Изготовление шестерён в Тюмени: венцы редукторов,
вал-шестерни и коника по чертежу и образцу

Зубчатые детали, которые уходят на тюменские промыслы

Изготовление шестерён в Тюмени мы ведём без площадки в городе: заявка приходит на почту, заготовка встаёт на станок в Набережных Челнах, готовая деталь уезжает за Урал транспортной компанией. Между цехом и Тюменью около 1000 км, сборный груз идёт 2-3 дня, а если образец сначала едет к нам, в календаре появляются две дороги.

Город живёт нефтегазовым сервисом, и это видно по заявкам. Половина обращений касается не станочного парка, а машин, которые стоят в поле: буровая установка, станок-качалка, насосный агрегат, задвижка на устье. Зубчатая передача там крутит большой момент на малых оборотах, работает в морозе и в песке, а её остановка стоит дороже любой шестерни.

Подогнать зубчатое колесо по месту нечем, и этим оно отличается от прочей токарной работы. Модуль, число зубьев, угол наклона, посадка на вал: любое расхождение с ответной деталью слышно на первом пуске, а дальше передача начинает съедать профиль. Спорные размеры мы закрываем письмом до того, как в дело пойдёт металл, потому что переделка на таком плече означает ещё две перевозки.

Пишут нам буровые подрядчики и сервисные базы, ремонтники промыслового оборудования, нефтехимические производства, энергетики с приводами задвижек, дымососов и питателей, транспорт нефти с насосными станциями, а рядом с ними подрядчики, которые держат на балансе импортные машины без документации.

Расчёт зацепления, формулы и разбор видов передач лежат у нас на общей странице: изготовление зубчатых колёс и шестерён. Остальные операции цеха для города собраны в разделе металлообработка в Тюмени.

Мороз и ударная нагрузка: с чего начинается расчёт

Разговор с тюменским заказчиком мы начинаем с условий работы узла, а не с марки стали. Деталь поедет туда, где зимой минус тридцать пять, где машину трясёт на ходу и где нагрузка меняется каждый цикл. Эти три обстоятельства задают металл, термообработку и запас по толщине зуба.

Холод делает зуб хрупким по кромке, удар добивает его в том же месте, поэтому сквозную закалку на таких передачах мы не назначаем вообще. Рабочая схема другая: твёрдый слой по профилю при вязкой сердцевине, то есть 40Х с закалкой ТВЧ на нагруженных колёсах и вал-шестернях, 40ХН с улучшением на крупных тихоходных венцах. Там, где заказчик просит максимальную твёрдость для карьерного или промыслового узла, мы объясняем, почему останавливаемся на улучшении.

Рабочую температуру укажите в заявке отдельной строкой, как и характер нагрузки. Боковой зазор в зацеплении зависит от того, холодная машина или горячая, и привод в неотапливаемом укрытии считается иначе, чем редуктор в цеху. Если в вашей документации прописано требование по ударной вязкости при минусовой температуре, пришлите эту строку: испытания на удар мы сами не проводим, объём подтверждения уточняем при расчёте.

Шлифованный после закалки зуб стоит дороже нарезанного под улучшение, и на тихоходном промысловом приводе платить за него смысла нет. На быстроходной ступени картина обратная. Мы говорим об этом прямо в расчёте, потому что цена детали и её ресурс в этом месте расходятся.

Документации нет, есть сработанный венец

Импортный агрегат без паспорта, редуктор снятой с производства серии, обломки венца в ящике из-под инструмента. Для тюменских сервисных баз это основной вид заявки, и такие обращения мы разбираем каждый день.

Наружное прямозубое колесо без смещения раскрывается формулой m = Da / (z + 2): Da это наружный диаметр венца, z число зубьев. Полученную цифру округляем к ближайшей из стандартного ряда: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10 и далее. Внутреннее зацепление считается по той же записи с диаметром впадин: m = Df / (z + 2).

Косой зуб так напрямую не вскрывается: формула даёт нормальный модуль через угол наклона, а сам угол сначала надо измерить. Поэтому косозубый венец уходит на плиту, а модуль и смещение исходного контура вытаскиваются замером длины общей нормали нормалемером по нескольким зубьям.

Дюймовые колёса в импортных машинах попадаются постоянно, и опознаются они просто: модуль не садится в стандартный ряд, зато питч выходит круглым числом. Такие венцы мы делаем, предупредить про импорт лучше в первом же письме.

Нефтехимия, энергетика и транспорт нефти

Вторая группа тюменских заявок приходит с нефтехимических производств, из энергетики и от эксплуатации нефтепроводов. Режим там другой: не рывки буровой, а непрерывная работа месяцами, зато рядом с зубом появляются температура, агрессивная среда и требование к герметичности узла, в который встроена передача.

