تتناول هذه الورقة البحثية بالتفصيل ترس الثور في مطحنة الكرات، وهو مكون نقل رئيسي يتشابك مع الترس الصغير لتشغيل الأسطوانة بسرعة منخفضة (15-30 دورة/دقيقة) تحت أحمال ثقيلة (عزم دوران يصل إلى ملايين نيوتن متر)، باستخدام مواد مثل الفولاذ 45#، وفولاذ سبائك 42CrMo، وفولاذ ZG35CrMo المصبوب بأحجام مختلفة، والهياكل المنقسمة (2-4 قطاعات) المستخدمة عادةً للتروس الكبيرة (قطرها ≥3 أمتار) لسهولة النقل والتركيب. وتوضح الورقة بالتفصيل عملية تصنيع تروس 42CrMo المنقسمة، بما في ذلك تحضير المادة الخام (التشكيل/القطع)، والتشغيل الخشن مع التجميع، والتبريد، والمعالجة النهائية (تشكيل التروس الدقيقة، والطحن)، ومعالجة الأسطح. كما توضح إجراءات فحص شاملة تغطي المواد الخام (التركيب الكيميائي، وجودة التشكيل)، والمعالجة الحرارية (الصلابة، والبنية المعدنية)، ودقة شكل السن (انحراف الميل، والانحراف الشعاعي)، واختبارات المنتج النهائي (دقة التجميع، وأداء التشغيل المتشابك). وتضمن هذه العناصر أن تلبي معدات الثور متطلبات القوة والمتانة والدقة، مما يتيح نقلًا مستقرًا بكفاءة ≥ 94% وعمر خدمة يتراوح بين 3 إلى 5 سنوات.
مقدمة تفصيلية، وعملية التصنيع، وعملية الفحص لتروس الثور لمطحنة الكرات
1. وظائف وخصائص هيكل تروس الثور لمطحنة الكرات
يُعدّ ترس الثور مكونًا أساسيًا في نظام نقل الحركة في مطحنة الكرات. يتشابك مع الترس الصغير لتحقيق نقل حركة مُبطّأ، ناقلًا الطاقة إلى الأسطوانة ومُحفّزًا إياها على الدوران بسرعة منخفضة (عادةً ما بين 15 و30 دورة في الدقيقة). ونظرًا لكونه ترسًا منخفض السرعة وذو حمل ثقيل (يتحمل عزم دوران يصل إلى ملايين نيوتن متر)، فإن أداءه يؤثر بشكل مباشر على استقرار تشغيل مطحنة الكرات. تشمل المتطلبات الرئيسية ما يلي:
قوة عالية ومقاومة للتآكل:يجب أن يتمتع سطح السن بصلابة كافية (≥240HBW بعد الإخماد والتخمير) لمقاومة التآكل، في حين يتطلب جسم السن صلابة جيدة (صلابة التأثير ≥40J/سم²) لتحمل تأثيرات الشبكة؛
شبكات عالية الدقة:يجب التحكم في أخطاء ملف تعريف الأسنان ضمن الدرجة 7 من بريطانيا العظمى/T 10095، مع ضمان مساحة التلامس مع الترس الصغير (≥50% على طول ارتفاع السن، ≥60% على طول طول السن)؛
الاستقرار الهيكلي:التروس الكبيرة (قطرها ≥ 3 أمتار) غالبًا ما تعتمد على هياكل منفصلة (من 2 إلى 4 أجزاء) لسهولة النقل والتركيب. يجب أن تضمن أسطح الوصلات دقة التموضع (انحراف شعاعي ≤ 0.1 مم).
الهياكل المشتركة هي تروس أسطوانية مستقيمة أو حلزونية مع وحدات عادةً ما يتراوح طولها بين 15 و50 مم، و50 و150 سنًا. تشمل المواد بشكل أساسي فولاذ 45# (للتروس الصغيرة والمتوسطة الحجم) أو سبائك الفولاذ 42CrMo (للتروس الكبيرة). بعض التروس الكبيرة جدًا تستخدم فولاذًا مصبوبًا من نوع ZG35CrMo (مع مراقبة صارمة لعيوب الصب).
الثاني. عملية تصنيع تروس الثور لمطحنة الكرات (مع استخدام تروس التقسيم 42CrMo كمثال)
1. تحضير الفراغ (الفولاذ المطروق)
المواد الخام:تم اختيار صفائح أو مسبوكات فولاذية من 42CrMo بسمك ≥100 مم، مع تحليل طيفي للتحقق من التركيب (C 0.38-0.45٪، كر 0.9-1.2٪، شهر 0.15-0.25٪)؛
التشكيل/القطع:
التشكيل المتكامل: يُسخّن إلى ١١٠٠-١١٥٠ درجة مئوية، ويُشكّل حلقات باستخدام مكبس هيدروليكي (لأقطار أقل من ٥ أمتار). بعد التشكيل، يُعاد ضبطه (٨٦٠ درجة مئوية × ٣ ساعات، مُبرّد بالهواء) لتخفيف الإجهاد، مما يُخفّض الصلابة إلى ٢٠٠-٢٣٠ درجة مئوية.
