Tarkan rullaketjun hionnan tekniset vaatimukset

Tarkan rullaketjun hionnan tekniset vaatimukset

Teollisuuden voimansiirtoteollisuudessarullaketjutovat voimansiirron ja liikkeenohjauksen keskeisiä komponentteja. Niiden tarkkuus määrää suoraan laitteen toiminnan tehokkuuden, vakauden ja käyttöiän. Hiontaprosessi, viimeinen vaihe tarkkuuden parantamisessa rullaketjujen valmistuksessa, on tärkein erottava tekijä vakio- ja tarkkuusketjujen välillä. Tässä artikkelissa perehdytään tarkkuusrullaketjujen hionnan keskeisiin teknisiin vaatimuksiin, jotka kattavat prosessiperiaatteet, yksityiskohtaisen ohjauksen, laatustandardit ja sovellusskenaariot, tarjoten kattavan ymmärryksen tästä kriittisestä teknologiasta, joka tukee huippuluokan laitteiden valmistusta.

1. Tarkan rullaketjuhionnan ydinarvo: Miksi se on voimansiirron tarkkuuden "ankkuri"

Ennen kuin keskustelemme teknisistä vaatimuksista, on ensin selvennettävä: Miksi ammattimainen hionta on välttämätöntä tarkkojen rullaketjujen valmistuksessa? Verrattuna perinteisiin työstömenetelmiin, kuten sorvaukseen ja jyrsintään, hiomisesta on ainutlaatuisine etuineen tullut keskeinen keino saavuttaa mikronitason tarkkuus rullaketjuissa.

Teollisuuden näkökulmasta, olipa kyse sitten autoteollisuuden moottorin ajoitusjärjestelmistä, älykkäiden logistiikkalaitteiden kuljetinkäytöistä tai tarkkuustyöstökoneiden voimansiirrosta, rullaketjujen tarkkuusvaatimukset ovat siirtyneet millimetritasolta mikronitasolle. Rullan pyöreysvirheen on oltava 5 μm:n sisällä, ketjulevyn reikien toleranssien on oltava alle 3 μm ja tapin pinnan karheuden on oltava Ra0,4 μm tai vähemmän. Nämä tiukat tarkkuusvaatimukset voidaan saavuttaa luotettavasti vain hiomalla.

Tarkemmin sanottuna erittäin tarkan rullaketjuhionnan ydinarvo on kolmella keskeisellä alueella:

Virheenkorjauskyky: Hiomalaikan nopean leikkauksen ansiosta aiempien prosessien (kuten takomisen ja lämpökäsittelyn) aiheuttamat muodonmuutokset ja mittapoikkeamat poistetaan tarkasti, mikä varmistaa kunkin komponentin mittasuhteiden yhdenmukaisuuden.

Pinnanlaadun parantaminen: Hionta vähentää tehokkaasti komponenttien pinnan karheutta, vähentää kitkahäviöitä ketjun käytön aikana ja pidentää käyttöikää;

Geometrisen tarkkuuden varmistus: Kriittisten geometristen toleranssien, kuten valssien pyöreyden ja lieriömäisyyden, tapin suoruuden ja ketjulevyn yhdensuuntaisuuden, osalta hiontaprosessilla saavutetaan säätötarkkuus, joka ylittää huomattavasti muilla työstömenetelmillä saavutettavat tarkkuudet.

II. Tarkan rullaketjuhionnan keskeiset tekniset vaatimukset: Kattava ohjaus komponentista toiseen

Tarkkuusrullaketjujen hiontaprosessi ei ole yksittäinen vaihe, vaan systemaattinen prosessi, joka kattaa kolme keskeistä komponenttia: rullat, tapit ja ketjulevyt. Jokainen vaihe on tiukkojen teknisten standardien ja käyttöohjeiden alainen.

(I) Valssaushionta: "Mikroonitason taistelu" pyöreyden ja lieriömäisyyden välillä

Rullat ovat keskeisiä osia rullaketjujen ja ketjupyörien kytkennässä. Niiden pyöreys ja lieriömäisyys vaikuttavat suoraan kytkennän tasaisuuteen ja voimansiirron tehokkuuteen. Rullahionnan aikana seuraavia teknisiä vaatimuksia on valvottava huolellisesti:
Mittatarkkuuden säätö:
Valssin ulkohalkaisijan toleranssin on oltava tarkasti GB/T 1243-2006- tai ISO 606 -standardin mukainen. Korkean tarkkuuden laatuluokkien (esim. laatu C ja sitä korkeammat) ulkohalkaisijan toleranssin on oltava ±0,01 mm:n tarkkuudella. Hionta on kolmivaiheinen prosessi: karkea hionta, esiviimeistelyhionta ja viimeistelyhionta. Jokainen vaihe vaatii linjassa tapahtuvan tarkastuksen laserhalkaisijamittarilla sen varmistamiseksi, että mittapoikkeamat pysyvät sallituilla alueilla. Geometrisen toleranssin vaatimukset:

Pyöreys: Tarkkojen telojen pyöreysvirheen on oltava ≤5 μm. Hiomisen aikana on käytettävä kaksoiskeskipisteasennusta ja hiomalaikan pyörimistä suurella nopeudella (lineaarinopeus ≥35 m/s) keskipakoisvoiman vaikutuksen pyöreyteen minimoimiseksi.

