Алдын ала қыздыру өңдеуі бар тозуға төзімді шелек пен сақина

Экскаватор шелегінің піспелері үшін материалдарды таңдау және құрамы

Экскаватор шелегінің піспелері үшін тозуға төзімді материалдардың негізгі қасиеттері

Тозуға төзімді экскаватор шелегінің піспелері мына үш маңызды механикалық талаптарды қанағаттандыруы керек:

• Қаттылық (55–60 HRC) абразивті тозуға қарсы тұру үшін
• Соққыға төзімділік (>40 J -20°C температурада) жоғары жүктемеде қазу кезінде соққыны жұтуды қамтамасыз ету үшін
• 1,200 МПа-дан жоғары серпімділік шегі пластикалық деформацияны болдырмау үшін

Осы стандарттарға сәйкес келетін сақиналар стандарттық компоненттерге қарағанда ауыстырудың жиілігін 62% -ға төмендетеді (ASTM International 2023).

Экскаватор орамасының сақиналарын жасауда қолданылатын болат құймаларының салыстырмалы талдауы

12 айлық өріс зерттеуі құйма түрлері арасындағы елеулі өнімділік айырмашылықтарын көрсетті:

• Бор қоспасы бар болаттар дәстүрлі маркаларға қарағанда диаметрінің 23% кем азайуы байқалды
• Микроқоспалы болаттар ванадий немесе ниобиймен жүктеменің 18% жоғары болуын көрсетті
• Беті қатайтылған құймалар жоғары соққылы орталарда 31% ұзақ қызмет көрсету мерзімін қамтамасыз етті

Материалды таңдау жұмыс талаптарымен сәйкес келуі тиіс — мысалы, жоғары силиконды болаттар ылғалды немесе химиялық белсенді орталарда жоғары коррозияға төзімділік қамтамасыз етеді.

Дамытылған жылу өңдеу: Оптималды қаттылық пен беріктікті қол жеткізу

Толық қатайту мен бетін қатайту: Беріктік пен сынғыштықты теңестіру

Толық қатайту материалдардың қасиеттерін біркелкі етсе, ішек қатайту сияқты беттік өңдеулер арнайы рөл атқарады:

• Толық қатайтылған штифтер : Кернеу орындарынсыз біркелкі тозуға төзімділік талап етілетін қолдануларға ең жарамды
• Ішек қатайтылған бөлшектер : Қатайтылған беттерді (60–65 HRC) берік, пластикті негізде қажет ететін втулкалар үшін идеалды

Жергілікті деректер тұрақты қазу жүктемелерінің әсерінде толық қатайтылған штифтер беті қатайтылған аналогтарынан 2,3 есе ұзақ қызмет ететінін көрсетеді. Алайда, сынғыш сынудан аулақ болу үшін 200–300°C температурада дәл анықталған термиялық өңдеу маңызды.

Зерттеу жағдайы: Дәл жылумен өңдеу арқылы шаршаудан ұзақ қызмет ету

Түзетілген жылумен өңдеу циклін енгізгеннен кейін Солтүстік Американың бір өндірушісі пиноздарды ауыстыруды 72% төмендетті:

1. 90 минутқа созылатын 845°C-да аустениттендіру
2. 60°C-та тез майда суыту
3. 2 сағатқа 285°C-та түзету

Бұл протокол ASTM E466 сынақ нәтижесі бойынша шаршауға төзімділікті 58% арттырды және -20°C температурада соққыға беріктікті 25–30 Дж аралығында сақтады. Іске асырудан кейінгі деректер 25 тонналық қазу жүктемесінде қызмет көрсету интервалдарының 14 айға дейін созылғанын, ал өнеркәсіптегі орташа көрсеткіш 8 ай болғанын көрсетті.

