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Überwindung des ineffizienten Drehens von Ringgetrieben mit hoher Tonnage in den Bergbaumaschinen Mittel- und Osteuropas

2026-06-11

Überwindung des ineffizienten Drehens von Zahnkränzen mit hoher Tonnage in mittel- und osteuropäischen Bergbaumaschinen: Die Anwendung mechanischer Zweiganggetriebe in der Hochleistungsbearbeitung mit hohem Drehmoment

In der Bergbaumaschinen- und Schwerzerkleinerungsmaschinenindustrie in Mittel- und Osteuropa (z. B. Polen, der Tschechischen Republik und Rumänien) sind Zahnkränze und Großwälzlager mit großem Durchmesser und hoher Tonnage wichtige Komponenten, die extremen betrieblichen Stoßbelastungen standhalten müssen. Diese Komponenten werden typischerweise aus hochfesten legierten Stählen oder Stählen mit hohem Mangangehalt geschmiedet. Folglich verfügen sie nach dem Abschrecken und Anlassen über eine außergewöhnliche Materialhärte (häufig über HB300), wobei die Einzelstückgewichte im Allgemeinen zwischen 5 und 20 Tonnen liegen.

Beim konventionellen Schwerzerspanen stoßen multinationale Beschaffungsagenturen und Verfahrenstechniker häufig auf einen schwerwiegenden technischen Engpass: ineffiziente Zerspanungsraten. Aufgrund des unzureichenden Spindeldrehmoments bei niedrigen Drehzahlen können Schneidwerkzeuge nicht effektiv in die gehärtete Materialschicht eindringen, was zu hochfrequentem Werkzeugrattern, Absplitterungen der Wendeschneidplatte und beschleunigter Spindelermüdung führt. Um dieses industrielle Problem zu beseitigen, ist die Modernisierung von Bearbeitungslinien mit hochbelastbaren CNC-Vertikaldrehmaschinen (VTLs), die mit einem mechanischen Zwei-Gang-Getriebe ausgestattet sind, in der Region zu einer standardmäßigen technischen Strategie geworden.

Der physikalische Engpass beim Schwerzerspanen bei niedriger Geschwindigkeit: Warum herkömmliche Direktantriebe bei Anwendungen mit hoher Härte versagen

In der Grobbearbeitungsphase von Bergbaumaschinenteilen sind die Aufmaße außergewöhnlich groß, sodass die Maschinen eine hohe Materialentfernungsrate (MRR) aufrechterhalten müssen. Bei der Bearbeitung von Zahnkränzen hoher Härte mit Durchmessern über (Phi 2.500 mm}) muss der Arbeitstisch mit extrem niedrigen Drehzahlen arbeiten, um die lineare Schnittgeschwindigkeit innerhalb optimaler Grenzen zu halten.

Allerdings liefern Standard-Spindelsysteme, die direkt von Elektromotoren angetrieben werden (Direct Drive) oder mit einstufigen Untersetzungen konfiguriert sind, ein Drehmoment, das direkt mit der Drehzahl korreliert. Folglich nimmt das Spindeldrehmoment bei niedrigeren Drehzahlen stark ab und es kann nicht mehr die intensive Schnittkraft bereitgestellt werden, die zum Aufrechterhalten einer großen Tiefe erforderlich ist. Dieser Zustand „ausreichend Leistung, aber Drehmomentmangel“ führt zu Schnittunterbrechungen. Die daraus resultierenden mechanischen Vibrationen beeinträchtigen die Oberflächengüte und beschleunigen den Verschleiß der Axialkugellager unter dem Arbeitstisch, was zu einem dauerhaften Verlust der geometrischen Präzision führt.

Mechanismus von Zweiganggetrieben: Bereitstellung konstanter Leistung und enormem Drehmoment bei niedrigen Geschwindigkeiten

Um diese physikalische Einschränkung zu überwinden, integrieren hochbelastbare industrielle CNC-VTL-Drehmaschinen ein hochsteifes, mechanisches Zwei-Gang-Schaltsystem in die Hauptantriebskette. Durch den Einsatz präziser hydraulischer Schaltmechanismen verändert das System die Übersetzungsverhältnisse entsprechend der jeweiligen Bearbeitungsphase:

Niedriggeschwindigkeitsgetriebe mit hohem Drehmoment (schweres Schruppen)
Hochgeschwindigkeitsgetriebe mit konstanter Leistung (Präzisionsbearbeitung)

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