Sylinterimäisyys: Sylinterimäisyysvirheen on oltava ≤8 μm. Hiomalaikan jyrsintäkulman säätö (tyypillisesti 1°-3°) varmistaa rullan ulkohalkaisijan suoruuden.

Päätypinnan yhdensuuntaisuus: Valssin kahden päätypinnan yhdensuuntaisuusvirheen on oltava ≤0,01 mm. Hionnan aikana on käytettävä päätypinnan asemointilaitteita, jotta estetään päätypinnan kallistumisen aiheuttama kytkentäpoikkeama.

Pinnan laatuvaatimukset:
Telan ulkohalkaisijan pinnan karheuden Ra on oltava 0,4–0,8 μm. Pinnan epätasaisuuksia, kuten naarmuja, palojälkiä ja hilseilyä, on vältettävä. Hiomisen aikana hiontanesteen pitoisuutta (tyypillisesti 5–8 %) ja suihkupainetta (≥0,3 MPa) on hallittava, jotta hiontalämpö poistuu nopeasti ja pintapalamiset estetään. Lisäksi hienojakoista hiomalaikkaa (esim. 80#–120#) tulisi käyttää pinnanlaadun parantamiseksi.

(II) Tappihionta: Suoruuden ja koaksiaalisuuden "tarkkuustesti"

Tappi on ketjun levyjä ja rullia yhdistävä ydinosa. Sen suoruus ja koaksiaalisuus vaikuttavat suoraan ketjun joustavuuteen ja käyttöikään. Tappien hiomisen tekniset vaatimukset keskittyvät seuraaviin näkökohtiin:

Suoruuden säätö:
Tapin suoruusvirheen on oltava ≤0,005 mm/m. Hiomisen aikana on käytettävä "vakaa tuki + kaksinkertainen keskiasennus" -menetelmää tapin oman painon aiheuttaman taivutusmuodonmuutoksen estämiseksi. Yli 100 mm:n pituisille tapeille on suoritettava suoruustarkastus 50 mm:n välein hiomisen aikana sen varmistamiseksi, että yleinen suoruus täyttää vaatimukset. Koaksiaalisuusvaatimukset:
Tapin molemmissa päissä olevien laakeritappien koaksiaalisuusvirheen on oltava ≤0,008 mm. Hiomisen aikana tapin molempien päiden keskireikiä on käytettävä referenssinä (keskireiän tarkkuuden on täytettävä GB/T 145-2001 -luokan A vaatimukset). Hiomalaikka on oikaistava ja sijoitettava siten, että laakeritappien akselin kohdistus molemmissa päissä on varmistettu. Lisäksi koaksiaalisuuden varmistamiseksi on suoritettava offline-pistetarkastuksia kolmiulotteisella koordinaattimittauskoneella vähintään 5 %:n tarkastusprosentilla. Pinnan kovuus ja hionnan yhteensopivuus:

Tappiakselit on lämpökäsiteltävä ennen hiomista (yleensä hiiletys ja sammutus HRC 58–62 -kovuuteen). Hiontaparametrit on säädettävä kovuuden mukaan:

Karkea hionta: Käytä keskikarkealla hiomalaikalla (60#-80#), säädä hiontasyvyys 0,05–0,1 mm:iin ja käytä syöttönopeutta 10–15 mm/min.

Hienohionta: Käytä hienojakoista hiomalaikkaa (120#-150#), säädä hiontasyvyys 0,01-0,02 mm:iin ja käytä syöttönopeutta 5-8 mm/min, jotta vältät pinnan halkeamat tai kovuuden heikkenemisen, joka johtuu virheellisistä hiontaparametreista.

