašina, tester hrapavosti površine i tester kružnosti. (II) Dizajn alata: „Ključna podrška“ za preciznost i stabilnost

Pribor za pozicioniranje: Dizajnirajte specijalizirane pribore za pozicioniranje za valjke, klinove i lance. Na primjer, valjci koriste pribore za pozicioniranje s dvostrukim središtem, klinovi koriste pribore za potporu središnjeg okvira, a lanci koriste pribore za pozicioniranje rupa. Ovo osigurava precizno pozicioniranje i nulti zazor tokom procesa brušenja.

Stezne naprave: Koristite fleksibilne metode stezanja (kao što su pneumatsko ili hidraulično stezanje) za kontrolu sile stezanja (obično 0,1-0,2 MPa) kako biste spriječili deformaciju komponente uzrokovanu prekomjernom silom stezanja. Nadalje, površine za pozicioniranje naprava moraju se redovno polirati (do hrapavosti površine Ra od 0,4 μm ili manje) kako bi se osigurala tačnost pozicioniranja. (III) Praćenje parametara: „Dinamička garancija“ s podešavanjem u realnom vremenu
Praćenje parametara obrade: CNC sistem prati ključne parametre kao što su brzina brušenja, brzina posmaka, dubina brušenja, koncentracija tečnosti za brušenje i temperatura u realnom vremenu. Kada bilo koji parametar premaši postavljeni raspon, sistem automatski oglašava alarm i isključuje mašinu kako bi spriječio neispravne proizvode.
Kontrola temperature: Toplota koja se stvara tokom procesa brušenja je primarni uzrok deformacije komponenti i površinskog sagorijevanja. Kontrola temperature je potrebna putem sljedećih metoda:
Sistem za cirkulaciju tečnosti za brušenje: Koristite tečnost za brušenje sa visokim kapacitetom hlađenja (kao što je emulzija ili sintetička tečnost za brušenje) opremljenu rashladnom jedinicom za održavanje temperature od 20-25°C.
Povremeno brušenje: Za komponente sklone stvaranju toplote (kao što su klinovi), koristi se povremeni proces brušenja „brušenje-hlađenje-ponovno brušenje“ kako bi se spriječilo akumuliranje toplote. (IV) Kontrola kvaliteta: „Posljednja linija odbrane“ za postizanje preciznosti

Online inspekcija: Laserski mjerači prečnika, CCD sistemi za vizuelnu inspekciju i druga oprema instalirani su u blizini stanice za brušenje kako bi se vršile inspekcije dimenzija komponenti i tolerancija oblika i položaja u realnom vremenu. Samo kvalifikovane komponente mogu preći na sljedeći proces.

Inspekcija uzorkovanja van mreže: 5%-10% svake serije proizvoda podvrgava se inspekciji van mreže pomoću koordinatne mjerne mašine (CMM) za provjeru ključnih indikatora kao što su tolerancija rupe i koaksijalnost, ispitivača kružnosti za provjeru kružnosti valjaka i ispitivača hrapavosti površine za provjeru kvalitete površine.

Zahtjevi za potpunu inspekciju: Za visokoprecizne valjkaste lance koji se koriste u vrhunskoj opremi (kao što su vazduhoplovstvo i precizni alatni mašini), potreban je 100% potpuni pregled kako bi se osiguralo da svaka komponenta ispunjava potrebnu preciznost.

IV. Scenariji primjene i budući trendovi tehnologije brušenja visokopreciznih valjkastih lanaca

(I) Tipični scenariji primjene
Visokoprecizni valjkasti lanci, sa svojom izvrsnom preciznošću i stabilnošću, široko se koriste u oblastima sa strogim zahtjevima za prijenos:

Automobilska industrija: Lanci razvoda motora i lanci mjenjača moraju izdržati velike brzine (≥6000 o/min) i visokofrekventne udare, što postavlja izuzetno visoke zahtjeve na okruglost valjaka i pravoliniju osovinica;

Pametna logistika: Automatizirana oprema za sortiranje i transportni sistemi u visokoregalnim skladištima zahtijevaju preciznu kontrolu brzine i pozicioniranje. Tačnost otvora na lančanoj ploči i cilindričnost valjaka direktno utiču na operativnu stabilnost;

Precizne alatne mašine: Pogoni vretena i sistemi za pomicanje CNC alatnih mašina zahtijevaju kontrolu kretanja na mikronskom nivou. Koaksijalnost klinova i ravnost ploče lanca su ključne za osiguranje tačnosti prenosa.

(II) Budući tehnološki trendovi

S napretkom Industrije 4.0 i pametne proizvodnje, procesi brušenja visokopreciznih valjkastih lanaca razvijaju se u sljedećim smjerovima:

Inteligentna obrada: Uvođenje sistema za vizuelnu inspekciju zasnovanih na vještačkoj inteligenciji za automatsku identifikaciju dimenzija komponenti i kvaliteta površine, omogućavajući podešavanje parametara i poboljšanje efikasnosti i konzistentnosti obrade;

Zeleno mljevenje: Razvoj ekološki prihvatljivih tekućina za mljevenje (kao što su biorazgradive tekućine za mljevenje) u kombinaciji s efikasnim sistemima filtracije radi smanjenja zagađenja okoliša; Istovremeno, usvajanje tehnologije mljevenja na niskim temperaturama radi smanjenja potrošnje energije;

Kompozitno brušenje: Integrisanje procesa brušenja valjaka, klinova i lančanih ploča u kompozitni proces "na jednom mjestu", korištenjem višeosnih CNC brusilica za smanjenje grešaka u pozicioniranju između procesa i dodatno poboljšanje ukupne preciznosti.