Dévoilement des merveilles des boîtes de vitesses en fonte: Structure, Performance & Secrets d'artisanat

1. Structure de base et principe de fonctionnement des boîtes de vitesses en fonte

1.1 Conception du logement et caractéristiques fonctionnelles

Fonte boîtes de vitesses présentent une structure fermée, constitué principalement d'un boîtier supérieur, un logement inférieur, un siège de roulement, et un dispositif d'étanchéité. L'épaisseur de la paroi du boîtier est calculée avec précision, allant généralement de 15 à 30 mm, assurer une résistance structurelle suffisante sans poids excessif. Le boîtier comporte des trous de siège de roulement usinés avec précision avec des tolérances IT6-IT7, assurer un positionnement précis des arbres de transmission.

1.2 Dispositions du système de transmission à engrenages

Les boîtes de vitesses modernes en fonte utilisent principalement des configurations d'arbres parallèles et d'arbres à angle droit. La disposition à arbres parallèles est couramment utilisée dans les systèmes de traction de locomotives., employant une conception de réduction à trois étages avec une plage de rapport de vitesse de 5:1 à 10:1. La disposition des arbres à angle droit est courante dans les véhicules de métro, utiliser des engrenages coniques pour obtenir une direction assistée à 90°, économiser de l'espace d'installation. La dernière tendance en matière de conception est l'utilisation d'engrenages à chevrons ou à double hélice., ce qui peut réduire efficacement le bruit en 3-5 décibels.

1.3 Éléments clés de conception du système de lubrification

Le système de lubrification est un sous-système central de la boîte de vitesses en fonte et utilise une combinaison de lubrification par barbotage et sous pression.. La partie inférieure de la boîte de vitesses sert de réservoir d'huile, avec le niveau d'huile généralement contrôlé à 1/3 le diamètre de l'engrenage le plus bas. Les conceptions modernes intègrent également un système de circulation d'huile, utilisation d'une pompe à huile externe pour la lubrification forcée. Le débit d'huile lubrifiante est contrôlé à 5-10 L/min pour assurer une lubrification adéquate de toutes les paires de friction.

2. Analyse des avantages de performance uniques de la fonte

2.1 Relation entre la microstructure et les propriétés mécaniques

Les performances supérieures de la fonte proviennent de sa structure métallographique unique. En fonte grise, le graphite est distribué en paillettes, former des canaux naturels de soulagement des contraintes et des structures d'amortissement. Fonte ductile, traité au magnésium, produit du graphite sphérique d'un diamètre de 20-50 µm, résultant en une résistance à la traction dépassant 450 MPa et un allongement dépassant 10%. La microscopie électronique révèle que ces phases de graphite inhibent efficacement la propagation des fissures sous contrainte.

2.2 Caractéristiques de performances dynamiques et d’atténuation des vibrations

Les données de tests dynamiques montrent que la fonte a un coefficient d'amortissement 6-8 fois celui de l'acier moulé. Dans un test de vibration à 100 Hz, le temps de décroissance de l'amplitude de l'éprouvette en fonte n'était qu'un cinquième de celui de l'acier moulé. Cette caractéristique permet aux boîtes de vitesses en fonte de présenter une stabilité améliorée dans des conditions de fonctionnement transitoires telles que le démarrage et le freinage des trains.. Des tests sur le terrain ont montré que les systèmes de transmission utilisant des boîtes de vitesses en fonte peuvent réduire les forces d'impact d'engrènement des engrenages en 15%-20%.

2.3 Propriétés thermophysiques et adaptabilité opérationnelle

Le coefficient de dilatation thermique de la fonte est de 10,5×10⁻⁶/°C, inférieur aux 12×10⁻⁶/°C de l'acier moulé. Cela garantit aux réducteurs en fonte une plus grande stabilité dimensionnelle lors des variations de température.. Dans les tests de température de fonctionnement continu, la déformation de la boîte de vitesses en fonte à 120°C a été 40%-50% inférieur à celui de la boîte de vitesses en fonte d'acier, assurant efficacement la précision de l'engrènement des engrenages. Un traitement d'alliage spécial garantit également que la fonte conserve une excellente ténacité même à des températures aussi basses que -50 °C..

3. Explication détaillée des principaux processus de fabrication des boîtes de vitesses en fonte

3.1 Points clés du contrôle du processus de coulée de précision

Lors de l'utilisation du processus de moulage au sable de résine, la dureté du moule en sable doit être contrôlée entre 85-95 unités pour assurer la qualité de la surface de coulée. La température de coulée du fer fondu est contrôlée entre 1 380 et 1 420 °C., et la température de surchauffe est maintenue au-dessus de 150°C. Le dernier moulage sous vide (Méthode V) la technologie peut atteindre une rugosité de surface de coulée de Ra 12,5 μm, améliorer la précision dimensionnelle en 1-2 notes.

3.2 Optimisation des paramètres du processus de traitement thermique

Les boîtes de vitesses en fonte ductile subissent généralement un processus de traitement thermique en deux étapes: d'abord, austénitisation à 900-950°C pour 2-3 heures; alors, trempe à 370-400°C pour obtenir une structure austénitique. Ce traitement permet d'obtenir une résistance à la traction dépassant 800 MPa et une résistance aux chocs dépassant 50 J/cm². Chaque lot traité thermiquement subit un examen métallographique pour garantir un taux de nodularité du graphite supérieur à 90%.

3.3 Technologie de contrôle de précision d'usinage

L'usinage des trous de roulement suit le “unification des données” principe, en utilisant la surface de joint du boîtier comme référence et réalisé à l'aide d'une aléseuse ou d'un centre d'usinage. La rondeur des trous de roulement de clé ne doit pas dépasser 0,01 mm., et la coaxialité est contrôlée à moins de 0,02 mm. La dernière technologie de mesure en ligne compense l'usure des outils en temps réel pendant l'usinage, en gardant les erreurs d'usinage à ± 0,005 mm.

Fournisseur de pièces de moulage ferroviaire

Luoyang Fonyo Heavy Industries Co., Ltée, fondée en 1998, est un fabricant de pièces ferroviaires en fonte. Notre usine couvre une superficie de 72 600㎡, avec plus de 300 employés, 32 techniciens, y compris 5 ingénieurs supérieurs, 11 ingénieurs adjoints, et 16 techniciens. Notre capacité de production est 30,000 tonnes par an. Actuellement, nous produisons principalement du moulage, usinage, et montage pour locomotive, wagon, trains à grande vitesse, équipement minier, énergie éolienne, etc.. Nos produits ont été exportés vers la Russie, les États-Unis, Allemagne, Argentine, Japon, France, Afrique du Sud, Italie et autres pays.
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