유성 기어박스는 어떻게 재료 선택과 열처리를 통해 높은 토크 출력 성능을 보장할 수 있습니까?

(1) 소재선택 : 고강도 및 신뢰성의 기반 마련
재료는 기어의 지지력에 영향을 미치는 핵심 요소입니다. 우리는 일반적으로 기어 및 구조 부품에 대해 다음 재료를 선택합니다.
기어 부분:
합금 구조용 강철(예: 20CrMnTi, 18CrNiMo7-6):
이러한 소재는 경화성이 있어 기어 표면에 높은 경도를 형성하는 동시에 코어에 우수한 인성을 유지하여 고하중 조건에 적합합니다.
중탄소강(예: 42CrMo):
이 소재는 더 높은 인성과 내충격성을 요구하는 기어에 자주 사용되며 보다 까다로운 작업 환경에 적합합니다.

베어링 및 샤프트:
고강도 합금강(예: GCr15 또는 40Cr)은 일반적으로 고하중 및 연속 회전에서 안정성과 수명을 보장하는 데 사용됩니다.

케이싱 재료:
고강도 주철(예: HT250) 또는 저합금 강판 용접을 사용하여 강성과 내피로성을 향상시키고 높은 토크 출력으로 인한 케이싱 변형을 방지합니다.

(2) 열처리 : 기어의 내하력 강화를 위한 핵심 공정
열처리 공정은 재료의 성능을 결정하며 이는 기어와 같은 고하중 작동 부품에 특히 중요합니다.
침탄 및 담금질: 표면 경도 및 내마모성 향상
기어의 표면을 침탄 및 담금질 처리하여 경도 HRC58-62까지의 경화층을 형성하여 내마모성과 내피로성이 매우 강합니다.
경화층의 깊이는 일반적으로 0.8-2mm 사이이며, 이는 표면 마모에 저항하고 고하중에서 충격을 견딜 수 있도록 기어 계수 및 하중 요구 사항에 따라 조정됩니다.

질화처리 : 내피로성 향상
내식성 또는 더 높은 피로 수명이 요구되는 일부 기어의 경우 질화 처리 기술이 사용되며 경도는 HV700-1000에 도달하면서 열처리 변형을 줄이고 기어 정확도를 보장합니다.

템퍼링 처리: 인성 및 안정성 향상
기어의 코어를 템퍼링 처리하여 소재의 내부 응력을 줄이고 인성을 향상시켜 높은 토크에서 과도한 취성으로 인해 기어가 갈라지는 것을 방지합니다.

(3) 기술적 최적화: 재료 성능을 더욱 향상시킵니다.

기본 재료 선택 및 열처리 공정 외에도 다음 방법을 통해 더욱 최적화합니다.
재료 구성 관리
미량 합금 원소(예: 몰리브덴 및 바나듐)를 추가하여 기어의 템퍼링 방지 안정성과 내마모성을 향상시키는 동시에 담금질 왜곡의 위험을 줄입니다.

표면처리 공정
열처리가 완료된 후 표면에 쇼트 피닝을 하여 표면 압축 응력을 도입하여 내피로성을 강화합니다. 이는 특히 장기간 고하중 작업이 필요한 시나리오에 적합합니다.

박스 강성 최적화
상자에 대해 유한 요소 분석(FEA)을 수행하고 기어 맞물림 정확도에 영향을 미치는 상자 변형을 방지하기 위해 높은 토크가 적용될 때 합리적인 보강 리브 레이아웃을 설계합니다.

(4) 재료와 공정의 일치: 성능과 비용 간의 균형 달성
고성능 유성 기어박스를 제조할 때는 성능과 비용 간의 균형을 유지하는 것이 필요합니다.
매우 높은 하중이 요구되는 중장비의 경우 고성능 합금강 및 다단계 열처리 공정을 우선적으로 적용하겠습니다.
일반 산업용 장비의 경우 당사는 보다 비용 효율적인 중탄소강 소재와 표준화된 프로세스를 사용하여 비용을 제어하면서 성능 요구 사항을 충족하도록 합니다.

(5) 실제 적용 사례: 고토크 기어박스의 우수한 성능
풍력 산업: 풍력 기어박스는 침탄 및 담금질 처리된 18CrNiMo7-6 기어를 채택하여 경도가 높고 내마모성이 강하며 수백 톤의 토크를 안정적으로 전달할 수 있습니다.
광산 장비: 굴삭기의 유성 기어박스는 깊은 침탄 처리가 된 42CrMo 단조 기어를 사용하며 충격 하중과 높은 토크 조건을 오랫동안 견딜 수 있으며 여전히 안정적으로 작동합니다.

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