Изготовление нестандартного двухрядного зубчатого колеса для оборудования фасовки чая

Задача клиента

К нам обратился заказчик с срочной задачей: вышло из строя двухрядное зубчатое колесо переменного диаметра, используемое в приводе станка для расфасовки чая. Оборудование простаивало, поэтому от изготовления требовалась не только техническая точность, но и скорость - деталь нужна была в течение 5 рабочих дней.

Тираж заказа 1 штука, с возможностью в перспективе изготовить аналогичной детали. Это обычная практика для узкоспециализированного оборудования: производитель фасовочных линий использует нестандартные компоненты, не имеющие точного аналога на открытом рынке, и по мере износа заказчику приходится изготавливать замену индивидуально.

Конструктивная особенность детали

Особенность данного зубчатого колеса - это переменный диаметр и двухрядное исполнение: деталь фактически объединяет два зубчатых венца разного диаметра на одной ступице, работающих в связке с разными звеньями привода станка. Такая геометрия не выпускается серийно и не описывается ни одним каталожным стандартом - деталь всегда изготавливается под конкретный узел оборудования.

Заказчик предоставил физический образец, изношенное колесо, снятое со станка. По образцу были сняты все геометрические параметры: модуль и число зубьев каждого венца, диаметры окружностей выступов и впадин, посадочные размеры ступицы, шпоночный паз, общая длина детали и осевое расположение венцов друг относительно друга.

Технологическое решение

Ключевое инженерное решение: отказ от изготовления детали как цельной нестандартной поковки. Вместо этого зубчатое колесо было собрано из двух стандартных зубчатых колес, соответствующих параметрам каждого из венцов образца, с последующей механической стыковкой в единый узел на общей ступице.

Такой подход дал два практических преимущества:

• Сокращение срока изготовления. Использование стандартных заготовок вместо разработки и производства сложной ступенчатой поковки с нуля позволило уложиться в 5 дней без потери точности зацепления.
• Повторяемость для будущих заказов. Поскольку сборка построена на стандартных зубчатых колесах, повторное изготовление аналогичной детали для следующих заказов заказчика будет быстрее и предсказуемее по срокам, то тогда  не потребуется заново прорабатывать нестандартную геометрию заготовки.

Зубчатые венцы были состыкованы и зафиксированы с обеспечением соосности и торцевого биения в пределах, необходимых для корректной работы зацепления на рабочих оборотах станка. Посадочные размеры и шпоночный паз выполнены по образцу с контролем на соответствие штатному валу привода.

Контроль качества

Перед отгрузкой готовая деталь прошла контроль геометрии зацепления обоих венцов, проверку соосности сборки и посадочных размеров ступицы. Финальная деталь сверялась с образцом заказчика по всем контрольным параметрам: межосевому расстоянию, профилю зуба и осевому положению венцов.

Результат

Деталь изготовлена и передана заказчику в течение 5 рабочих дней с момента получения образца, что позволило минимизировать простой фасовочной линии. Использование связки из двух стандартных зубчатых колес вместо цельной нестандартной поковки - это рабочее решение для случаев, когда сложная геометрия детали может быть декомпозирована на более простые серийные элементы: это сокращает сроки без потери точности и упрощает повторное изготовление при выходе детали из строя в будущем.