تُفصّل هذه المقالة ترس مطحنة الكرات، وهو مُكوّن ناقل حركة أساسي يتشابك مع ترس الثور لتشغيل الأسطوانة، ويتطلب قوة ودقة ومتانة عالية ومقاومة للتآكل، مع استخدام 20CrMnTi كمادة شائعة. تُوضّح المقالة عملية تصنيع ترس 20CrMnTi، بما في ذلك التشكيل الخام، والتشطيب الخشن/شبه النهائي (الخراطة، التثقيب)، والمعالجة الحرارية بالكربنة، والتشغيل الدقيق (طحن الأسنان، طحن البيانات)، والتجميع. بالإضافة إلى ذلك، تُحدّد إجراءات فحص شاملة تُغطّي المواد الخام (التركيب، جودة التشكيل)، والمعالجة الحرارية (الصلابة، الطبقة المُكربنة)، ودقة الأسنان (انحراف الميل، الانحراف)، والاختبارات النهائية (جودة السطح، أداء التعشيق، التوازن الديناميكي). تضمن هذه الإجراءات استيفاء الترس لمتطلبات كفاءة ناقل الحركة (≥95%) وعمر الخدمة (2-3 سنوات)، مما يدعم التشغيل المستقر لمطحنة الكرات.
مقدمة تفصيلية، وعملية التصنيع، وعملية الفحص لتروس مطحنة الكرات
1. وظائف وخصائص هيكلية تروس مطحنة الكرات
يُعدّ ترس مطحنة الكرات مُكوّنًا أساسيًا في نظام نقل الحركة. يتشابك مع الترس الكبير (المُثبّت على الأسطوانة) لنقل الطاقة من المحرك إلى الأسطوانة عبر مُخفّض السرعة، مما يُحفّز دوران الأسطوانة (عادةً ما يكون بسرعة 15-30 دورة/دقيقة). ونظرًا لكونه ترسًا عالي السرعة (يدور أسرع من الترس الكبير)، فإنه يتحمل مباشرةً تأثيرات التشابك وعزم الدوران، مما يتطلب الخصائص التالية:
قوة عالية:قادرة على تحمل عزم دوران يتراوح من عشرات الآلاف إلى مئات الآلاف من نيوتن متر، مع صلابة عالية لسطح الأسنان (≥55HRC) لمقاومة التآكل؛
دقة عالية: أدنى خطأ في ملف تعريف الأسنان (≤ الدرجة 6 لكل بريطانيا العظمى/T 10095) لضمان التداخل السلس مع ترس الثور، مما يقلل الاهتزاز والضوضاء؛
صلابة جيدة:يجب أن يتمتع قلب السن بصلابة معتدلة (صلابة 25-35HRC) لتجنب الكسر الناتج عن الصدمات؛
مقاومة التآكل:يحتاج سطح السن إلى معالجة تصلب (على سبيل المثال، التكرير، التبريد) لإطالة عمر الخدمة (عادة ≥ 10000 ساعة).
من الناحية الهيكلية، فهو في الغالب ترس أسطواني مستقيم أو حلزونيتُستخدم الأسنان المستقيمة عادةً في مطاحن الكرات الصغيرة والمتوسطة (أسهل في التشغيل)، بينما تُفضّل الأسنان الحلزونية في المطاحن الكبيرة (بشبكة أكثر سلاسة وقدرة تحمل أعلى). يتراوح حجم الوحدة عادةً بين 8 و30 مم، وتحتوي على 15 و30 سنًا.
الثاني. عملية تصنيع تروس طاحونة الكرات (مع استخدام تروس 20CrMnTi المكربنة كمثال)
يُعدّ 20CrMnTi مادة شائعة الاستخدام في صناعة التروس المسننة نظرًا لأدائه الممتاز في التكرير (عمق العلبة 1.5-3 مم). تتم عملية تصنيعه على النحو التالي:
1. التشكيل الفارغ
المواد الخام:تم اختيار الفولاذ المستدير 20CrMnTi بحجم φ100-300 مم، مع التحليل الطيفي للتحقق من تركيبته (C 0.17-0.23%، كر 1.0-1.3%، من 0.8-1.1%)؛
التشكيل: سخّن إلى ١١٠٠-١١٥٠ درجة مئوية، ثم صُنعت باستخدام القوالب لتكوين قطع تروس (بمسافة تشغيل تتراوح بين ٥ و٨ مم). بعد الصياغة، عدّل الحبيبات (٩٢٠ درجة مئوية × ٢ ساعة، تبريد بالهواء) لتكريرها وتقليل صلابتها إلى ١٨٠-٢٢٠ درجة مئوية.
