ボールミルギア減速機

ボールミルギアボックスとその製造・検査プロセスの詳細な紹介

I. ボールミルギアボックスの詳細な紹介

• 高い耐荷重性：シリンダー、研削媒体、材料の総重量（数十トンから数百トン）に耐えることができ、衝撃荷重（例えば、不均一な供給による一時的な過負荷）にも耐えることができます。

• 高い伝送効率: エネルギー損失を最小限に抑えるには、通常、90% 以上の効率が必要です。

• 高い信頼性: 長期間の連続運転ができるように設計されており、脆弱な部品 (ギア、ベアリングなど) の耐用年数はボールミルと同等 (通常、大規模なオーバーホールなしで 10,000 時間以上) です。

• ハウジング（鋳造または溶接、内部部品の支持）

• ギアトレイン（入力軸ギア、中間軸ギア、出力軸ギア、ほとんどがハードフェース加工された円筒ギアまたはベベルギアを含み、変速比によって決定される段階を有する）。

• シャフト（入力シャフト、中間シャフト、出力シャフト、通常は 40Cr または 42CrMo 製）。

• ベアリング（主にスフェリカルローラーベアリングまたはテーパーローラーベアリング、ラジアル荷重と軸方向荷重を支える）

• シール類（フレームワークオイルシール、Oリング等、潤滑油の漏れや粉塵の侵入を防ぐ）

• 潤滑システム (オイルサンプ潤滑または強制潤滑。大型ギアボックスにはオイルポンプとクーラーが含まれる場合があります)。

II. ボールミルギアボックスの製造工程

（A）住宅製造プロセス

(B) 歯車加工工程（ハードフェース円筒歯車、20CrMnTiを例に）

1. ブランクの準備：

• 鍛造：型鍛造（鍛造代5〜8mm）、続いて焼ならし（860〜880℃で2時間、空冷）して鍛造応力を除去し、硬度を180〜220HBWに制御します。

• 検査：内部欠陥（ひび割れ、ひび割れなし）については ユタ州、表面欠陥については MT。

2. 荒加工：

• 旋削：外径、端面、内穴のCNC旋盤加工（仕上げ代2〜3mmを残す）、データム垂直度≤0.02mm/100mmを確保。

3. 歯ブランク加工：

• ホブ切り：ギアホブ加工により歯形を加工します（研削代は 0.3 ～ 0.5 んん 残します）。累積ピッチ誤差は 0.1 んん 以下、らせん誤差は 0.05 んん/100 んん 以下です。

• 面取り：熱処理中に割れを防ぐために歯先のバリを取り除きます。

4. 熱処理：

• 浸炭焼入れ：浸炭温度920～940℃（硬化層深さ1.2～2.0mm、モジュールにより調整）、焼入れ温度850℃（油冷）、低温焼戻し温度200～220℃。表面硬度58～62HRC、芯部硬度30～45HRC。

• 矯正：許容範囲（半径方向の振れ シーッ.1mm）を超える変形に対して、衝撃を回避しながら圧力矯正します。

5. 仕上げ加工：

• 内面/外面研削: 歯面を基準(または専用マンドレル)として、真円度≤0.005mm、円筒度≤0.01mm/100mmで内穴または外円を研削します。

• ギア研削：CNCフォーム研削またはウォーム研削により、歯形精度GB/T 10095.1-2008グレード6、らせん精度グレード6、表面粗さRa≤0.8μmを実現します。

• ホーニング（オプション）：高速ギアの場合、ホーニングにより表面粗さをRa≤0.4μmまで低減し、噛み合いノイズを最小限に抑えます。

（C）シャフト加工工程（出力軸、42CrMoを例に）

1. ブランクの準備：

• 鍛造：自由鍛造または型鍛造（長さ直径比>5の場合）後、焼ならし（850〜870℃で2時間、空冷）して硬度を180〜220HBWに制御します。

• 検査：内部欠陥の場合はUT、表面欠陥の場合はMT。

2. 荒加工：

• 旋削加工：CNC旋盤による段差、端面、センター穴の加工（仕上げ代2～3mmを残す）。

3. 焼入れと焼戻し：

• 840～860℃（油冷）で焼入れ、600～620℃（空冷）で焼戻し、硬度は280～320HBW。機械的特性：引張強度900MPa以上、衝撃靭性60J/cm²以上。

4. 半仕上げ加工：

• 旋削：旋削工程（0.5〜1mmの研削代を残す）とねじ切り（0.1〜0.2mmの研削代を残す）を終了します。

• フライス加工：キー溝のCNCフライス加工（対称性≤0.05mm、深さ許容差±0.05mm）。

5. 仕上げ加工：

• 研削：ベアリングとギアの合わせ面の円筒研削（真円度≤0.003mm、円筒度≤0.005mm/100mm、表面粗さRa≤0.8μm）。

• ねじ研削（高精度ねじ用）：ねじ精度6g、表面粗さRa≤1.6μmを確保。

(D) 組立工程

1. 部品の洗浄と前処理：

• すべての部品を灯油で洗浄し（油分やゴミを除去）、ベアリングとシールを専用剤で洗浄し、乾燥させて防錆油を塗布します。

• 部品のフィットを確認します (例: ベアリングとシャフトの干渉フィット H7/k6、クリアランスフィット H7/g6)。

2. シャフトアセンブリ：

• ベアリングの圧入：ベアリングを80～100℃に加熱し、ハンマーで叩かないようにしながらジャーナルに圧入します。

• ギアシャフトの組立：干渉嵌合には、熱間嵌合（ギアを120～150℃に加熱）または冷間嵌合（シャフトを液体窒素で冷却）を使用します。組立後、同軸度チェックを実施します（ラジアル振れ≤0.02mm）。

