Artikel ini merinci pinion ball mill, komponen transmisi inti yang menyatu dengan roda gigi bull untuk menggerakkan silinder, yang membutuhkan kekuatan, presisi, ketangguhan, dan ketahanan aus yang tinggi, dengan 20CrMnTi sebagai material umum. Artikel ini menguraikan proses manufaktur pinion 20CrMnTi, termasuk penempaan kosong, pemrosesan kasar/semi-finishing (pembubutan, hobbing), perlakuan panas karburasi, pemesinan presisi (penggerindaan gigi, penggerindaan datum), dan perakitan. Selain itu, artikel ini juga menetapkan prosedur inspeksi komprehensif yang mencakup bahan baku (komposisi, kualitas tempa), perlakuan panas (kekerasan, lapisan karburasi), akurasi gigi (deviasi pitch, runout), dan pengujian akhir (kualitas permukaan, kinerja penyambungan, keseimbangan dinamis). Hal ini memastikan pinion memenuhi persyaratan efisiensi transmisi (≥95%) dan masa pakai (2-3 tahun), yang mendukung operasi ball mill yang stabil.
Pengenalan Rinci, Proses Pembuatan, dan Proses Pemeriksaan Pinion Ball Mill
I. Fungsi dan Fitur Struktur Pinion Ball Mill
Pinion ball mill merupakan komponen inti dari sistem transmisi. Pinion ini terhubung dengan roda gigi bull (terpasang pada silinder) untuk mentransmisikan daya dari motor ke silinder melalui peredam, yang menggerakkan silinder untuk berputar (biasanya pada 15-30 putaran/menit). Sebagai roda gigi berkecepatan tinggi (berputar lebih cepat daripada roda gigi bull), pinion ini secara langsung menanggung tumbukan dan torsi yang saling terkait, sehingga membutuhkan sifat-sifat berikut:
Kekuatan tinggi:Mampu menahan torsi mulai dari puluhan ribu hingga ratusan ribu N·m, dengan kekerasan permukaan gigi yang tinggi (≥55HRC) untuk menahan keausan;
Presisi tinggi:Kesalahan profil gigi minimal (≤Grade 6 per GB/T 10095) untuk memastikan kesesuaian yang halus dengan roda gigi, mengurangi getaran dan kebisingan;
Ketangguhan yang baik: Inti gigi harus memiliki ketangguhan sedang (kekerasan 25-35HRC) untuk menghindari fraktur akibat benturan;
Ketahanan aus:Permukaan gigi memerlukan perlakuan pengerasan (misalnya, karburisasi, pendinginan) untuk memperpanjang masa pakai (biasanya ≥10.000 jam).
Secara struktural, sebagian besar merupakan roda gigi silinder lurus atau heliksGigi lurus umum digunakan pada ball mill kecil dan menengah (lebih mudah dikerjakan), sementara gigi heliks lebih disukai pada ball mill besar (jalinan lebih halus dan kapasitas beban lebih tinggi). Modul biasanya berkisar antara 8-30 mm, dengan 15-30 gigi.
II. Proses Pembuatan Pinion Ball Mill (Mengambil Contoh Roda Gigi Karburasi 20CrMnTi)
20CrMnTi merupakan material umum untuk pinion karena kinerja karburasinya yang sangat baik (kedalaman casing 1,5-3 mm). Proses pembuatannya adalah sebagai berikut:
1. Penempaan Kosong
Bahan mentah: Baja bulat φ100-300mm 20CrMnTi dipilih, dengan analisis spektral memverifikasi komposisinya (C 0,17-0,23%, Cr 1,0-1,3%, Mn 0,8-1,1%);
PenempaanPanaskan hingga 1100-1150℃, lalu tempa mati menjadi blanko roda gigi (dengan kelonggaran pemesinan 5-8 mm). Setelah penempaan, lakukan normalisasi (920℃×2 jam, berpendingin udara) untuk menghaluskan butiran dan mengurangi kekerasan menjadi 180-220HBW.
2. Pemesinan Kasar dan Semi-Finishing
Belokan kasar:Mesin bubut CNC mengerjakan lingkaran luar, permukaan ujung, dan lubang dalam (lubang poros atau lubang hub), dengan menyisakan kelonggaran 3-5 mm;
Hobbing roda gigi:Profil gigi yang dipotong kasar (modul 8-30mm) menggunakan mesin hobbing roda gigi, dengan kelonggaran 0,5-1mm untuk karburisasi dan penggilingan;
Pengeboran dan penggilingan: Buat alur pasak dan lubang baut (untuk roda gigi terpisah) dengan toleransi posisi ±0,1 mm.