(III) Ketjulevyn hionta: Reiän tarkkuuden ja tasaisuuden yksityiskohtainen hallinta

Ketjulevyt ovat rullaketjujen selkäranka. Niiden reikien tarkkuus ja tasaisuus vaikuttavat suoraan ketjun kokoonpanon tarkkuuteen ja voimansiirron vakauteen. Ketjulevyjen hionta kohdistuu ensisijaisesti kahteen keskeiseen alueeseen: ketjulevyn reikään ja ketjulevyn pintaan. Tekniset vaatimukset ovat seuraavat:
Ketjulevyn reiän hiontatarkkuus:
Aukon toleranssi: Tarkkojen ketjulevyjen reiän toleranssin on oltava H7:n rajoissa (esim. φ8 mm:n reiän toleranssi on +0,015 mm - 0 mm). Tarkkojen reiän mittojen varmistamiseksi käytetään timanttihiomalaikkoja (karkeus 150#-200#) ja suurnopeuskaraa (≥8000 rpm).
Reiän sijainnin toleranssi: Vierekkäisten reikien keskipisteiden välisen etäisyyden on oltava ≤0,01 mm ja reiän akselin ja ketjulevyn pinnan välisen kohtisuoruusvirheen on oltava ≤0,005 mm. Hionta vaatii erityisiä työkaluja ja reaaliaikaista valvontaa CCD-konenäkötarkastusjärjestelmällä.
Ketjulevyn pinnan hiontavaatimukset:
Ketjulevyn tasaisuusvirheen on oltava ≤0,003 mm/100 mm ja pinnan karheuden Ra0,8 μm. Hiominen vaatii "kaksipuolista hiontaa". Ylemmän ja alemman hiomalaikan synkronoitu pyöriminen (lineaarinopeus ≥ 40 m/s) ja syöttö varmistavat ketjun molemmilla puolilla olevan yhdensuuntaisuuden ja tasaisuuden. Lisäksi hiontapainetta (tyypillisesti 0,2–0,3 MPa) on hallittava, jotta ketju ei muodonmuutostu epätasaisen voiman vuoksi.

III. Tarkan rullaketjuhionnan prosessinohjaus: Kattava varmistus laitteista johtoon

Näiden tiukkojen teknisten vaatimusten täyttämiseksi pelkkä prosessointiparametrien asettaminen ei riitä. Lisäksi on luotava kattava prosessinohjausjärjestelmä, joka kattaa laitteiden valinnan, työkalujen suunnittelun, parametrien valvonnan ja laaduntarkastuksen.

(I) Laitteiden valinta: Tarkan hionnan "laitteistoperusta"
Hiomakoneen valinta: Valitse tarkka CNC-hiomakone (paikannustarkkuus ≤ 0,001 mm, toistettavuus ≤ 0,0005 mm), kuten Junker (Saksa) tai Okamoto (Japani). Varmista, että koneen tarkkuus täyttää käsittelyvaatimukset.
Hiomalaikan valinta: Valitse sopiva hiomalaikkatyyppi komponentin materiaalin (yleensä 20CrMnTi tai 40Cr) ja työstövaatimusten perusteella. Esimerkiksi korundihiomalaikkaa käytetään valssihiomiseen, piikarbidihiomalaikkaa tappihiomiseen ja timanttihiomalaikkaa ketjulevyn reikien hiomiseen.
Testauslaitteiden kokoonpano: Prosessointiprosessin aikana tarvitaan online- ja offline-pistetarkastusten yhdistämiseen erittäin tarkkoja testauslaitteita, kuten laserläpimitan mittari, kolmiulotteinen koordinaattimittauskone, pinnan karheusmittari ja pyöreysmittari. (II) Työkalujen suunnittelu: Tarkkuuden ja vakauden "keskeinen tuki"

Paikoituskiinnikkeet: Suunnittele erityisiä paikannuskiinnikkeitä rullille, tapeille ja ketjuille. Esimerkiksi rullissa käytetään kaksikeskisiä paikannuskiinnikkeitä, tapeissa keskikehyksen tukikiinnikkeitä ja ketjuissa reikien paikannuskiinnikkeitä. Tämä varmistaa tarkan paikannuksen ja välyksen puuttumisen hiontaprosessin aikana.

Kiinnityslaitteet: Käytä joustavia kiinnitysmenetelmiä (kuten pneumaattista tai hydraulista kiinnitystä) kiinnitysvoiman (tyypillisesti 0,1–0,2 MPa) säätämiseen, jotta komponentit eivät muodonmuutosten seurauksena muodonmuuttuisi liian suuresta kiinnitysvoimasta. Lisäksi kiinnittimien paikannuspinnat on kiillotettava säännöllisesti (pinnan karheuteen Ra 0,4 μm tai vähemmän) paikannustarkkuuden varmistamiseksi. (III) Parametrien valvonta: ”Dynaaminen takuu” reaaliaikaisella säädöllä
Käsittelyparametrien valvonta: CNC-järjestelmä valvoo reaaliajassa keskeisiä parametreja, kuten hiontanopeutta, syöttönopeutta, hiontasyvyyttä, jauhatusnesteen pitoisuutta ja lämpötilaa. Kun jokin parametri ylittää asetetun alueen, järjestelmä antaa automaattisesti hälytyksen ja sammuttaa koneen estääkseen viallisten tuotteiden syntymisen.
Lämpötilan säätö: Hiontaprosessin aikana syntyvä lämpö on komponenttien muodonmuutosten ja pinnan palojen ensisijainen syy. Lämpötilan säätöä tarvitaan seuraavilla menetelmillä:
Hiontanesteen kiertojärjestelmä: Käytä hiontanestettä, jolla on korkea jäähdytysteho (kuten emulsio- tai synteettinen hiontaneste), ja joka on varustettu jäähdytyslaitteella, jotta lämpötila pysyy 20–25 °C:ssa.
Jaksottainen hionta: Lämmönmuodostukselle alttiille komponenteille (kuten tapeille) käytetään jaksottaista hiontaprosessia "hionta-jäähdytys-uudelleenhionta" lämmön kertymisen estämiseksi. (IV) Laaduntarkastus: "Viimeinen puolustuslinja" tarkkuuden saavuttamiseksi

