Τεχνολογία ενίσχυσης κλίσης υλικού ψαριού και λύση βελτίωσης της απόδοσης κόπωσης αρθρώσεων
Ποιες είναι οι κύριες μορφές και οι αιτίες της καταστροφής των αρθρώσεων της πλάκας από κόπωση;
Οι κύριες μορφές καταστροφής λόγω κόπωσης των αρμών της πλάκας ψαριού περιλαμβάνουν τρεις τύπους: ρωγμές γύρω από τις τρύπες των μπουλονιών, φθορά της επιφάνειας επαφής και κάταγμα σώματος. Οι ρωγμές γύρω από τις οπές των μπουλονιών είναι η πιο κοινή μορφή ζημιάς. Η αιτία είναι ότι ο συντελεστής συγκέντρωσης τάσης στις οπές των μπουλονιών είναι τόσο υψηλός όσο 3,0 και υπό την επίδραση των εναλλασσόμενων φορτίων τροχού-σιδηροτροχιάς, αρχικά θα ξεκινήσουν ρωγμές κόπωσης γύρω από τις οπές. Η αιτία της φθοράς της επιφάνειας επαφής είναι ότι η μετατόπιση της ράγας στον σύνδεσμο προκαλεί σχετική ολίσθηση μεταξύ της πλάκας ψαριού και της ράγας. Η τριβή ολίσθησης θα προκαλέσει ξεφλούδισμα μετάλλου στην επιφάνεια επαφής. Όταν το βάθος φθοράς υπερβαίνει τα 0,5 mm, θα επηρεάσει τον βαθμό προσαρμογής της άρθρωσης. Η αιτία του κατάγματος του σώματος είναι η ανεπαρκής αντοχή στην κόπωση του υλικού της πλάκας ψαριού. Όταν η ρωγμή εξαπλωθεί στο κρίσιμο μήκος, η πλάκα ψαριού θα υποστεί ξαφνικό κάταγμα. Αυτού του είδους οι ζημιές εμφανίζονται ως επί το πλείστον στα σημεία άρθρωσης των βαρέων-γραμμών έλξης. Η ζημιά κόπωσης των αρμών της πλάκας είναι επίσης στενά συνδεδεμένη με τη διαδικασία εγκατάστασης. Η ανεπαρκής ροπή του μπουλονιού θα οδηγήσει σε αυξημένα κενά αρμού και εντατική συγκέντρωση τάσης. Η υπερβολική ροπή θα οδηγήσει σε πλαστική παραμόρφωση της πλάκας ψαριού και θα μειώσει την αντίστασή της στην κόπωση. Επιπλέον, οι περιβαλλοντικοί παράγοντες είναι επίσης σημαντικά κίνητρα για ζημιές. Η διάβρωση στις παράκτιες γραμμές θα επιταχύνει τη διάδοση των ρωγμών και η χαμηλή θερμοκρασία στις αλπικές γραμμές θα μειώσει την σκληρότητα των πιάτων και θα αυξήσει τον κίνδυνο θραύσης.
Ποια είναι η βασική τεχνική αρχή της ενίσχυσης της κλίσης του υλικού της πλάκας;
Η βασική τεχνική αρχή της ενίσχυσης της κλίσης υλικού της πλάκας ψαριού είναι να πραγματοποιηθεί η συντονισμένη βελτίωση της σκληρότητας της μήτρας και της αντοχής της επιφάνειας. Μέσω της σύνθετης διαδικασίας "επεξεργασία σβέσης και σκλήρυνσης μήτρας + επεξεργασία επιφανειακής σκλήρυνσης" στην πλάκα ψαριού, η πλάκα ψαριού σχηματίζει μια κατανομή απόδοσης με κλίση. Η επεξεργασία σβέσης και σκλήρυνσης μήτρας υιοθετεί τη διαδικασία "σβέση + υψηλή{4}}θερμοκρασία θέρμανσης". Η πλάκα ψαριού θερμαίνεται στους 860-880 βαθμούς για σβήσιμο, και στη συνέχεια μετριάζεται στους 580-600 βαθμούς για υψηλή θερμοκρασία, έτσι ώστε η μήτρα να αποκτήσει δομή σκληρυμένου σορβίτη, η οποία έχει εξαιρετική σκληρότητα και αντοχή στην κρούση. Η ενέργεια πρόσκρουσης του δείκτη σκληρότητας είναι μεγαλύτερη ή ίση με 50J (-20 μοίρες). Η επεξεργασία επιφανειακής σκλήρυνσης υιοθετεί τη διαδικασία επαγωγής σκλήρυνσης, η οποία θερμαίνει τοπικά τα μέρη συγκέντρωσης τάσης όπως η επιφάνεια επαφής και η περιφέρεια της οπής του μπουλονιού της πλάκας ψαριού. Η θερμοκρασία θέρμανσης ελέγχεται στους 900-920 βαθμούς και στη συνέχεια ψύχεται γρήγορα, έτσι ώστε η επιφάνεια να σχηματίζει μια δομή σκληρυμένου μαρτενσίτη με πάχος 2-3 mm, η επιφανειακή σκληρότητα μπορεί να φτάσει το HRC55-60, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την αντοχή στη φθορά και την αντοχή στην κόπωση της επιφάνειας. Το κλειδί της ενίσχυσης της κλίσης είναι ο έλεγχος της απόδοσης του στρώματος μετάβασης. Το πάχος του στρώματος μετάβασης ελέγχεται στα 1-2 mm για να πραγματοποιηθεί η ομαλή μετάβαση απόδοσης μεταξύ της μήτρας και της επιφάνειας, αποφεύγοντας τη συγκέντρωση νέων τάσεων που προκαλούνται από ξαφνικές αλλαγές απόδοσης. Μέσω της επεξεργασίας ενίσχυσης με κλίση, η πλάκα ψαριού μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις διπλής απόδοσης της "αντίστασης κρούσης μήτρας και αντοχής στη φθορά της επιφάνειας" ταυτόχρονα, προσαρμοζόμενη στο πολύπλοκο περιβάλλον καταπόνησης της άρθρωσης.