3. Karburisasi dan Perlakuan Panas
Karburisasi:Karburisasi dalam tungku karburisasi tipe lubang pada suhu 920-940℃ selama 8-16 jam (disesuaikan dengan kedalaman casing), dengan kandungan karbon permukaan 0,8-1,2%;
Pendinginan + tempering suhu rendah: Setelah karburisasi, dinginkan hingga 850℃ dan dinginkan dengan oli (kekerasan permukaan gigi 58-62HRC), lalu temper pada suhu 180-200℃ selama 2 jam untuk menghilangkan tegangan dan menstabilkan dimensi.
4. Pemesinan Akhir
Penggilingan permukaan gigi:Profil gigi gerinda presisi menggunakan mesin penggiling roda cacing, memastikan kesalahan pitch kumulatif ≤0,05mm/100mm, kekasaran permukaan gigi Ra≤0,8μm;
Penggilingan tanggal: Giling lubang bagian dalam (toleransi IT6) dan jurnal (kesesuaian interferensi dengan bantalan, interferensi 0,01-0,03 mm), dengan tegak lurus permukaan ujung ≤0,01 mm/100 mm;
Mengasah: Mengasah roda gigi presisi tinggi (Ra≤0,4μm) untuk mengurangi kebisingan penggabungan (≤85dB).
5. Perawatan Permukaan dan Perakitan
Permukaan non-gigi di-sandblast untuk menghilangkan karat, lalu dilapisi dengan cat anti karat (ketebalan ≥60μm);
Sesuaikan dengan poros atau hub (interference fit), dan periksa runout radial setelah pendinginan (≤0,03mm).
III. Proses Pemeriksaan Pinion Ball Mill
Inspeksi sesuai dengan GB/T 10095 Akurasi Roda Gigi Silinder Involut dan JB/T 6396 Tempa Roda Gigi Besar dan Cincin Roda Gigi, dengan langkah-langkah utama sebagai berikut:
1. Inspeksi Bahan Baku dan Penempaan
Analisis spektral memverifikasi komposisi 20CrMnTi (kandungan Cr dan Mn yang memenuhi syarat);
Tempa menjalani inspeksi UT (kualifikasi Kelas I), tanpa retakan atau penyusutan internal; uji tarik mengonfirmasi kekuatan tarik ≥1080MPa.
2. Inspeksi Perlakuan Panas
Kekerasan permukaan gigi: Diukur dengan alat uji kekerasan Rockwell (58-62HRC); kekerasan inti (3mm di bawah permukaan) 25-35HRC;
Pemeriksaan lapisan karburasi: Analisis metalografi mengukur kedalaman kasus efektif (1,5-3mm), dengan kadar martensit pada lapisan yang dikeraskan ≤3.
3. Pemeriksaan Akurasi Profil Gigi
Uji pusat pengukuran roda gigi: Deviasi pitch ≤±0,015mm, kesalahan arah gigi ≤0,01mm/100mm, deviasi profil total ≤0,02mm;
Runout radial: Diukur dengan penguji runout roda gigi (≤0,03 mm untuk cincin roda gigi).
4. Inspeksi Akhir Produk Jadi
Kualitas permukaan: inspeksi PT pada permukaan gigi (tidak ada retakan atau lubang); fillet akar gigi R≥1,5mm (untuk menghindari konsentrasi tegangan);
Uji penyambungan: Sambungkan dengan sampel roda gigi banteng dan jalankan tanpa gangguan selama 1 jam, tanpa bunyi abnormal dan titik kontak (≥60% sepanjang tinggi gigi, ≥70% sepanjang panjang gigi);
Keseimbangan dinamis: Untuk kecepatan putaran ≥300r/menit, ketidakseimbangan ≤20g·mm/kg.
Dengan mengontrol secara ketat keakuratan profil gigi, kualitas karburasi, dan toleransi perakitan, pinion dapat memastikan efisiensi transmisi ball mill ≥95% dan masa pakai 2-3 tahun (tergantung pada kondisi kerja)