Қажалуға төзімділікті арттыру және үйкелісті азайту үшін бетін өңдеу

Пиноздар мен бушингтердің бетінің қаттылығын арттыру үшін жоғары жиілікті суыту

Жиілікті индукциялық суықтату шеттер мен бушингтердің бетін тез қыздырып және салқындату арқылы 55–60 HRC-ге дейін қатайтады. Бұл бетінде тозуға төзімді мартенситті қабықша пайда болуын қамтамасыз етеді, ал орталық бөлігі пластикті қалпын сақтайды, деформацияны азайтады және абразивті топырақта жұмыс істейтін дәлме-дәл отыратын бөлшектер үшін өлшемді тұрақтылықты қамтамасыз етеді.

Нитрлеу және хромдау: Жоғары жүктеме жағдайында тозуды және үйкелісті азайту

Нитрлеу туралы сөйлескенде, азот металл беттеріне сіңіп, оларды қатайтып, уақыт өте келе тозуға төзімділігін арттырады. Кейбір зерттеулер бұл әдіспен өңделген бөлшектердің істен шығуына дейін шамамен 30% ұзақ жұмыс істеуі мүмкін екенін көрсетті. Содан кейін хромдау бар, бұл жүктеме жағдайында қарапайым металл беттермен салыстырғанда қозғалыстағы бөлшектер арасындағы үйкелісті шамамен 40% азайтады. Колл МакИчерн Ассошиэйтс-тің трибологоистері 2024 жылы жүргізген зерттеу жұмысы кезінде осыны атап өтті. Бұл екі бет өңдеу әдісі де шаң мен қиыршықтар компоненттерге жабысып қалатын орындарда жұмыс істейтін жабдықтар үшін өте тиімді, себебі материалдардың жұмыс істеу кезінде нақты бірігуі арқылы пайда болатын әрекеттің осы түрінен сақтандырады.

Үздіксіз жұмыс режиміндегі беті өңделген компоненттердің өнімділігін бағалау

2 000 сағат қызмет көрсетуден кейін беті өңделген штифтер өңделмегендерге қарағанда 35% төмен износ көрсетеді. Операторлар өңделген штифт-втулка жұптарын пайдаланған кезде гидравликалық қысымның 35 МПа асатын пиктік мәндерінде тұрақты үйкеліс мінез-құлқына байланысты жоспарланбаған тоқтап қалулар 50% азайғанын хабарлайды.

Экскаватордың шелек втулкаларындағы износ механизмдері мен әсер ететін факторлар

Экскаватор ыдыстарындағы бушиналар үш негізгі жолмен тозуға бейім: біріншісі, кішкентай бөлшектер үйкелісті тозу тудырғанда, екіншісі, металдың металға тиіп жабысып тозуы, үшіншісі — бетінің бірқалыпты жүктеме арқасында тозуы. Бұл бушиналардың қалай тозуы оларды қалай пайдалануға күшті тәуелді. Егер 0,5 градустан асатындай дәрежеде ғана өзара сәйкессіздік болса, тозу үш есе тезірек жүруі мүмкін. Сондай-ақ, егер майлау жеткіліксіз болса, контакт аймағындағы температура шамамен 150-200 градус Цельсийге дейін көтеріледі, бұл материалдардың жұмсаруына және тезірек тозуына әкеледі. Жақында жүргізілген жергілікті сынақтар құмы мол аймақтарда бушиналар әрбір мың сағат жұмыс істегеннен кейін нақты 0,8-ден 1,2 мм-ге дейін жоғалтатынын көрсетті, себебі құмдағы кварц беттерді тозытатын өте кішкентай кескіш құралдар сияқты әрекет етеді.

