Getriebe (Drehzahlsteigerer & -untersetzer) werden aufgrund ihrer hohen Übertragungseffizienz in Industrieanlagen weit verbreitet eingesetzt, doch ihre Montage erfordert eine strenge technische Kontrolle. Eine unsachgemäße Montage führt zu abnormalen Geräuschen, Stößen, Blockaden und vorzeitigem Zahnradausfall. Dieses Dokument stellt systematisch die Vorbereitung vor der Montage, die Messung des Achsabstands, die Inspektion der Wellenparallelität, die Prüfung des Spiels/Kopfspiels und die Überprüfung des Eingriffsmusters für eine hochwertige Zahnradpassung vor.
1. Vorbereitung vor der Montage
Alle Zahnräder und Wellen müssen vor der Montage gereinigt, visuell inspiziert, zerstörungsfrei geprüft und die Abmessungen erneut überprüft werden.
1.1 Vollständige Reinigung
Entfernen Sie Fett, Metallspäne, Grate, Rost und Fremdkontaminationen von den Zahnflanken, Wellenabsätzen, Passflächen und Keilnuten. Stellen Sie sicher, dass alle Kontaktflächen sauber, trocken und frei von Ablagerungen sind.
1.2 Sichtprüfung
Untersuchen Sie Zahnflanken, Zahnfußbereiche, Naben und Stirnflächen, um Defekte wie Risse, abgebrochene Zähne, Abplatzungen, tiefe Kratzer, Verformungen und Stoßschäden auszuschließen.
1.3 Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP)
Führen Sie gemäß den Prozessanforderungen eine Magnetpulverprüfung oder Eindringprüfung an kritischen lasttragenden Bereichen (Zahnfußbereiche, Zahnflanken und Naben) durch. Keine gefährlichen Risse oder versteckten Fehler sind zulässig; die ZfP-Freigabe ist vor der Montage zwingend erforderlich.
1.4 Erneute Maßüberprüfung
Gegenprüfen Sie Bohrungsgrößen, Keilnutabmessungen, Passungstoleranzen und geometrische Toleranzen, um die Konstruktionszeichnungen und technischen Spezifikationen vollständig einzuhalten.
2. Messung des Achsabstands von Zahnradwellen
Der Achsabstand bestimmt direkt das Zahnflankenspiel, das die Betriebsgeräusche, Stoß- und Blockierungsrisiken beeinflusst. Diese Messung wird im Getriebegehäuse bei demontierter Deckel durchgeführt.
2.1 Theoretischer Achsabstand von Standard-Stirnrädern
(a=frac{d_1+d_2}{2}=frac{m(z_1+z_2)}{2})
a: Theoretischer Achsabstand
m: Modul
(z_1,z_2): Zähnezahl von Ritzel und Rad
(d_1,d_2): Teilkreisdurchmesser
2.2 Schrittweise Messverfahren
Wellenabsätze und Seitenflächen gründlich abwischen, um Öl, Grate und Metallspäne zu entfernen.
Messen Sie die Wellendurchmesser (D_1) und (D_2) mit einem Messmikrometer; nehmen Sie Messwerte an 4 Positionen (oben, unten, links, rechts) auf demselben Querschnitt und berechnen Sie den Durchschnittswert.
Drehen Sie beide Wellen, um die Position mit dem kleinsten Spalt zu finden, und fixieren Sie die Wellen.
Führen Sie schrittweise Messdorne von kleinen Größen ein, bis der Messdorn leicht zwischen den beiden Wellen passt, ohne Spiel oder Anpressung; notieren Sie diesen inneren Spaltwert M.
Wiederholen Sie die Messung dreimal (positionieren Sie die Wellen neu und setzen Sie die Messdorne jedes Mal neu ein) und mitteln Sie dann die drei M-Messwerte als endgültigen inneren Spalt.
Berechnen Sie den tatsächlichen Achsabstand:
(a = M + frac{D_1+D_2}{2})
3. Berechnung des Parallelitätsfehlers von Zahnradwellen
Die Parallelität wird basierend auf den vorderen und hinteren Achsabstandsmessungen der beiden Zahnradwellen berechnet.
(L_{front}): Gemessener Abstand an der vorderen Lagerposition
(L_{rear}): Gemessener Abstand an der hinteren Lagerposition
(Delta L = |L_{front}-L_{rear}|): Abstandsabweichung zwischen Vorder- und Rückseite
L: Effektive Auflagefläche (Abstand zwischen den Mittelpunkten der vorderen und hinteren Lager)
Formel für den Parallelitätsfehler (Schräglauf):
(f=frac{Delta L}{L})
Die Parallelität muss die Zeichnungstoleranzgrenzen einhalten, bevor mit der Inspektion des Eingriffspiels fortgefahren wird.
4. Messung des Zahnflankenspiels (Backlash & Kopfspiel)
Die Spielprüfung wird erst durchgeführt, nachdem Achsabstand und Parallelität die Inspektion bestanden haben. Die Bleidraht-Pressmethode ist die Standard-Messmethode vor Ort.
Arbeitsschritte
Reinigen Sie alle im Eingriff befindlichen Zahnflanken, um Öl und Metallspäne zu entfernen.
Schneiden Sie 3-5 Bleidrahtsegmente mit einem Durchmesser, der 1,5-2 Mal dem theoretischen Spiel entspricht; legen Sie sie gleichmäßig an 2-3 Eingriffspositionen entlang der Zahnradbreite.
Drehen Sie das Getriebe vorwärts, um die Bleidrähte vollständig zu komprimieren, und drehen Sie dann rückwärts, um die Drähte sicher zu entfernen.
Entnehmen Sie die abgeflachten Bleidrähte und messen Sie die beiden dünnsten komprimierten Abschnitte mit einem Außenmikrometer. Die Summe der beiden dünnen Dicken ergibt den Umfangsbacklash.
Die Dicke des Drahtabschnitts, der von der Zahnspitze eingedrückt wird, wird als Kopfspiel definiert.