Prelucrarea carcasei rulmenților

Ca componentă de bază a echipamentelor mecanice, funcția principală a unei carcase de rulment este de a găzdui rulmentul în sine, de a poziționa cu precizie componentele rotative, de a restricționa deplasarea radială și axială a acestora și de a transmite sarcinile operaționale și vibrațiile, oferind astfel o asigurare fundamentală pentru funcționarea stabilă a sistemelor rotative. Această componentă își găsește aplicații într-o gamă largă de scenarii, inclusiv mașini generale, echipamente pentru mașini-unelte, instalații de energie eoliană și echipamente energetice de mare putere, cum ar fi turbinele cu abur. Precizia sa de prelucrare determină direct stabilitatea operațională, eficiența transmisiei și durata de viață a întregii mașini. Carcasele de rulmenți special concepute pentru turbinele cu abur, care trebuie să reziste la medii cu temperaturi ridicate și presiune ridicată și sarcini fluctuante pe termen lung, se confruntă cu cerințe mai stricte în ceea ce privește complexitatea proiectării structurale, specificațiile dimensionale și toleranța condițiilor de funcționare. Această categorie reprezintă un segment specializat, de înaltă calitate, în cadrul fabricării carcasei de rulmenți.

Selectarea materialelor pentru carcasele rulmenților necesită un echilibru multidimensional, luând în considerare adecvarea la aplicație, proprietățile mecanice și costul de fabricație. Pentru aplicații generale privind utilajele, fonta cenușie de înaltă rezistență este alegerea principală datorită excelentei sale amortizări a vibrațiilor, reducerii zgomotului și prelucrabilității. Pentru aplicații de presiune medie spre înaltă și cerințele turbinelor cu abur, fonta nodulară sau oțelul aliat sunt mai potrivite. Fonta nodulară îmbunătățește rezistența structurală la impact, în timp ce piesele turnate sau forjate din oțel aliat, după tratamente specifice, pot rezista eficient la deteriorări în condiții extreme de funcționare. Turnarea în nisip este metoda convențională pentru pregătirea semifabricatului. Pentru piesele critice ale carcaselor rulmenților turbinelor cu abur, se utilizează tehnologia de forjare integrală. Prin controlul precis al parametrilor precum temperatura de turnare și presiunea de forjare, defectele interne, cum ar fi porozitatea și incluziunile, sunt eliminate, iar alinierea fibrelor metalului este optimizată, oferind o fundație structurală stabilă pentru prelucrarea ulterioară.

Prelucrarea carcasei rulmenților urmează un sistem de proces standardizat care cuprinde șase etape secvențiale: pretratare a semifabricatului, prelucrare brută pentru modelare, semifinisare pentru rafinare, tratament termic pentru întărire, finisare pentru dimensiuni finale și inspecția produsului finit. Controlul procesului în fiecare etapă are un impact direct asupra calității produsului final. În etapa de prelucrare a semifabricatului, pe baza caracteristicilor de turnare sau forjare, se aplică un tratament de îmbătrânire sau normalizare pentru a elibera complet tensiunile interne, prevenind problemele de deformare și fisurare în timpul prelucrării și utilizării ulterioare. De asemenea, se efectuează un tratament de suprafață pentru a îndepărta crusta, bavura și reziduurile de prelucrare. Etapa de prelucrare brută utilizează echipamente CNC mari pentru a îndepărta rapid excesul de material, formând forma de bază a componentei, suprafețele de montare și locațiile preliminare ale alezajelor, lăsând în același timp o adaos de prelucrare adecvat în funcție de proprietățile materialului și cerințele de tratament termic.

Etapa de tratament termic este adaptată la materialul carcasei rulmentului și la scenariul de aplicare, servind ca etapă centrală pentru îmbunătățirea proprietăților mecanice și a stabilității dimensionale a componentei. Materialele din fontă generală sunt supuse recoacerii pentru a optimiza structura internă și a reduce tensiunea reziduală. Oțelurile aliate și carcasele pentru turbinele cu abur necesită călire și revenire. Acest proces combinat realizează un echilibru optim între rezistență și tenacitate, sporind rezistența la oboseală a componentei. Un tratament secundar de îmbătrânire este adesea necesar după tratamentul termic. Prin controlul precis al temperaturii și al timpului de impregnare, tensiunile induse în timpul tratamentului termic sunt reduse la minimum, asigurându-se că carcasa rulmentului își menține precizia dimensională în timpul funcționării pe termen lung și al fluctuațiilor de temperatură, prevenind deformarea structurală.

Finisarea se concentrează pe controlul precis al suprafețelor cheie de îmbinare, ceea ce este crucial pentru asigurarea compatibilității carcasei rulmentului cu alte componente. Echipamente specializate, cum ar fi mașinile de găurit CNC de înaltă precizie și mașinile de rectificat tip rindeluire, sunt utilizate pentru prelucrarea fină a zonelor centrale, cum ar fi alezajul rulmentului, canelurile de localizare și planurile de referință. Alezajul rulmentului, ca structură de îmbinare a miezului, necesită un control strict al toleranțelor dimensionale și geometrice. Pentru carcasele specifice turbinelor cu abur, toleranțele alezajului trebuie controlate la nivel micrometric, asigurându-se în același timp că rotunjimea și coaxialitatea îndeplinesc standardele pentru a minimiza vibrațiile excentrice în timpul rotației. Pentru structuri interne complexe, cum ar fi pasajele de ulei și canalele de răcire, echipamentele de prelucrare pe cinci axe asigură o formare precisă, garantând netezimea trecerilor și precizia pozițională pentru a satisface nevoile de lubrifiere și răcire în timpul funcționării echipamentului.

Tratamentul final și inspecția sunt etapele finale ale prelucrării carcasei rulmenților, determinând direct dacă produsul îndeplinește specificațiile pentru livrare. După prelucrare, așchiile interne și contaminanții de suprafață sunt curățați temeinic. Suprafețele de contact sunt șlefuite și lustruite pentru a îmbunătăți finisajul suprafeței și contactul. În timpul etapei de asamblare, jocurile pentru rulmenți și etanșări sunt ajustate cu precizie pentru a asigura o rotație lină, fără blocare și pentru a atinge standardele de performanță de etanșare. În cele din urmă, se efectuează verificări complete ale dimensiunilor critice, toleranțelor geometrice și calității suprafeței folosind echipamente de măsurare de precizie. Produsele pentru aplicații de înaltă performanță, cum ar fi turbinele cu abur, necesită teste nedistructive suplimentare pentru a identifica defectele ascunse interne. În prezent, prelucrarea carcasei rulmenților avansează spre digitalizare și inteligență. Valorificând echipamente inteligente de fabricație și tehnologia de simulare, aceasta își propune să echilibreze eficiența producției pentru produsele generale cu standardele riguroase pentru componentele specializate de mare putere, permițând astfel modernizări în industria de fabricație a echipamentelor.