3. 社内組立：

• シャフト部品の取り付け：入力シャフト、中間シャフト、および出力シャフトアセンブリを下部ハウジングに取り付けます。ダイヤルインジケータを使用してベアリングシートの位置を調整し、シャフトの平行度（≤0.03mm/1000mm）を確保します。

• ギアのかみ合い調整：隙間ゲージまたはリードプレスを用いてバックラッシュ（グレード6のギアの場合、0.15～0.3mm）を確認し、マーキングペーストを用いて接触パターン（歯高方向の60%以上、歯長方向の70%以上）を確認します。シムの厚さを調整することで、かみ合いを最適化します。

4. ハウジングの閉鎖と固定：

• 下部ハウジングの接合面にシーラント（例：ロックタイト 510）を塗布し、上部ハウジングを閉じます。ボルトを均一に（対角線上に2～3段階）締め付け、規定のトルク（例：M20ボルトの場合350～400N·m）で締め付けます。

• ハウジングのフィットを確認しています (0.05 んん の隙間ゲージが貫通してはいけません)。

5. アクセサリの取り付け：

• シールを取り付ける（フレームワークオイルシールリップを内側に向け、シャフトとの干渉は0.1～0.2mm）。

• 潤滑システム（オイルレベルゲージ、ブリーザー、ドレンプラグ）の取り付け。大型ギアボックスには、オイルポンプ、フィルター、クーラーが追加されます。

6. 無負荷テスト走行：

• ギアオイル（例：L-慢性腎臓病 220 極圧工業用ギアオイル）をオイルレベルゲージの中央線まで充填します。運転速度の1.2倍で2時間無負荷運転します。

• 監視：異常な騒音なし（≤85dB）、ベアリング温度上昇≤40℃（周囲温度+40℃）、漏れなし。

3. ギアボックス検査プロセス

（A）原材料検査

• 材料認証：工場証明書（化学成分、機械的特性）の検証（例：20CrMnTiではCr 1.0～1.3％、マン 0.8～1.1％が必要）

• 物理的および化学的試験化学分析（直読分光計）および機械的特性試験（引張試験機および衝撃試験機）のためのサンプリング。

• 検査: 鍛造品の場合は 100% ユタ州 (JB/T 5000.15-2007 クラス II)、重要な鋳造表面の場合は MT (亀裂や気孔なし)。

（B）工程内検査（キーノード）

1. 住宅検査：

• 鋳造ハウジング：寸法検査（CMM、重要な穴の位置公差≤0.05mm）、表面品質（砂穴や収縮なし）、圧力テスト（0.3MPaで30分、漏れなし）。

• 溶接ハウジング：溶接部に対するUT/MT（JB/T 5000.3-2007 クラスII）および溶接後の変形（平坦度≤0.05mm/100mm）。

2. ギア検査：

• 熱処理後：表面硬度（58〜62HRC、ロックウェル試験機）、ケース深さ（1.2〜2.0mm、組織学的方法）、コア硬度（30〜45HRC）。

• 後仕上げ：歯形精度（歯車測定センター、グレード6）、らせん精度（グレード6）、累積ピッチ誤差（≤0.05mm）、表面粗さ（ラ≤0.8μm、プロフィルメーター）。

3. シャフト検査：

• 熱処理後：硬度（280～320HBW、ブリネル試験機）および焼入れ焼戻し層の均一性。

• 後仕上げ：ジャーナルの真円度（≤0.003mm、真円度計）、円筒度（≤0.005mm/100mm）、およびキー溝の対称性（≤0.03mm、ダイヤルインジケータ + Vブロック）。

（C）最終製品検査

1. 外観と寸法：

• 塗装の品質（にじみや剥がれがないこと、厚さ 60～80μm、コーティング厚さゲージ）および明確なマーキング（モデル、比率、重量）;

• 取り付け寸法（入力/出力軸中心高さ、フランジスピゴット径、CMMテスト済み、許容差±0.1mm）。

2. パフォーマンステスト：

• 効率: トルクセンサーで計算 (≥90%)。

• 振動：振動速度≤1.1mm/s（イギリス/T 6404.2-2005、振動計）

• 無負荷試験：2時間稼働し、ベアリング温度（≤80℃、赤外線温度計）、騒音（≤85dB、騒音計）、および漏れを監視します。

• 負荷テスト: 定格電力の 25%、50%、75%、100% でステップ負荷をかけ (ステップごとに 1 時間)、100% 負荷で 4 時間実行します。

• 過負荷テスト: 1分間定格負荷の125%をかけて、ギアとベアリングの塑性変形をチェックします。

3. 梱包前最終検査：

• 油残留物の洗浄、防錆油の充填、付属品（マニュアル、証明書、スペアパーツリスト）の確認、耐候性/耐衝撃性の梱包の確保。