2. التشغيل الخشن والتشطيب شبه النهائي
الدوران الخشن:تقوم مخرطة التحكم الرقمي بالكمبيوتر بتصنيع الدائرة الخارجية والواجهات النهائية والفتحة الداخلية (فتحة العمود أو فتحة المحور)، مع ترك بدل يتراوح بين 3 إلى 5 مم؛
تجميع التروس:قطع ملفات تعريف الأسنان تقريبًا (الوحدة 8-30 مم) باستخدام آلة تقطيع التروس، مع بدل 0.5-1 مم للتكرير والطحن؛
الحفر والطحن:فتحات مفاتيح الماكينة ومسامير البراغي (للتروس المنقسمة) مع تفاوت موضعي يبلغ ±0.1 مم.
3. التكرير والمعالجة الحرارية
التكرير:يتم التكرير في فرن التكرير على شكل حفرة عند درجة حرارة 920-940 درجة مئوية لمدة 8-16 ساعة (يتم تعديلها حسب عمق العلبة)، مع محتوى كربون سطحي يتراوح بين 0.8-1.2٪؛
التبريد + التبريد بدرجة حرارة منخفضة:بعد عملية الكربنة، يتم تبريده إلى 850 درجة مئوية ويتم تبريده بالزيت (صلابة سطح الأسنان 58-62HRC)، ثم يتم تلطيفه عند 180-200 درجة مئوية لمدة ساعتين لتخفيف الضغط وتثبيت الأبعاد.
4. تشطيب الآلات
صرير سطح الأسنان:طحن ملفات تعريف الأسنان بدقة باستخدام آلة طحن عجلة دودية، مما يضمن خطأ تراكمي في الملعب ≤0.05 مم / 100 مم، وخشونة سطح الأسنان را ≤0.8 ميكرومتر؛
طحن التمر:طحن التجويف الداخلي (التسامح تكنولوجيا المعلومات 6) والمجلة (تداخل مناسب مع المحامل، تداخل 0.01-0.03 مم)، مع عمودية الوجه النهائي ≤0.01 مم/100 مم؛
يتم تنظيف الأسطح غير المسننة بالرمل لإزالة الصدأ، ثم يتم طلائها بطلاء مضاد للصدأ (سمك ≥ 60 ميكرومتر)؛
قم بتقليص الحجم مع العمود أو المحور (تناسب التداخل)، وتحقق من الانحراف الشعاعي بعد التبريد (≤0.03 مم).
ثالثًا. عملية فحص تروس طاحونة الكرات
التفتيش يتوافق مع بريطانيا العظمى/T 10095 دقة التروس الأسطوانية الحلزونية و جيه بي/T 6396 التروس الكبيرة وحلقات التروس المطروقة، مع الخطوات الرئيسية على النحو التالي:
1. فحص المواد الخام والتشكيل
يتحقق التحليل الطيفي من تكوين 20CrMnTi (محتوى مؤهل من الكروم والمنجنيز)؛
تخضع المسبوكات لفحص جامعة تكساس (مؤهلة من الدرجة الأولى)، مع عدم وجود شقوق داخلية أو انكماش؛ وتؤكد اختبارات الشد قوة الشد ≥1080 ميجا باسكال.
2. فحص المعالجة الحرارية
صلابة سطح الأسنان: يتم قياسها باستخدام جهاز اختبار صلابة روكويل (58-62HRC)؛ صلابة اللب (3 مم تحت السطح) 25-35HRC؛
فحص الطبقة المكربنة: يقيس التحليل المعدني عمق العلبة الفعال (1.5-3 مم)، مع درجة مارتنسيت في الطبقة المتصلبة ≤3.
3. فحص دقة ملف تعريف الأسنان
اختبارات مركز قياس التروس: انحراف الملعب ≤±0.015 مم، خطأ اتجاه السن ≤0.01 مم/100 مم، انحراف الملف الشخصي الكلي ≤0.02 مم؛
الانحراف الشعاعي: يتم قياسه باستخدام جهاز اختبار انحراف التروس (≤0.03 مم لحلقة التروس).
4. الفحص النهائي للمنتجات النهائية
جودة السطح: فحص العلاج الطبيعي لسطح الأسنان (لا يوجد شقوق أو حفر)؛ حشوة جذر السن R ≥ 1.5 مم (لتجنب تركيز الإجهاد)؛
اختبار التشابك: قم بربط الشبكة بعينة تروس كبيرة وقم بتشغيلها في وضع الخمول لمدة ساعة واحدة، دون أي ضوضاء غير طبيعية أو نقاط اتصال (≥60% على طول ارتفاع السن، ≥70% على طول طول السن)؛
التوازن الديناميكي: بالنسبة لسرعات الدوران ≥300 دورة/دقيقة، عدم التوازن ≤20 جم/مم/كجم.
من خلال التحكم الصارم في دقة ملف تعريف الأسنان وجودة التكرير وتفاوتات التجميع، يمكن أن تضمن التروس كفاءة نقل مطحنة الكرات بنسبة ≥ 95% وعمر خدمة يتراوح بين 2 إلى 3 سنوات (حسب ظروف العمل)