Что идёт в работу с этих площадок: колёса редукторов насосных агрегатов перекачки, венцы приводов мешалок и смесителей, зубчатые пары редукторов дымососов, вентиляторов и питателей топлива, колёса приводов шиберов и шнеков, венцы червячных редукторов запорной арматуры, шестерни приводов тележек и кантователей, колёса барабанных редукторов.

Привод задвижки на магистрали крутится редко, зато обязан стронуться под полной нагрузкой после долгого простоя, и вязкость зуба там ценится выше твёрдости поверхности. Венцы червячных колёс для задвижек и подъёмников делаем из бронзы и обкатываем в паре со стальным червяком: детали из бронзы. На конвейерах и элеваторах вместо шестерни обычно требуется звёздочка, и геометрия там своя, от шага цепи и диаметра ролика: изготовление звёздочек.

Вал-шестерня по технологии тяжелее обычного колеса: венец нарезан прямо на валу, значит соосность зуба, шеек под подшипники и посадок держится одним комплектом размеров, а после закалки шейки шлифуются так, чтобы инструмент не задел профиль. Порядок операций жёсткий: точение с припуском, нарезка венца, термообработка, шлифовка баз в окончательный размер. Операции, переставленные местами, дают ту самую деталь, которая после печи не садится на вал.

Горячий привод считается с поправкой на температуру: зазор в зацеплении на разогретом узле назначается с запасом, и рабочую температуру мы спрашиваем до расчёта. По нефтехимии добавляется среда вокруг передачи, по ней выбирается металл и исполнение смазки.

Термообработка зуба: улучшение, ТВЧ, цементация

Сырой зуб под нагрузкой сминается и выкрашивается за несколько сотен часов. Печи, установка ТВЧ и цементация стоят в этом же пролёте, поэтому деталь не уезжает к стороннему подрядчику и не теряет неделю в чужой очереди.

Твёрдость и глубину слоя пишем в карту на деталь по вашему чертежу. Когда твёрдость в чертеже не задана, назначаем её от применения узла и согласуем письмом: достижимые диапазоны HRC и глубину цементованного слоя уточняем при расчёте.

Место, где у сторонних изготовителей разъезжаются сроки, выглядит так: закалка ведёт деталь. Венец диаметром в несколько сот миллиметров после печи меняет геометрию, поэтому отверстие, торцы и шейки идут в окончательный размер уже после термообработки. Что мы делаем с калёными деталями: детали с термообработкой. Нужна одна печь, без изготовления: термообработка металла в Тюмени.

Плечо до Тюмени, сезон зимников и оформление заказа

До Тюмени от цеха около 1000 км, сборный груз перевозчика идёт 2-3 дня в одну сторону, выделенная машина укладывается в тот же срок. Терминалы стоят и у нас, и в городе, машины уходят ежедневно, так что узкое место в заказе не дорога, а нарезка зуба с закалкой, отпуском и остыванием детали.

Для площадок за Тюменью начинается арифметика с календарём. Срок до промбазы в ХМАО или ЯНАО считает уже не наш цех и не перевозчик, а зимник: пока дорога стоит, завоз идёт по графику, после распутицы часть площадок доступна по воде, вертолётом или ждёт следующего сезона. Поэтому дату, к которой зубчатая деталь нужна на месте, называйте в первом письме: под неё мы подгоняем очередь в цехе и упаковку.

Считайте так: цеховой срок плюс дорога, а если образец сначала идёт к нам, то плюс обе перевозки. Прямозубое колесо из стали 45 делается 3-7 дней и окажется в Тюмени на 5-10 день, колесо с ТВЧ зуба 5-10 дней плюс доставка, вал-шестерня 7-14 дней плюс доставка. Крупный венец просчитываем вместе с перевозкой до запуска.

Ещё одна вещь, о которой думают до сезона завоза: сменный комплект. Венец, который выработался один раз, выработается снова, и замена на месте за смену обходится дешевле, чем две перевозки через полстраны в разгар зимника. Поэтому в расчёт на ремонт мы часто добавляем вторую строку с ценой запасной детали по тому же чертежу. Брать её или нет, решаете вы, но цифра перед глазами будет.

Заявку отправляйте на katanametall@yandex.ru или сообщением на +7 (953) 491-07-51, расчёт приходит в пределах двух часов рабочего дня. Чертёж принимаем в любом читаемом виде (PDF, DWG, STEP, снимок эскиза от руки), подойдут и кадры образца с линейкой рядом вместе с описанием узла. ООО «Катана» работает по договору и счёту с НДС, закрывающие документы идут по ЭДО или почтой, разовый заказ от частного лица тоже берём. Оплата такая: предоплата на материал, остаток после того, как вы согласовали фактические размеры готовой детали.