Тозу үлгілері мен жұмыс жүктемесіне негізделе отырып ауыстырудың уақытын бағалау

Ауыстыру шектері машина өлшемі мен жүктемеге қарай өзгереді:

• 20–30 тонналық экскаваторлар : Радиалдық жүктеме >35 МПа болғанда 1,5–2,0 мм тозу тереңдігінде бушингтерді ауыстырыңыз
• 50+ тонналық экскаваторлар : Радиалдық жүктеме >35 МПа болғанда 1,0–1,2 мм тозу тереңдігінде ауыстырыңыз

Зерттеулер материалдың аққыштық шегінің 40% артық пайдалану жүктемесі кезінде тозу деңгейі үш есе өсетінін көрсетті, бұл алдын ала техникалық қызмет көрсетуді жоспарлау үшін нақты уақытта бақылаудың маңыздылығын көрсетеді.

Бушинг материалдарының құрылымындағы қаттылық пен сынғыштық парадоксын шешу

Вакуумдық жылумен өңдеу арқылы 34CrNiMo6 сияқты күрделі қорытпалар никель мен молибден қосылуы арқылы 58–60 HRC қаттылыққа жетіп, 12–15% созылуын сақтайды. Бұл комбинация көміртегілі болаттармен салыстырғанда қосымша кернеу концентрациясынан пайда болатын сынуды 60% азайтады, оны 2500 сағатқа созылған тау-кен сынағы растады.

Экскаватор шелегінің піспендері мен бушингтерін дәлме-дәл сәйкестендіру

Піс-бушинг орнатылуында өлшемдік дәлдік пен туралаудың маңызы

±0,05 мм-ге дейінгі өлшемдік ауытқулар штифттер мен втулкалар арасындағы оптималды жанасу мен жүктеме таралуын қамтамасыз етеді. Дұрыс туралау кернеу концентрациясын 62% азайтады (Ауыр техника инженериясы журналы, 2023), бұрғылау қуыстарының эллипстік пішінге ие болуын алдын алады. Маңызды өлшемдерге мыналар жатады:

• Штифт диаметрі (әдетте 20–50 тонналық машиналар үшін 80–120 мм)
• Втулка қабырғасының қалыңдығы (штифт диаметрінің ең аз 15%)
• Параллельдік допусы (жұбылатын беттер бойынша <0,1 мм/м)

Бұрыштық туралаудың 1,5° асуы ассиметриялық жүктемеге әкеп соғады және тұрақты жұмыс істеу кезінде тозуын 2–3 есе үдетеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Экскаватор ыдыстағы штифттерді жасау үшін қандай материалдар қолданылады?

Экскаватор ыдыстағы штифттер жиі қиындық пен беріктіктің оптималды тепе-теңдігін қамтамасыз ететін көміртегісі мол болаттан жасалады. Бор қоспасы бар және микросплавты болаттар да белгілі бір өнімділік артықшылықтары үшін қолданылады.

Жылумен өңдеу штифттердің өнімділігін қалай арттырады?

Қатайту сияқты жылулық өңдеу штифтің бетінде қаттылықтың біркелкі таралуын жақсартады, ол тозуға қарсы тұрақтылықты, серпімділікті және беріктікті арттырады, сондықтан қиын жағдайларда штифтердің жұмыс істеу мерзімі ұзарды.

Штифт-бушинг ықпаласуында туралау неге маңызды?

Дұрыс туралау жүктеменің оптималды таралуын қамтамасыз етеді және кернеудің шоғырлануын азайтады, бұл компоненттердің тозуын алдын алуға және олардың жұмыс істеу мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді.

Экскаватордың шелек бушингінде кездесетін негізгі тозу механизмдері қандай?

Негізгі үш тозу механизіміне ұсақ бөлшектерден туындайтын абразивті тозу, металдардың жанасуынан болатын адгезиялық тозу және көп рет қайталанатын жүктемеден пайда болатын беттік шаршау жатады.

Нитрлеу мен хромдау сияқты беттік өңдеулер экскаватор компоненттеріне қалай пайдалы?

Нитрлеу мен хромдау сияқты беттік өңдеулер компоненттердің бетінің қаттылығын арттырып, үйкелісті азайтады, ол әсіресе қатаң климаттық жағдайларда олардың тозбау мерзімін ұзартуға көмектеседі.