O rolamento giratório, também conhecido como rolamento de mesa giratória e rolamento rotativo, é um tipo de rolamento grande que pode suportar cargas combinadas e também pode suportar cargas axiais, cargas radiais e momentos de tombamento relativamente grandes. No entanto, o próprio rolamento giratório tem um volume relativamente grande, enquanto a área da seção transversal de suas peças é relativamente pequena. Além disso, para atender aos requisitos do trabalho real, é necessária usinagem de precisão. No processamento de rolamentos de giro, as etapas de usinagem são relativamente longas, é provável que ocorra deformação e a dificuldade de usinagem é relativamente grande. Este artigo adota medidas de processo correspondentes para cada anel de suporte e anel externo do rolamento de giro e analisa o processo tecnológico, com o objetivo de fornecer uma forte referência para melhorar a qualidade real dos rolamentos de giro na produção e usinagem práticas.

Palavras-chave: rolamento de giro; processo de usinagem; têmpera; deformação

Com base na característica de que os rolamentos giratórios podem suportar cargas combinadas, eles têm sido amplamente aplicados na indústria de elevação e transporte da China. Os rolamentos giratórios são totalmente utilizados em algumas máquinas portuárias, produção e transporte de navios, bem como em outros dispositivos que requerem movimento giratório em grande escala. A capacidade real de carga de um rolamento de giro determina diretamente sua qualidade real em uso, e os principais fatores que afetam os rolamentos de giro estão na profundidade e uniformidade da camada endurecida da pista, no raio de curvatura da pista e no ângulo de contato da pista. Este artigo estuda os vários processos de produção de rolamentos de giro, estabelecendo uma base para otimizar o processo de usinagem de rolamentos de giro existente.

1. Dificuldade de usinagem de rolamentos giratórios

A usinagem razoável de rolamentos de giro requer um grande investimento de mão de obra e recursos materiais. Em primeiro lugar, a baixa eficiência de usinagem dos rolamentos giratórios é o principal problema no processo de usinagem atual. Para atender aos requisitos de formato da pista, perfis, modelos e ferramentas de conformação precisam ser usados ​​em coordenação durante o processo de usinagem. Além disso, o processo de usinagem de rolamentos de giro impõe requisitos relativamente altos aos trabalhadores da usinagem. Os trabalhadores precisam possuir experiência profissional. Longo tempo de trabalho, alta intensidade de trabalho e certos riscos operacionais são características da usinagem de rolamentos de giro. Finalmente, a precisão da usinagem também é um dos fatores importantes a serem resolvidos na usinagem de rolamentos de giro. Com métodos de usinagem manual, a superfície da pista apresenta um padrão serrilhado irregular, que não pode garantir a taxa de curvatura da pista, tornando a camada de dureza e a distribuição da dureza superficial após a têmpera irregular e incapaz de atender aos requisitos técnicos reais.

2. Processo de usinagem de rolamentos de giro

2.1 Seleção Real em Forjamento em Branco

Na usinagem de rolamentos de giro, o anel de suporte, o anel externo e o anel de fixação devem ser usinados separadamente. Entre eles, o anel de suporte e o anel de fixação pertencem a peças anulares de paredes finas. Se o forjamento de peça única for adotado, isso causará um grande acúmulo de tolerância em branco. Para evitar deformações térmicas durante a usinagem de tais peças anulares de paredes finas, é necessário garantir um aumento na tolerância para têmpera e revenido. Na usinagem do anel de fixação e do anel de suporte, como suas dimensões circulares interna e externa são relativamente próximas, através de uma análise razoável dos dois, grandes peças forjadas podem ser forjadas para reduzir a dificuldade de usinagem. No trabalho de usinagem real, o anel de fixação e o anel de suporte podem ser forjados como uma peça integral, de modo que o forjamento em branco no rolamento giratório consiste em duas peças, ou seja, o anel externo e o forjamento combinado composto pelo anel de fixação e o anel de suporte.