Online-tarkastus: Hioma-aseman lähelle on asennettu laserläpimitan mittauslaitteita, CCD-konenäkötarkastusjärjestelmiä ja muita laitteita komponenttien mittojen, muoto- ja sijaintitoleranssien reaaliaikaisten tarkastusten suorittamiseksi. Vain pätevät komponentit voivat siirtyä seuraavaan prosessiin.

Offline-näytteenottotarkastus: 5–10 % jokaisesta tuote-erästä tarkastetaan offline-tilassa koordinaattimittauskoneella (CMM) tärkeimpien indikaattoreiden, kuten reiän toleranssin ja koaksiaalisuuden, tarkistamiseksi, pyöreysmittarilla telojen pyöreyden tarkistamiseksi ja pinnan karheusmittarilla pinnanlaadun tarkistamiseksi.

Täydelliset tarkastusvaatimukset: Huippuluokan laitteissa (kuten ilmailu- ja avaruus- ja tarkkuustyöstökoneissa) käytettävien erittäin tarkkojen rullaketjujen osalta vaaditaan 100 %:n täydellinen tarkastus sen varmistamiseksi, että jokainen komponentti täyttää vaaditut tarkkuusvaatimukset.

IV. Tarkan rullaketjuhiontatekniikan sovellusskenaariot ja tulevaisuuden trendit

(I) Tyypilliset sovellusskenaariot
Erinomaisen tarkkuuden ja vakauden ansiosta erittäin tarkkoja rullaketjuja on käytetty laajalti aloilla, joilla on tiukat voimansiirtovaatimukset:

Autoteollisuus: Moottorin jakoketjujen ja vaihteistoketjujen on kestettävä suuria nopeuksia (≥6000 rpm) ja suurtaajuisia iskuja, mikä asettaa erittäin korkeat vaatimukset rullien pyöreydelle ja tappien suoruudelle;

Älykäs logistiikka: Automaattiset lajittelulaitteet ja korkeavarastokuljetinjärjestelmät vaativat tarkkaa nopeuden säätöä ja asemointia. Ketjulevyjen reikien tarkkuus ja rullan sylinterimäisyys vaikuttavat suoraan toiminnan vakauteen;

Tarkkuustyöstökoneet: CNC-työstökoneiden karan käyttölaitteet ja syöttöjärjestelmät vaativat mikronitason liikkeenohjausta. Tapin koaksiaalisuus ja ketjulevyn tasaisuus ovat ratkaisevan tärkeitä siirtotarkkuuden varmistamiseksi.

(II) Tulevaisuuden teknologiatrendit

Teollisuus 4.0:n ja älykkään valmistuksen edistyessä tarkat rullaketjujen hiontaprosessit kehittyvät seuraaviin suuntiin:

Älykäs koneistus: Esittelyssä tekoälyllä toimivat visuaaliset tarkastusjärjestelmät, jotka tunnistavat automaattisesti komponenttien mitat ja pinnanlaadun, mahdollistavat parametrien säätämisen ja parantavat koneistuksen tehokkuutta ja yhdenmukaisuutta;

Vihreä jauhatus: Ympäristöystävällisten jauhatusnesteiden (kuten biohajoavien jauhatusnesteiden) kehittäminen yhdistettynä tehokkaisiin suodatusjärjestelmiin ympäristön saastumisen vähentämiseksi; Samanaikaisesti matalan lämpötilan jauhatusteknologian käyttöönotto energiankulutuksen vähentämiseksi;

Yhdistelmähionta: Rullien, tappien ja ketjulevyjen hiontaprosessien integrointi "yhden luukun" komposiittiprosessiksi käyttämällä moniakselisia CNC-hiomakoneita prosessien välisten paikannusvirheiden vähentämiseksi ja kokonaistarkkuuden parantamiseksi entisestään.