القطع المنفصل: تُقطع التروس الكبيرة إلى أجزاء (مثلاً، جزءان) بمساحة تشغيل تتراوح بين ١٠ و١٥ مم. تُفرَز أسطح الوصلات بشكل مسطح (درجة تسطيح ≤ ٠٫٠٥ مم/م).
2. التشغيل الخشن والتجميع (التروس المنقسمة)
الدوران الخشن:تقوم المخرطة العمودية التحكم الرقمي بالكمبيوتر بتشكيل الدائرة الخارجية والفتحة الداخلية والوجوه النهائية، مع ترك بدل طحن 5-8 مم للفتحة الداخلية؛
وضع التجميع:قم بتثبيت الفراغات المجزأة باستخدام دبابيس تحديد الموقع والمسامير (حمل مسبق للمسامير ≥800 نيوتن متر) لضمان انحراف المحيط عند المفاصل ≤1 مم؛
تقطيع التروس الخشنة:يتم قطع مقاطع الأسنان تقريبًا باستخدام آلة تقطيع التروس، مع ترك بدل تشطيب يتراوح من 3 إلى 5 مم (بما في ذلك تعويض التشوه بعد الإطفاء والتخمير).
3. التبريد والتهدئة (العملية الرئيسية)
سخّن إلى 840-860 درجة مئوية، ثم برد بالزيت بعد العزل (التبريد)، ثم سخّن إلى 580-620 درجة مئوية لمدة 4 ساعات (تلطيف بدرجة حرارة عالية). الصلابة النهائية 250-280HBW، مما يضمن قوة شد ≥ 800 ميجا باسكال.
اختبار بالموجات فوق الصوتية (جامعة تكساس) بنسبة 100% بعد الإطفاء والتكييف (متوافق مع جيه بي/T 4730.3 الدرجة الثانية)، مع عدم السماح بأي شقوق أو رقائق.
4. تشطيب الآلات
الخراطة شبه النهائية:أسطح وصلات الماكينة، والفتحة الداخلية، وواجهات النهاية المرجعية، مع ترك بدل طحن بمقدار 2-3 مم؛
تشكيل التروس الدقيقة:تعمل ماكينات تشكيل التروس التحكم الرقمي بالكمبيوتر على معالجة ملفات تعريف الأسنان، مع التحكم في انحراف الملعب إلى ±0.05 مم وخطأ اتجاه الأسنان إلى ≤0.03 مم/100 مم؛
طحن: قم بطحن التجويف الداخلي (التسامح تكنولوجيا المعلومات 7) وواجهات النهاية المرجعية (العمودية ≤0.02 مم / 100 مم) لضمان دقة التركيب مع شفة الأسطوانة.
5. معالجة السطح والتجميع
يتم تنظيف أسطح الأسنان بالرمل (خشونة را12.5μm) وتغطيتها بطبقة أساس مضادة للصدأ؛ ويتم طلاء الأسطح غير المصنعة بطبقة علوية (السمك الإجمالي ≥ 100μm)؛
أثناء تجميع التروس المنقسمة في الموقع، افحص فجوات الوصلات باستخدام مقاييس قياس (فجوة ≤ 0.05 مم). بعد شد البراغي، أعد قياس الانحراف الشعاعي لحلقة التروس (≤ 0.1 مم).
ثالثًا. عملية فحص تروس الثور لمطحنة الكرات
1. فحص المواد الخام والعينات الفارغة
التركيب الكيميائي: يؤكد التحليل الطيفي وجود محتوى مؤهل من الكروم والموليبدينوم في 42CrMo؛
جودة التشكيل: أظهر فحص البنية الكلية للتشكيلات (بطريقة الحفر) عدم وجود انكماش أو مسامية (درجة ≤2). أثبتت اختبارات الشد أن قوة الخضوع ≥600 ميجا باسكال.
2. فحص المعالجة الحرارية
اختبار الصلابة: يقيس جهاز اختبار صلابة برينيل أسطح الأسنان ونواتها (250-280HBW) مع انحراف التوحيد ≤30HBW؛
البنية المعدنية: تظهر العينات سوربيت مخفف (درجة ≤3) بدون كربيدات شبكية.
3. فحص دقة ملف تعريف الأسنان
اختبار مركز قياس التروس:
خطأ تراكمي في الملعب ≤0.15 مم (للتروس التي يبلغ قطرها 5 أمتار)، انحراف الملعب الفردي ±0.03 مم؛
دقة التجميع: بعد تجميع التروس المنقسمة، تكتشف أجهزة التتبع بالليزر الاستدارة الشاملة (≤0.15 مم)؛
اختبار التشابك: تظهر اختبارات التشابك باستخدام عينات الترس الصغير (عملية بدون تحميل لمدة ساعتين) نقاط اتصال مؤهلة وعدم وجود ضوضاء غير طبيعية؛
جودة المظهر: يكشف اختبار الاختراق (العلاج الطبيعي) لشرائح جذور الأسنان (R ≥ 3 مم) عن عدم وجود شقوق أو نتوءات (العمق ≤ 0.5 مم).
يضمن التحكم الصارم في جودة التشكيل، وعمليات المعالجة الحرارية، ودقة شكل الأسنان التشابك المستقر بين الترس الكبير والترس الصغير، مع كفاءة نقل ≥94% وعمر خدمة يتراوح من 3 إلى 5 سنوات (حسب ظروف العمل).
