Շղթայավոր ռոլիկների ջերմային մշակման խորության հասկանալը և նրա կարևորությունը

Ինչու ջերմային մշակման խորությունը ուղղակիորեն որոշում է Արձանոց գլուխ Ծառայության կյանք

Անբավարար խորության հետ կապված վաղաժամկետ ձախողման տեսակներ՝ շերտազատում, փոսիկների առաջացում և ենթամակերեսային ճաքեր

Երբ ջերմային մշակումը չի թափանցում բավարար խորությամբ, հետագծային ռոլիկները դիմանում են երեք հիմնական խնդիրների, որոնք զգալիորեն կարճացնում են դրանց աշխատանքային ժամկետը: Մակերեսի բաժանումը (սպալինգը) տեղի է ունենում, երբ մակերեսը սկսում է թաղանթավորվել՝ պայմանավորված կարծրացված շերտի չափազանց փոքր խորությամբ, սովորաբար այն 1,5 մմ-ից պակաս հաստություն ունենալիս: Այնուհետև կա մակերեսային փոսավորումը (պիթինգը), որը վատթարվում է մասնիկներով աղտոտված պայմաններում, երբ մասերը շարունակաբար շփվում են միմյանց հետ: Այս տեսակի վնասվածքը կարող է բաղադրիչների մաշվելու արագությունը 60–80 տոկոսով մեծացնել սովորականից: Սակայն ամենավտանգավոր խնդիրը առաջանում է մակերեսի տակ ճաքերի առաջացման հետևանքով՝ այն կետերում, որտեղ կարծր արտաքին շերտը համընկնում է ավելի մեղմ ներքին մետաղի հետ: Այդ ճաքերը աճում են, մինչև առաջացնեն լիարժեք ավարտական վնասվածք: Իրական աշխարհում կատարված դիտարկումները ցույց են տալիս, որ սխալ ջերմային մշակում ստացած ռոլիկները մոտավորապես երեք անգամ ավելի հաճախ են պահանջում փոխարինում, քան ճիշտ մշակված ռոլիկները: Դաշտում մեզ հանդիպող վաղաժամկետ ավարտական վնասվածքների 85 տոկոսից ավելին իրականում առաջանում է հենց այս խնդիրների հետևանքով:

Կարծրության գրադիենտի սկզբունքը. Ինչպես է մակերեսից մինչև սերդի անցումը ազդում բեռնվածության բաշխման և ճգնառության դիմացկունության վրա

Երկարատևությունը կախված է վերահսկվող կարծրության գրադիենտից. 58–62 HRC մակերեսում՝ աստիճանաբար նվազելով մինչև ¥35 HRC սրտի մեջ: Այս ճշգրտված պրոֆիլը շփման լարումները բաշխում է ավելի լայն ենթամակերեսային ծավալով, կանխում է լարումների կենտրոնացումը ծածկույթ-սիրտ սահմանում և թույլ է տալիս մակերեսին դիմանալ մաշվելուն, մինչդեռ սիրտը կլանում է հարվածային էներգիան:

Իդեալական հավասարակշռության ձեռքբերում. մակերեսի կարծրություն և սրտի ճկունություն ճանապարհի գլաններում

Նպատակային սպեցիֆիկացիաներ՝ բարձր բեռնվածության ճանապարհի գլանների համար մակերեսի կարծրություն HRC 58–62 և սրտի ճկունություն ¥35 HRC

Շատ ծանր բեռնվածություն կրող հետագծային սալիկների մակերևույթները պետք է հարդացված լինեն HRC 58–62 միջակայքում՝ դիմանալու մաշվելու ազդեցությանը: Նույն ժամանակ ստորին շերտի նյութը պետք է ունենա առնվազն 35 HRC ճկունություն, որպեսզի չճեղքվի հանկայն հարվածների ազդեցության տակ: Երբ արտադրողները ճիշտ են կատարում սա, ստացվում է մակերևույթի տակ սեղմման լարվածության գրադիենտ: Դա խոչընդոտում է այդ փոքրիկ ճեղքերի առաջացմանը մետաղի խորքում, ինչն էլ հենց պատճառն է այն մասերի մակերևույթի բացակայության (spalling), որոնք ճիշտ չեն հարդացված: Ըստ ASM International-ի 2023 թվականի հետազոտության՝ այս սպեցիֆիկացիաներին համապատասխանող սալիկները հանքային մեքենաների ստորին մասերում 2,3 անգամ ավելի երկար են ծառայում, քան այն սալիկները, որոնք պատրաստված են ավելի ցածր որակի մշակմամբ: Ընդհանուր առմամբ, ավելի կարծր արտաքին շերտը դիմանում է օրական մշակման ուժերին, իսկ ավելի մեղմ ներքին մասը գործում է որպես շոկային ամրացում այն բոլոր ծանր պայմանների համար, որոնց ենթարկվում են այս մեքենաները շինարարական տարածքներում:

Սառեցման ստրատեգիայի ընտրություն՝ պոլիմեր ընդդեմ յուղի՝ ազդեցությունը սառեցման արագության, մարտենսիտի խո глубинայի և ձևափոխման վերահսկման վրա

Երբ սառեցման համար օգտագործվում է յուղ, ստացվում են արագ սառեցման արագություններ, սակայն այդ գործընթացին բնորոշ է նաև մի թերություն։ Նյութի մեջ առաջանում են սուր ջերմաստիճանային տարբերություններ, որոնք, համաձայն 2022 թվականին «Materials Processing Technology» ամսագրում հրապարակված հետազոտության, դեֆորմացիայի խնդիրները մոտավորապես 40 տոկոսով մեծացնում են պոլիմերային լուծույթների կիրառման դեպքում առաջացող դեֆորմացիայի համեմատությամբ։ Պոլիմերային սառեցումը աշխատում է այլ կերպ, քանի որ արտադրողները կարող են ճշգրտել դրանց կոնցենտրացիան՝ վերահսկելու մասերի սառեցման արագությունը։ Դա ապահովում է շատ ավելի մեծ համասեռություն տարբեր սերիաներում ստացված կարծրության չափումներում՝ սովորաբար մնալով նախատեսված արժեքից մոտավորապես 0,5 մմ-ի սխալի սահմաններում։ Այդ պայմաններում մշակման հետևանքով հետագայում ավելի քիչ նյութ է պետք մշակել (շարժել)։ Իրական կիրառությունների վերաբերյալ՝ օրինակ՝ ծանր մեքենաներում օգտագործվող կարևոր հետագծային սայլակների արտադրության դեպքում ընկերությունները հաղորդում են, որ պոլիմերային սառեցման անցումը նվազեցնում է թանկարժեք վերամշակման ջանքերը մոտավորապես 30 տոկոսով։ Բացի այդ, պահպանվում է այդ բաղադրիչների համար անհրաժեշտ միջուկային ամրությունը, որը երկար ժամանակ ապահովում է դրանց հուսալիությունը ծանր շահագործման պայմաններում։

Ճշգրտության վերահսկում ինդուկցիոն մետաղամշակման միջոցով՝ համապատասխան հետագծային ռոլերի խորության համար

Միջին հաճախականության ինդուկցիա (1–10 կՀց). Ապահովում է կրկնվող 1.8–3.5 մմ խորություն՝ ±0.3 մմ թույլատրելի շեղումով

Միջին հաճախականության ինդուկցիոն մետաղավարման մեթոդը տալիս է հետագծային անվաներին այն, ինչ որևէ այլ մեթոդ չի կարող ապահովել՝ վերահսկելով ջերմության ներթափանցման խորությունը մետաղի մեջ: Այս գործընթացը իրականացվում է 1–10 կիլոհերց հաճախականության շրջանակում և ստեղծում է մակերևույթի շերտի խորություն՝ մոտավորապես 1,8 մմ-ից մինչև մոտավորապես 3,5 մմ: Այս շրջանակը շատ կարևոր է, քանի որ այն կանխում է մակերևույթի տակ առաջացող մանր ճաքերի առաջացումը, երբ սարքավորումները օրեցօր ենթարկվում են ծանր բեռնվածության: Շատ ճշգրիտ թույլատրելի շեղումների (±0,3 մմ) դեպքում մենք ստանում ենք գրեթե նույն կարծրությունը յուրաքանչյուր արտադրված սերիայում, ինչը զգալիորեն նվազեցնում է շերտավորման (spalling) խնդիրները: Համեմատած ավանդական վառարանային մեթոդների հետ, որտեղ մասերը դանդաղ տաքանում են, ինդուկցիոն տաքացումը արագ է և տեղայնացված՝ ճիշտ այնտեղ, որտեղ անհրաժեշտ է, այդ պատճառով մասերը մշակման ընթացքում քիչ են դեֆորմացվում և վերջնական արդյունքում ստանում են լավ մարտենսիտային կառուցվածք: Դաշտում գործող շինարարական մեքենաների համար տրիբոլոգների երկարատև հետազոտությունների համաձայն՝ 0,5 մմ-ից ավելի խորության փոքր տարբերությունները կարող են բերել մասերի 40 %-ով ավելի արագ մաշվելու: Եթե ընկերությունները ցանկանում են, որ իրենց ամբողջ մեքենայաշարքը երկար և կանխատեսելի ժամանակ աշխատի՝ առանց անսպասելի ավարիաների, ապա այս տեսակի համատեղելիությունը շատ կարևոր է:

Ինչպես է ստալի բաղադրությունը կառավարում ամրացվելու կարողությունը և շարժական ռոլիկներում գործնական ջերմային մշակման խո глубությունը

Կրիտիկական համաձուլվածքային ազդեցություններ՝ մանգանի (1,0–1,2 %), քրոմի և մոլիբդենի դերը Ջոմինիի ամրացվելու կարողության և խորության կանխատեսելիության մեջ

Ստալի բաղադրությունը կարևոր դեր է խաղում մակերեսային շերտի խորությունը որոշելիս և այն հարցում, թե արդյոք կարծրության գրադիենտը կմնա կայուն։ Մանգանը մոտավորապես 1,0–1,2 տոկոս քանակությամբ օգնում է մեծացնել կարծրացվելիությունը, քանի որ դանդաղեցնում է այն կրիտիկական սառեցման արագությունները, երբ մասերը սառեցվում են, ինչը թույլ է տալիս ավելի խորը մարտենսիտի առաջացում՝ առանց ճաքերի առաջացման։ Քրոմի 1,0 տոկոսից ավելի ավելացումը ավելի շատ է ընդլայնում արդյունավետ կարծրացման խորությունը՝ մոտավորապես 40 տոկոսով համեմատած սովորական ածխածնային ստալերի հետ։ Մոլիբդենը աշխատում է այլ կերպ, սակայն նույնքան կարևոր է։ Այն իրականում մանրացնում է հատիկների կառուցվածքը և կանխում է տաքացման ժամանակ առաջացող ջերմային փխրունությունը լարվածության թուլացման մշակումների ընթացքում։ Այս երեք համատեղ օգտագործվելիս զգալիորեն բարձրացնում են Jominy-ի վերջնային սառեցման փորձարկումների արդյունքները, ինչը նշանակում է, որ մենք կարող ենք ճշգրիտ prognozավորել արդյունաբերական մասշտաբով ստացվող մակերեսային շերտի խորությունը։ Սակայն եթե այս համաձուլվածքների քանակը բավարար չէ, կարծրության գրադիենտը դառնում է անհամասեռ, ինչը հանգեցնում է ավելի արագ մաշվելու՝ անընդհատ շարժման ուժերի ազդեցության տակ գտնվելու դեպքում։ Մանգանի, քրոմի և մոլիբդենի ճիշտ հարաբերակցությունը հնարավորություն է տալիս արտադրողներին ստանալ հավաստված ինդուկցիոն կարծրացված շերտեր 1,8–3,5 մմ խորությամբ՝ ±0,3 մմ թույլատրելի շեղումներով։ Այս ճշգրտության մակարդակը անհրաժեշտ է ամենօրյա մեծ հարվածների ենթարկվող շարժական համակարգերի համար։

Հաճախ տրվող հարցեր

Ինչու՞ է ջերմային մշակման խորությունը կարևոր տրակտորային ռոլիկների համար

Ջերմային մշակման խորությունը որոշում է տրակտորային ռոլիկների ժամանակավոր դիմացկունությունը՝ ապահովելով դրանց դիմացկունությունը սպալինգի, փոսիկների և ենթամակերեսային ճաքերի նկատմամբ, հատկապես մեծ բեռնվածության պայմաններում աշխատելիս:

Ինչն է տրակտորային ռոլիկների համար օպտիմալ կարծրության գրադիենտը

Օպտիմալ կարծրության գրադիենտը մակերեսում կազմում է 58–62 HRC, որը աստիճանաբար նվազում է մինչև 35 HRC միջուկում՝ ապահովելով լավ հավասարակշռված լարվածության բաշխում և ձանձրացման դիմացկունություն:

Ինչու՞ է պոլիմերային սառեցումը նախընտրելի յուղային սառեցման փոխարեն

Պոլիմերային սառեցումը ապահովում է ավելի բարձր համասեռություն և նվազեցնում է ձևափոխման ռիսկերը, ինչը հանգեցնում է մեքենայացման հետևանքների ավելի քիչ անհրաժեշտության և վերամշակման աշխատանքների նվազեցման՝ յուղային սառեցման համեմատությամբ:

Ինչպե՞ս կարող է ստալի բաղադրությունը ազդել ռոլիկների կարծրացվելիության վրա

Ստալի մեջ մանգանի, քրոմի և մոլիբդենի առկայությունը բարելավում է կարծրացվելիությունը և ապահովում է խորության կանխատեսելիությունը, որը անհրաժեշտ է տրակտորային ռոլիկների հավաստված աշխատասպասքի ապահովման համար անընդհատ հարվածների պայմաններում: