Herstellungsverfahren für geschmiedete Zahnkränze
Geschmiedete Zahnkränze sind wichtige Komponenten in Planetengetrieben, Schwenkantrieben, Bergbaumaschinen und schweren Industrieanlagen. Im Vergleich zu gegossenen oder geschweißten Zahnkränzen bieten geschmiedete Ausführungen eine höhere Festigkeit, eine längere Lebensdauer und eine größere Formstabilität unter Stoßbelastungen.
Dieser Leitfaden erläutert, wie geschmiedete Zahnkränze gemäß den AGMA-Normen hergestellt werden, und behandelt dabei die Materialauswahl, das Gesenkschmieden, die CNC-Bearbeitung, die Wärmebehandlung und die vollständige Zahnradprüfung. Außerdem wird dargelegt, warum viele OEMs in den USA und der EU mittlerweile speziell geschmiedete Zahnkränze für Hochleistungsanwendungen bevorzugen.
Was ist ein geschmiedetes Zahnrad?
Ein geschmiedetes Zahnrad ist ein präzisionsgefertigtes Innen- oder Außenzahnrad, das durch Warmschmieden hergestellt wird, um die Kornstruktur zu verfeinern und die mechanische Festigkeit zu verbessern. Im Vergleich zu gegossenen oder gefertigten Zahnrädern bieten geschmiedete Zahnräder eine höhere Drehmomentkapazität, eine bessere Ermüdungsbeständigkeit und eine stabilere Zahngenauigkeit. Gemäß den AGMA-Normen wie AGMA 2000-A88 und AGMA 2101-D04 werden wichtige Faktoren wie Härte, Rundlauf und Profiltoleranz streng kontrolliert. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich geschmiedete Zahnkränze ideal für Planetengetriebe, Drehmomentwandler, Schwenkmechanismen und andere Anwendungen, die eine zuverlässige Kraftübertragung erfordern.
Weitere Informationen zu geschmiedeten Zahnkränzen finden Sie auch in unserem Leitfaden „Was ist ein Zahnkranz?“.
Warum OEMs geschmiedete Zahnkränze bevorzugen
Geschmiedete Zahnkränze werden von OEMs in den USA, Deutschland und Großbritannien aufgrund ihrer Fähigkeit, extremen Belastungen standzuhalten, bevorzugt. Der kontinuierliche Kornfluss beseitigt Porosität, Schrumpfung und Risse, die bei Gusskomponenten auftreten können.
Zu den Vorteilen gehören:
– Hohe Drehmomentkapazität für Planetengetriebe
– Hervorragende Ermüdungsfestigkeit
– Stabile Zahngeometrie nach der Wärmebehandlung
– Längere Lebensdauer im Bergbau, im Bauwesen und in Schwermaschinen
– Erfüllt die Genauigkeitsklassen 8–12 der AGMA
Herstellungsverfahren für geschmiedete Zahnkränze
1. Materialauswahl (42CrMo / 38CrNiMoA / legierte Stähle)
Verwendung von legierten Stählen der AGMA-Güteklasse wie 42CrMo, 20CrMnTi und 38CrNiMoA, um Festigkeit, Zähigkeit und Wärmebehandlungsleistung zu gewährleisten.
2. Gesenkschmieden des Ringrad-Rohlings
Die Knüppel werden auf 1100–1200 °C erhitzt und zu dichten Ringrohlingen mit ausgerichteter Kornstruktur und ohne Porosität geschmiedet.
3. Primäre Wärmebehandlung
Durch Normalisieren oder Abschrecken und Anlassen wird die Zähigkeit verbessert, die Kornstruktur verfeinert und das Material für die Bearbeitung stabilisiert.
4. Grob-CNC-Drehen und Vorbearbeitung
Der Rohling wird CNC-gedreht, um Referenzflächen, genaue Bohrungs-/Außendurchmesserabmessungen und Konzentrizität festzulegen.
5. Zahnradfräsen (Formfräsen/Wälzfräsen/Räumen)
Die Zähne werden je nach Größe und Profil durch Formfräsen, Wälzfräsen oder Räumen hergestellt. Die AGMA-Normen regeln die Genauigkeit und den Rundlauf.
6. Nitrieren zur Oberflächenhärtung
Das Nitrieren verbessert die Oberflächenhärte, Verschleißfestigkeit und Ermüdungslebensdauer bei minimaler Verformung – entscheidend für Innenzahnkränze.
7. Endbearbeitung und Hartbearbeitung (Schleifen/Honen)
Die Endbearbeitung korrigiert Verformungen und erzielt enge Toleranzen.
Das Zahnschleifen sorgt für geringe Geräuschentwicklung, reibungslosen Eingriff und eine Präzision der AGMA-Klasse 10–12.
8. Endkontrolle (AGMA/ISO)
Die Endkontrolle umfasst Härteprüfungen, Zahnradprofil- und Steigungsanalysen, Rundlauf- und Konzentrizitätsprüfungen, magnetische Partikel- oder Ultraschall-zerstörungsfreie Prüfungen sowie vollständige CMM-Maßmessungen, um die vollständige Einhaltung der AGMA-Normen und Kundenspezifikationen sicherzustellen.
9. Verpackung und Versand
Die fertigen Zahnräder werden mit Rostschutzöl beschichtet, sicher verpackt und in exporttauglichen Holzkisten verpackt, um einen sicheren Transport zu gewährleisten.
Qualitätskontrolle
Qualitätsprüfungen umfassen:
- Ultraschall- und Magnetpulverprüfung
- Zahnprofilmessung
- Rundlauf- und Konzentrizitätsprüfung
- CMM-Messung
- Härte- und metallografische Prüfungen
Diese Schritte garantieren die Genauigkeit und langfristige Zuverlässigkeit von AGMA.
Anwendungen
Geschmiedete Zahnkränze werden häufig in Hochleistungsgetrieben eingesetzt, die ein hohes Drehmoment, eine stabile Lastverteilung und eine lange Lebensdauer erfordern. Aufgrund ihrer Festigkeit und Langlebigkeit sind sie unverzichtbare Komponenten in den folgenden Anwendungen:
1. Planetengetriebe
Geschmiedete Zahnkränze unterstützen die mehrstufige Drehmomentverstärkung und sorgen für eine stabile Lastverteilung innerhalb von Planetengetrieben.
(Brecher, Förderbänder, Bohrsysteme)
Geschmiedete Zahnkränze halten starken Stoßbelastungen, abrasivem Staub und langen Betriebszyklen stand, wie sie für Bergbauumgebungen typisch sind.
3. Baumaschinen
(Bagger, Kräne, Lader)
Sie sorgen für eine zuverlässige Drehmomentübertragung unter variablen Belastungen und häufigen Stoßbedingungen, wie sie bei Baumaschinen auftreten.
4. Drehverbindungen und Drehantriebe
Geschmiedete Zahnkränze ermöglichen eine reibungslose Drehbewegung und bewältigen hohe axiale und radiale Kräfte in Hochleistungs-Drehmechanismen.
5. Windturbinen-Yaw-Antriebe
Sie gewährleisten eine genaue Yaw-Positionierung und widerstehen der Ermüdung, die durch kontinuierliche Richtungsanpassungen in Windturbinen verursacht wird.
In all diesen Branchen bieten geschmiedete Zahnkränze überlegene Festigkeit, Haltbarkeit und langfristige Leistungsfähigkeit – was sie zur bevorzugten Wahl für moderne Industriemaschinen und anspruchsvolle Kraftübertragungssysteme macht.
Warum Sie sich für geschmiedete Zahnkränze von Weforging entscheiden sollten
Weforging bietet einen integrierten Arbeitsablauf, der Schmieden, CNC-Bearbeitung, Wärmebehandlung und vollständige Inspektion umfasst. Wir liefern kundenspezifische geschmiedete Ringräder von 200 mm bis 2000 mm, die den Anforderungen von AGMA, ISO und ASTM entsprechen.
Zu den Vorteilen gehören:
- Maßgeschneiderte geschmiedete Zahnkränze
- AGMA-konforme Bearbeitung
- Zuverlässige 42CrMo / 38CrNiMoA-Verarbeitung
- Stabile Lieferzeiten
- Exporttaugliche Verpackung
- Unterstützung für OEM- und projektbasierte Aufträge
Suchen Sie nach maßgeschneiderten geschmiedeten Zahnkränzen?
Weforging liefert AGMA-konforme geschmiedete Zahnkränze mit kompletter hauseigener Schmiede, CNC-Bearbeitung, Wärmebehandlung und Zahnradprüfung.
Wenn Ihr Projekt hochpräzise Zahnkränze für Planetengetriebe, Schwenkantriebe oder schwere Industrieanlagen erfordert, kann unser Ingenieurteam Sie von der Konstruktionsprüfung bis zur Produktion unterstützen.
Kontaktieren Sie uns, um Ihre Anforderungen zu besprechen.