2.2 Usinagem Desbaste da Peça Bruta

A usinagem de desbaste da peça bruta é uma medida importante para moldar a peça bruta e também é um procedimento importante antes da têmpera e do revenido. Uma etapa importante na usinagem de desbaste é separar o anel de fixação e o anel de suporte, garantindo que o trabalho dos dois não entre em conflito. No entanto, ao separar o anel de fixação e o anel de suporte, deve-se levar em consideração a folga entre eles para garantir uma folga suficiente. Durante o processo de tratamento térmico, a peça bruta tende a se expandir quando aquecida. Se o anel de fixação e o anel de suporte não forem separados, então, no processo de semiacabamento posterior, a dureza após têmpera e revenido será muito alta, e o processo de torneamento e corte correspondente do anel grande será relativamente difícil, tornando provável a ocorrência de erros ou processamento inadequado. Observando todo o processo tecnológico de fabricação de rolamentos de giro, eles podem primeiro permanecer não separados e serem separados somente após a têmpera e o revenido serem concluídos. Isso ocorre porque a quantidade de deformação é relativamente pequena durante o processo de têmpera e revenido, e separá-las após a têmpera e revenido é benéfico para um melhor tratamento térmico, reduzindo o grau de deformação térmica das peças durante o tratamento térmico, garantindo assim a qualidade real do procedimento de tratamento térmico.

A partir da análise acima, pode-se concluir que o anel de fixação e o anel de suporte não podem ser separados antes do tratamento térmico, garantindo assim que a margem de usinagem no processo de usinagem de desbaste seja relativamente pequena e a qualidade seja garantida.

2.3 Tratamento de têmpera

Na usinagem de rolamentos de giro, a espessura da camada endurecida do anel de fixação e do anel de suporte deve ser controlada entre 3–5 mm e, após a têmpera da superfície, a dureza deve atingir HRC 55–60. Como o próprio rolamento giratório tem diâmetros de peças relativamente grandes e dimensões de seção transversal relativamente pequenas, a têmpera superficial é realizada após a usinagem de acabamento no tamanho necessário. Se for constatado que a deformação da própria peça é relativamente grande, ela só poderá ser descartada. Este método de têmpera superficial final representa uma ameaça relativamente grande de deformação para a própria peça e resulta em perda relativamente grande da peça. Se a têmpera for realizada primeiro, é necessário deixar uma margem adicional de 3–5 mm na camada endurecida original para garantir que a peça possa ser razoavelmente usinada posteriormente. Para os casos em que a tolerância é menor que a quantidade de deformação, a peça será inevitavelmente incapaz de atender aos requisitos relevantes do processo posterior e deverá ser descartada. Quando a tolerância é maior que a quantidade de deformação, embora a peça possa ser usinada, a dificuldade de usinagem é relativamente grande e o tempo consumido é relativamente longo. A prática tem mostrado que no semiacabamento da peça, a tolerância na superfície temperada (superfície da pista) deve ser controlada em 2 mm e a espessura da camada endurecida deve ser mantida em 5–7 mm. Durante o processo de têmpera, um suporte multiponto pode ser usado para garantir que a quantidade de deformação possa ser controlada dentro de 1,5 mm, deixando uma margem de 2 mm. Após têmpera e revenido, a dureza da peça deve primeiro ser inspecionada. Depois de garantir que a dureza da peça atenda aos requisitos padrão relevantes, o anel de suporte, o anel de fixação e o anel externo devem ser inspecionados separadamente para garantir que a quantidade de deformação do anel de suporte, do anel de fixação e do anel externo seja menor ou igual a 1 mm, com um mínimo controlado em 0,70 mm, e não deve exceder a tolerância. Durante a reusinagem, mais suportes também devem ser utilizados, a tolerância na superfície temperada deve ser controlada em 1,5 mm, e quanto mais pontos de apoio houver, a tolerância pode ser ainda mais reduzida (pode ser reduzida para cerca de 1 mm).

