Обзор технологий: большой

Синергия между шлифовальным станком, процессом шлифования и шлифовальным кругом создает продуктивную среду, позволяющую производить высококачественные шестерни. Изображения: Кребс и Ридель

Серийное производство крупных зубчатых колес требует высокого уровня качества и непрерывности производства, при этом особое внимание уделяется созданию синергии между шлифовальным станком, процессом шлифования и шлифовальным кругом.

Компания Krebs & Riedel провела несколько испытаний своих новых шлифовальных кругов Blue Moon TZ на производственных объектах своих клиентов на различных шлифовальных станках Klingelnberg Höfler RAPID. Компания хорошо известна своими шлифовальными станками и кругами, а также в автомобильном секторе и секторе электромобилей, но в настоящее время этот семейный производитель расширяет свою деятельность и в других отраслях, где также требуются большие шестерни.

В последние годы энергия ветра стала важным фактором сокращения выбросов CO2. Ветровые турбины становятся больше и мощнее, но производственные затраты необходимо снижать. Это требует производственных методов, которые позволят производить шестерни экономически эффективно и с высоким качеством, даже со сложными модификациями боковой поверхности.

Размеры шестерен в ветроэнергетике обычно варьируются от 800 до 4000 мм. Некоторые шестерни могут даже достигать диаметра 8000 мм и весить до 100 тонн. Самый распространенный размер (внешних шестерен) составляет 1200 мм в диаметре и варьируется от модуля 12 до модуля 52. Модуль — это термин, используемый для определения размера зуба шестерни. Шестерни будут зацепляться только в том случае, если их зубья имеют один и тот же модуль.

Как уже упоминалось, синергия между машиной, процессом и колесом очень важна.

Чтобы добиться такого эффекта, компания Krebs & Riedel разработала круг Blue Moon TZ с абразивным зерном точной формы.

Только идеально отшлифованная геометрия шестерни обеспечит оптимальную передачу мощности, высокую эффективность и плавность хода ветряной турбины. Кроме того, следует избегать ожогов при шлифовке, поскольку силы в редукторе очень велики и сломать зуб очень дорого.

Высокоточные зубчатые передачи имеют более длительный срок службы, что помогает снизить затраты на техническое обслуживание и производство.

В ходе испытаний новый шлифовальный круг показал хорошую производительность резания и высокую скорость съема материала.

«В некоторых испытаниях скорость съема материала [Q'w или Q Prime] превышала 30 мм³/мм», - сказал Сигурд Де Риддер, старший инженер по применению компании Krebs & Riedel. «Абразивные зерна прецизионной формы сегодня являются новейшим достижением. Blue Moon TZ по своим характеристикам сравним с другими абразивными материалами прецизионной формы, представленными на рынке. Он самозатачивающийся, с очень острыми краями, микрокристаллический, имеет удлиненную трапециевидную форму».

В тестировании использовались колеса Blue Moon TZ.

Однородная пористая структура круга также улучшает всю систему охлаждения во время процесса шлифования. Благодаря открытой конструкции весь шлифовальный круг сразу же заполняется охлаждающей жидкостью. Даже при использовании высокой скорости съема материала стружка удаляется от контактной поверхности. Это снижает подвод тепла, что приводит к тепловому повреждению шестерни.

Круги хорошо работают при шлифовании планетарных и цилиндрических шестерен, а также наружных и внутренних колец IR.

В среднем все испытания на станках Klingelnberg Höfler RAPID 2500 показали более холодное шлифование, более длительный срок службы инструмента и сокращение времени шлифования до 20 процентов по сравнению с кругами без абразивного зерна прецизионной формы. Более длительный срок службы инструмента и более высокая производительность шлифования помогают снизить затраты, одновременно обеспечивая такое же или даже лучшее качество зубчатых колес.

Испытания на правку, проведенные компанией De Ridder на этих установках, показали, что время между правками увеличивается в среднем на 20 процентов, а требуемая подача на 30 процентов меньше, что также приводит к увеличению срока службы инструмента шлифовального круга. Он также потреблял меньше энергии.

Профильно-шлифовальные станки серии RAPID для заготовок больших размеров рассчитаны на диаметры деталей до 8000 мм.

В зависимости от индивидуальных требований они оснащаются расширенным диапазоном хода (вариант L). В дополнение к стандартной конфигурации станок также доступен с небольшой шлифовальной головкой для установки шлифовальных кругов небольшого диаметра от 300 до 20 мм (вариант K).