Впровадження інноваційних технологій виготовлення крупногабаритних редукторів важкого машинобудування

Підвищення ефективності промислового виробництва в значній мірі пов’язане з розробкою та освоєнням нового обладнання важкого машинобудування, приводи яких містять крупномодульні зубчасті передачі (m=12 — 65мм).

Однак висока трудомісткість виготовлення крупномодульних зубчастих коліс обмежує їх застосування через значні припуски, які призначають на операціях зубошліфування для усунення дефектів після термообробки.

Тому впровадження інноваційних технологій обробки деталей крупногабаритних редукторів є актуальною проблемою важкого машинобудування.

Рис. 1- Обробка зубчастих коліс: шевронних (а) і конічних (б)

Рис. 1- Обробка зубчастих коліс: шевронних (а) і конічних (б)

На рис. 1 наведені приклади обробки шевронних та конічних зубчастих коліс редукторів важкого машинобудування.

Нова технологія, реалізована з використанням комплексу обладнання, що включає: фрезерно-токарний обробний центр, зубошліфувальні верстати з ЧПК, контрольно-обкатний верстат з ЧПК; контрольно-вимірювальну машину з ЧПК, об’єднує всі етапи підготовки виробництва і безпосередньо етапи виготовлення конічних передач в наскрізний потік.

Всі процеси виготовлення крупномодульних зубчастих коліс автоматизовані і виконуються за допомогою спеціального програмного забезпечення.

Підвищення продуктивності, точності та якості обробки загартованих крупномодульних зубчастих коліс редукторів забезпечується удосконаленням технології та кінематики зубофрезерування, розробки інструментального і технологічного оснащення. Запропоновано основний припуск після термообробки під зубошліфування до 90% виконувати лезвовим інструментом за рахунок швидкісної зубобробки спеціальними твердосплавними фрезами.

Фрези оснащуються різальними непереточуванними пластинками із твердого сплаву, кераміки, надтвердих матеріалів для отримання необхідної точності і якості обробки поверхні зубчастих коліс.

Розробка нових процесів шліфування крупномодульних зубчастих коліс виконувалось на зубошліфувальних верстатах «Gleason-Pfauter».

Для цих верстатів створені та впроваджені спеціальні шліфувальні круги форми Т2 (форма кільця) діаметром від 178 мм до 564 мм та висотою до 90 мм з хромистого корунду.

Рис.2 – Шліфувальні круги з білого корунду високопористий (а) та  хромистого корунду (б) для зубошліфувальних верстатів з ЧПК «Kaap-Niles» моделі ZP12

Рис.2 – Шліфувальні круги з білого корунду високопористий (а) та хромистого корунду (б) для зубошліфувальних верстатів з ЧПК «Kaap-Niles» моделі ZP12

Крім того успішно використовуються високопористі абразивні круги з білого та хромистого корунду діаметром до 450 мм при профільному шліфуванні зубчастих коліс редукторів на верстатах з ЧПК «Kaap-Niles» моделі ZP12 (рис.2).

Абразивні круги з хромистого корунду діаметром 450 мм при профільному шліфуванні показали високу ефективність шліфування та повну відсутність браку після обробки зубчастих коліс. Дані круги впроваджені при профільному шліфуванні крупномодульних зубчастих коліс.

Рис. 3 Шліфувальний круг з монокристалічного корунду на верстаті з ЧПК «Kaap-Niles»

Рис. 3 Шліфувальний круг з монокристалічного корунду на верстаті з ЧПК «Kaap-Niles»

Проведено випробування процесу профільного шліфування крупномодульних зубчастих коліс високопористими кругами діаметром 400 з монокристалічного корунду (рис.3).

Отримані результаті випробувань високопористих кругів показали високу продуктивність процесу шліфування та точність і якість зубчастих коліс для важкого машинобудування.

Завершальним етапом роботи виготовлення зубчастих коліс редукторів є контроль якості та точності зубчастого колеса.

Важливим елементом зубчастих редукторів є осі та вали на яких базуються зубчасті колеси. Обробка валів з важкооброблюваних сталей повинна забезпечити підвищення продуктивності, точності та якості обробки.

Інноваційні технології токарної обробки валів крупногабаритних редукторів основані на використанні нового інструменту із полікристалічних надтвердих матеріалів з захисним покриттям. Дані інструменти дозволяють вирішити проблему підвищення ефективності фінішної обробки крупногабаритних валів та осей редукторів важкого машинобудування.

Рис. 4 Обробка валу інструментом із ПНТМ  з захисним покриттям

Рис. 4 Обробка валу інструментом із ПНТМ з захисним покриттям

За рахунок інтенсифікації режимів різання продуктивність збільшується в 2…5 разів без зниження якості обробки (рис.4).

Розроблені практичні рекомендації з використання технологій зубофрезерування та зубошліфування з призначенням і забезпеченням параметрів поверхневого шару загартованих крупномодульних зубчастих коліс та токарної обробки валів редукторів важкого машинобудування.

Вперше у світі розроблені інноваційні технології виготовлення зубчастих коліс з гідродинамічними кишенями для утворення рідинного режиму змащування в зоні контакту з використанням пружно-нестисливої рідини, що забезпечує зниження коефіцієнта тертя.

Використовуючи новітні технології по розробці та впровадженню інноваційних технологій з виготовлення крупногабаритних редукторів, на ПАО «Новокраматорський машинобудівний завод» виготовлюється продукція світового рівня з забезпеченням якості, точності та довговічності експлуатації виробів важкого машинобудування (рис. 5).

Рис. 5  Важкий 6-осний редуктор з зубчастими передачами виготовлений по інноваційній технології.

Рис. 5 Важкий 6-осний редуктор з зубчастими передачами виготовлений по інноваційній технології.

При цьому гарантується забезпечення точності 4В…6В ступенів зубчастих коліс, які працюють у широких діапазонах зміни швидкостей (від 0,5 до 30 м/с), потужностей (від 50 Квт до 500000 Квт), що мають діаметри до 12000 мм, ширину зубчастого вінця до 1200 мм, модуль до m = 65 мм за рахунок впровадження інноваційних технологій виготовлення крупногабаритних редукторів важкого машинобудування.

Впровадження інноваційних технологій обробки зубчастих коліс крупногабаритних редукторів для виробів важкого машинобудування. дозволило вивести з експлуатації близько 15 одиниць застарілих верстатів.

Ковальов В. Д., Васильченко Я. В. — Донбаська державна машинобудівна академія,
Антонюк В. С. – НТУУ «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»,
Волошин О. І., Статкевич О. В., Іванов С. О. – ПАТ «Новокраматорський машинобудівний завод»,
Клочко О. О. — НТУ «Харківський політехнічний інститут»,
Клименко С.А., Рябченко С. В. — Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М.Бакуля НАН України

Best-Business-logoДП “Best-Business” Украина
Ул. Автозаводская 2, корпус “Ярослав”
04074, Киев, Украина
Тел: +38 044 545 62 41
E-mail: bestb@ipnet.ua
bestb@bestb.kiev.ua