2.4 Acabamento de Usinagem de Rolamentos de Giro

Durante o processo de torneamento, como a dureza do rolamento giratório está entre HRC 59–60, ferramentas especiais (ferramentas de liga especial) devem ser usadas primeiro para o torneamento inicial. O método de torneamento deve adotar baixa velocidade e corte de avanço pequeno. Para garantir a usinagem fina da peça, deve-se prestar atenção também à proteção razoável da ferramenta, de modo a evitar danos à ferramenta e grandes erros de usinagem causados ​​por velocidades de torneamento excessivamente altas. Quando o torneamento atinge uma tolerância de 0,02 mm, um rebolo em forma de tigela é usado para retificar a peça. Após a retificação no tamanho necessário, uma cinta abrasiva de polimento é usada para polir, garantindo que após o tamanho atingir o requisito, a precisão da rugosidade também possa atender aos requisitos relevantes planejados no desenho, estabelecendo assim uma base sólida para a fabricação de rolamentos giratórios de alta qualidade.

3. Assuntos que requerem atenção no processo de usinagem de rolamentos de giro

Em primeiro lugar, para garantir a real qualidade dos rolamentos de giro, é necessário garantir a qualidade dos materiais utilizados. A qualidade do aço 50Mn pode ser melhorada e aprimorada. O conteúdo de componentes químicos no material deve ser bem controlado e a mistura de materiais não metálicos deve ser reduzida, melhorando assim a qualidade dos rolamentos de giro.

Em segundo lugar, a tolerância excessiva à usinagem da peça bruta também levará a uma maior tensão de corte, resultando em maior deformação por têmpera. Para melhorar a precisão dos rolamentos giratórios e a precisão da usinagem das peças, o recozimento para alívio de tensões deve ser realizado após a usinagem em desbaste.

Terceiro, o projeto do rolamento giratório deve ser melhorado com a adoção do projeto avançado da pista de arco de esfera de aço. Apoiada pela tecnologia de processo desta pista de arco de esfera de aço, a peça pode ser polida diretamente após a têmpera estar quase concluída e pode atender aos requisitos de projeto relevantes sem retificação. Isso pode prevenir efetivamente rachaduras na pista.

Quarto, a profundidade da camada endurecida deve ser aumentada. Aumentar a profundidade da camada endurecida pode efetivamente garantir a resistência ao desgaste da superfície da pista do rolamento giratório e também tem uma influência correspondente na resistência da pista do rolamento giratório. No trabalho de usinagem real, a profundidade da camada endurecida pode ser aumentada (até 3–4 mm) aumentando a potência de aquecimento da unidade de têmpera de média frequência e reduzindo a velocidade de aquecimento, melhorando assim a resistência real da pista.

Quinto, a estabilidade dimensional do rolamento giratório deve ser melhorada. Para algumas peças retificadas, o revenido em baixa temperatura deve ser realizado para evitar desvios dimensionais ou rachaduras no próprio rolamento de giro causadas por tensões de retificação. A extinção de chama na superfície da pista tem menor custo, menor demanda de energia e profundidade garantida da camada endurecida. Devido às suas próprias vantagens em vários aspectos, este processo avançado de extinção de chama pode ser promovido e aplicado no processo de usinagem de rolamentos giratórios. Quando a extinção de chama é usada, nenhuma rachadura é encontrada na pista; portanto, esta tecnologia pode ser colocada em prática.

4. Conclusão

Em resumo, para a análise do processo de usinagem do rolamento giratório, primeiro é necessário analisar os possíveis problemas encontrados durante o processo de usinagem do rolamento giratório, bem como os perigos ocultos existentes no processo de usinagem, e depois analisar o processo de usinagem real. No processo de análise do processo de usinagem, mais atenção deve ser dada aos assuntos que requerem atenção no processo de usinagem, de forma a estudar os possíveis problemas que podem ocorrer nos diferentes processos de usinagem. De acordo com as causas dos problemas, devem ser propostas medidas relevantes para otimizar o processo de usinagem de rolamentos de giro, a fundação tradicional deve ser continuamente melhorada e otimizada e a tecnologia moderna deve ser integrada ao processo de usinagem de rolamentos de giro, de modo a garantir a qualidade real da usinagem de rolamentos de giro.