Sunkiasvoris bėgelio riedulys su specialiu paviršiaus kietinimu, užtikrinančiu puikią dilimo atsparumą

Mokslas, stovintis už kietinimo apdorojimų, kurie pagerina Grotas Veikimas

Kodėl nusidėvėjimo atsparumas yra kritiškai svarbus ištverminguose Gyvatinių roliai

Abrazyvios aplinkos, tokiose kaip kalnakasyba ir statyba, bėgių riedliai patiria ilgalaikį kontaktinį slėgį, viršijantį 1 500 MPa. Nusidėvėjimo atsparumas tiesiogiai lemia komponento tarnavimo laiką – ankstyvas nusidėvėjimas lemia brangias prastovas ir važiuoklės gedimus. 2023 m. tyrimas parodė, kad paviršiaus kietumo padidinimas 20 % karjeruose naudojamose sąlygose sumažina bėgių riedlių keitimo dažnumą 35 %.

Kaip kietinimas gerina paviršiaus vientisumą ir apkrovos nešančią gebą

Kietinimo apdorojimai sukuria martensitą turintį plieno sluoksnį (55–65 HRC) ant ritinio paviršiaus, išlaikant plastišką šerdį (30–40 HRC). Ši dviguba struktūra leidžia:

• 40 % didesnės sutrupinimo atsparumo lyginant su neapdorotais ritiniais
• 30 % ilgesnis nuovargio tarnavimo laikas ciklinės apkrovos sąlygomis
• Paviršinių suspaudimo įtempių, kurie slopina įtrūkimų plitimą

Kietumo optimizavimas su atleidimu ir kontroliuojamo aušinimo procesais

Po kietinimo atleidimas (150–300 °C, 2–4 valandas) sumažina trapumą, 10–15 % martensito verčiant į atleistą martensitą. Derinant su priverstiniu oro aušinimu 25–50 °C/s greičiu, pasiekiamas:

• Optimalus kietumo ir atsparumo smūgiams balansas (55 HRC paviršius / 35 HRC šerdis)
• Liktinių įtempties sumažėjimas 40–60 % lyginant su alaus užkaitinimu
• <0,1 % matmenų kaita per fazinį virsmą

Medžiagų pasirinkimas Gyvatinių roliai : Legiruotoji plienas vs. Anglies plienas reikalaujančiose aplikacijose

40CrMo, 42CrMo ir mangano plienų stiprumo ir atsparumo skirtumai

Takelių rolėms naudojami medžiagų turi išlaikyti nepaprastai didelius slėgio režimus. Atsižvelgiant į sunkias darbo sąlygas, 40CrMo ir 42CrMo legiruotieji plienai yra pagrindinis pasirinkimas dėl jų chromo ir molibdeno sudėties. Šie lydiniai padidina temptinį stiprumą nuo 15 % iki 20 % lyginant su įprastu anglies plienu, todėl puikiai tinka sudėtingoms aplinkoms. Kita vertus, mangano plienai, tokie kaip NM400, pasižymi puikiu atsparumu smūgiams, pasiekiant kietumą apie 350 HB. Tačiau čia taip pat yra niuansas. Nors šios medžiagos gerai atlaiko smūgius, jos dažnai yra sunkiau suvirinamos. Pažvelkime arčiau, kaip šios skirtingos medžiagos veikia praktikoje.

Gamybos pranašumas: bėgių riedlių kovavimas, terminis apdorojimas ir tikslus apdirbimas

Kovinis ratų korpusas, užtikrinantis konstrukcinį vientisumą ir atsparumą nuovargiui

Gamyba prasideda formos kovavimu, naudojant lydinius plienus, tokius kaip 40Mn2 arba 50Mn. Procesas vyksta temperatūrose aukštesnėse nei 1 100 laipsnių Celsijaus, kurios padeda išlyginti metalo grūdelius ir sumažinti tuos varginančius vidinius tarpus, kurių visi norime išvengti. Kai grūdeliai tinkamai subrandinami šiuo būdu, gautas medžiaga yra apie 12 procentų tankesnė nei liejimo metodais gaunama. Tai daro didelį skirtumą, kai detalės turi atlaikyti pakartotinus didelius apkrovimus, kartais viršijančius 25 tonas, nesugedant. Koviniai ratų korpusai išlaiko labai tikslų matmenų kontrolę – apie plius arba minus 0,5 milimetro. Šie maži, bet svarbūs toleransai padeda neleisti susidaryti įtempties taškams, dėl kurių plyšta įranga, kasdien naudojama karjeruose ir kasyklose visoje šalyje.

Kaiščių gamyba: pagrindo atsparumo pasiekimas kietinant ir atleidžiant

Takelio riedliuičių kaiščiai apdorojami aliejumi kietinami, o po to – aukštoje temperatūroje atleidžiami (450–600 °C), kad būtų suderintas paviršiaus kietumas (58–62 HRC) su branduolio plastiškumu. Ši dvifazė struktūra neleidžia trapiai lūžti, išlaikant mažiausią Charpy smūginį atsparumą 40 J temperatūroje -20 °C. Apdorojimo pabaigoje ultragarsinis tyrimas patvirtina <0,2 % defektų rodiklį svarbiose apkrovos zonose.

Paviršiaus šlifavimas ir galutinis apdirbimas, siekiant tikslumo matmenyse ir lygaus paviršiaus

CNC šlifavimo staklės pasiekia paviršiaus apdorojimą iki ₺0,8 μm Ra, sumažindamos trinties šilumą veikimo metu. Pažangios horizontalios frezavimo sistemos užtikrina radialinį važiavimą mažesnį nei 0,02 mm, dėl ko tyrimai rodo net 37 % mažesnį netolygų dėvėjimą aukšto greičio taikymo srityse. Galutinė apžiūra apima CMM patvirtinimą, kad skyvo koncentriškumas būtų ne didesnis kaip 5 mikronai.

DUK

Kokia yra nusidėvėjimo atsparumo svarba gyvatinių roliai ?

Dėvėjimosi atsparumas yra svarbus bėginių riedliuose, nes tiesiogiai veikia komponentų tarnavimo laiką. Aukštas dėvėjimosi atsparumas sumažina ankstyvą susidėvėjimą, mažina brangias prastovas ir neleidžia važiuoklės gedimams agresyviose aplinkose, tokiomis kaip kalnakasyba ir statyba.

Kaip kietinimo apdorojimai pagerina bėginių riedlių našumą?

Kietinimo apdorojimai sukuria martensitinio plieno sluoksnį ant riedlio paviršiaus, padidindami sutraiškymo atsparumą, nuovargio ilgaamžiškumą ir įtrūkimų plitimo slopinimą. Tai lemia geresnę paviršiaus vientisumą ir didesnį guolinių gebą.

Ar lazerinio kietinimo technologijos geresnės už tradicines metodus?

Lazerinio kietinimo technologijos siūlo tikslų valdymą, mažina detalės iškraipymą ir pasiekia didesnį kietumo vienodumą, palyginti su tradiciniais metodais, tokiais kaip indukcinis kietinimas. Tai rezultatuojasi geresniu ilgaamžiškumu ir dėvėjimosi atsparumu bėginių riedliuose.