Processamento da caixa de câmbio

As caixas de engrenagens são componentes essenciais dos sistemas de transmissão mecânica. Através do engrenamento de engrenagens internas, elas facilitam a transmissão de potência, a regulação da velocidade e a conversão de torque, tornando-as amplamente adaptáveis ​​a diversos campos, como máquinas industriais, energia eólica, transporte ferroviário e aplicações marítimas. Seu desempenho determina diretamente a eficiência da transmissão, a estabilidade e a vida útil de toda a máquina, enquanto a precisão do processo de fabricação é fundamental para garantir a funcionalidade essencial das caixas de engrenagens.

Com base na estrutura de transmissão, as caixas de engrenagens são classificadas principalmente em três tipos: caixas de engrenagens planetárias, caixas de engrenagens cilíndricas de eixos paralelos e caixas de engrenagens cônicas de ângulo reto. As caixas de engrenagens planetárias, com sua configuração de engrenagem solar-engrenagem planetária-engrenagem anular interna, alcançam um equilíbrio entre altas relações de transmissão e tamanho compacto, tornando-as adequadas para aplicações com restrições de espaço, como energia eólica e aeroespacial. As caixas de engrenagens cilíndricas de eixos paralelos oferecem alta capacidade de carga, com torques nominais que chegam a 900 kN·m, e são comumente usadas em máquinas pesadas para mineração e metalurgia. As caixas de engrenagens cônicas de ângulo reto permitem o redirecionamento de potência em 90°, oferecendo alta precisão e baixo ruído, sendo frequentemente encontradas em linhas de movimentação de materiais. Classificadas por aplicação, as caixas de engrenagens podem ser categorizadas como especializadas para energia eólica, uso industrial geral, transporte ferroviário e outros tipos, com diferenças significativas na precisão de usinagem e nos requisitos de processo entre essas aplicações.

A fabricação de caixas de engrenagens é um projeto sistemático que integra a conformação do blank, o corte de precisão, o tratamento térmico, a montagem e a inspeção. O processo gira em torno de três componentes principais: a carcaça, as engrenagens e os eixos. Durante a etapa de conformação do blank, as carcaças são geralmente produzidas por meio de processos de fundição ou forjamento, enquanto as engrenagens e os eixos são fabricados em aço-liga de alta resistência para garantir as propriedades mecânicas fundamentais. Após a conformação, a marcação e o posicionamento são necessários para indicar locais de usinagem importantes, como as superfícies bipartidas da caixa e os furos dos rolamentos, fornecendo pontos de referência para o processamento subsequente.

A usinagem da carcaça é fundamental para garantir a precisão da montagem das caixas de engrenagens. O processo começa com o desbaste das superfícies da caixa bipartida utilizando fresadoras horizontais e o desbaste dos furos dos mancais com mandriladoras e fresadoras, deixando sobremedidas de usinagem uniformes. Em seguida, centros de usinagem são empregados para o desbaste fino das superfícies da caixa bipartida, utilizando linhas de referência, como a linha central dos furos dos mancais maiores na carcaça superior e linhas paralelas à superfície da caixa bipartida, para posicionar com precisão as coordenadas XYZ. Para aumentar a precisão do subsequente mandrilamento fino, entalhes de referência devem ser fresados ​​nas paredes dos furos e nas faces das extremidades da carcaça. Após a montagem da caixa bipartida, um localizador de bordas 3D é utilizado para o posicionamento, seguido pelo mandrilamento fino dos furos dos mancais para garantir a precisão e a planicidade do sistema de furos, evitando assim desvios no engrenamento das engrenagens após a montagem.

Os componentes do eixo, responsáveis ​​pela transmissão de potência em caixas de engrenagens, também exigem precisão crítica de usinagem. A usinagem envolve principalmente torneamento, fresamento e retificação, com controle preciso sobre a exatidão dimensional do munhão e a rugosidade da superfície para garantir compatibilidade ideal com rolamentos e engrenagens. Isso evita vibrações operacionais ou perdas na transmissão de potência, estabelecendo uma base sólida para a estabilidade geral da transmissão da caixa de engrenagens.

A montagem e a inspeção são as etapas finais do processo de fabricação e são igualmente críticas para o desempenho final da caixa de engrenagens. Antes da montagem, os componentes devem ser cuidadosamente limpos para remover manchas de óleo e detritos metálicos, e revestidos com óleo anticorrosivo. Durante a montagem, as folgas de ajuste das engrenagens e rolamentos devem ser rigorosamente controladas, utilizando torque de aperto preciso e medidas antiafrouxamento para evitar o afrouxamento durante o funcionamento. A fase de inspeção combina testes não destrutivos e tecnologias de medição de precisão. Boroscópios de fibra óptica são usados ​​para detectar microfissuras e resíduos estranhos nas superfícies das engrenagens, máquinas de medição por coordenadas verificam a precisão dimensional e simulações dinâmicas analisam as características de engrenamento, garantindo que o produto atenda aos padrões de projeto.

Com os avanços na tecnologia industrial, a fabricação de caixas de engrenagens está evoluindo rumo a maior precisão, eficiência e inteligência. A aplicação de equipamentos de usinagem CNC e tecnologias de simulação permite o controle preciso dos parâmetros do processo. Projetos mais leves e a adoção de novos materiais reduzem o consumo de energia, mantendo a resistência. Processos de usinagem precisos e rigoroso controle de qualidade constituem, juntos, o principal valor das caixas de engrenagens em sistemas de transmissão em diversos setores industriais.