Ποια είναι τα μέτρα διαδικασίας για την ενίσχυση της αντοχής στη φθορά των επιφανειών επαφής της πλάκας ψαριού;
Τα μέτρα διεργασίας για την ενίσχυση της αντοχής στη φθορά των επιφανειών επαφής της πλάκας ψαριού περιλαμβάνουν κυρίως τρεις τύπους: επαγωγική σκλήρυνση, συγκόλληση με ψεκασμό πλάσματος και νίτρωση επιφανειών. Η επαγωγική σκλήρυνση είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη διαδικασία. Θερμαίνει την επιφάνεια επαφής μέσω ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, αυξάνει τη σκληρότητα της επιφάνειας πάνω από το HRC55 και η αντίσταση στη φθορά είναι περισσότερο από 3 φορές υψηλότερη από αυτή των μη επεξεργασμένων πλακών ψαριών, οι οποίες μπορούν να αντισταθούν αποτελεσματικά στη φθορά ολίσθησης της επιφάνειας επαφής. Η διαδικασία συγκόλλησης με ψεκασμό πλάσματος ψεκάζει σκόνη-με βάση το κράμα σιδήρου στην επιφάνεια επαφής, το πάχος του στρώματος συγκόλλησης με ψεκασμό ελέγχεται στα 3-4mm, η σκληρότητα μπορεί να φτάσει το HRC60-65 και η αντίσταση στη φθορά είναι 2 φορές υψηλότερη από αυτή της διαδικασίας επαγωγικής σκλήρυνσης, η οποία είναι κατάλληλη για την ενίσχυση των γραμμών ψαριών. Η διαδικασία της επιφανειακής νιτρίωσης υιοθετεί τη μέθοδο της νιτροποίησης αερίου. Σε θερμοκρασία 520-540 μοιρών, άτομα αζώτου διεισδύουν στην επιφάνεια της πλάκας ψαριού για να σχηματίσουν ένα νιτρωμένο στρώμα με πάχος 0,3-0,5 mm, η επιφανειακή σκληρότητα μπορεί να φτάσει HV900-1000. Το νιτρωμένο στρώμα έχει εξαιρετική αντοχή στη φθορά και αντοχή στη διάβρωση, το οποίο είναι κατάλληλο για πλάκες ψαριών σε παράκτια διαβρωτικά περιβάλλοντα. Ανεξάρτητα από τη διαδικασία που υιοθετείται, η επιφάνεια επαφής πρέπει να υποβληθεί σε προεπεξεργασία. Η κλίμακα και τα ελαττώματα του οξειδίου της επιφάνειας αφαιρούνται με λείανση και η τραχύτητα της επιφάνειας ελέγχεται κάτω από το Ra1,6μm για να διασφαλιστεί η επίδραση της διαδικασίας ενίσχυσης. Μετά την επεξεργασία ενίσχυσης, η ακρίβεια της επιφάνειας επαφής πρέπει να ελεγχθεί για να διασφαλιστεί ότι η επιπεδότητα και η ακρίβεια διαστάσεων της επιφάνειας επαφής πληρούν τις απαιτήσεις σχεδιασμού και αποφεύγουν να επηρεάσουν τον βαθμό προσαρμογής της άρθρωσης.
Ποιος είναι ο σχεδιασμός και το σχέδιο διεργασίας για την ενίσχυση της αντοχής στην κόπωση των οπών των μπουλονιών της πλάκας ψαριού;
Το σχέδιο σχεδίασης και διεργασίας για την ενίσχυση της αντοχής στην κόπωση των οπών των μπουλονιών της πλάκας ψαριού υιοθετεί μια συνδυασμένη στρατηγική "βελτιστοποίηση σχήματος οπής + ενίσχυση περιφέρειας οπών". Η βελτιστοποίηση του σχήματος της οπής αλλάζει την παραδοσιακή κυκλική οπή σε ελλειπτική οπή και η κατεύθυνση του μακρού άξονα της έλλειψης είναι σύμφωνη με την κατεύθυνση τάσης, η οποία μπορεί να μειώσει τον παράγοντα συγκέντρωσης τάσης γύρω από την οπή από 3,0 σε κάτω από 1,5, μειώνοντας σημαντικά την πιθανότητα έναρξης ρωγμών. Για τυπικές πλάκες ψαριών των οποίων το σχήμα τρύπας δεν μπορεί να αλλάξει, υιοθετείται η διαδικασία ενίσχυσης έλασης περιφέρειας οπών. Το εσωτερικό τοίχωμα της οπής του μπουλονιού τυλίγεται με κρύο-ρολό με ένα εργαλείο κύλισης για να σχηματιστεί ένα στρώμα υπολειπόμενης θλιπτικής τάσης με πάχος 0,2-0,3 mm γύρω από την οπή. Η τιμή της υπολειπόμενης θλιπτικής τάσης μπορεί να φτάσει -300MPa έως -400MPa, γεγονός που μπορεί να αντισταθμίσει αποτελεσματικά την επίδραση της εναλλασσόμενης τάσης εφελκυσμού και να καθυστερήσει τη διάδοση των ρωγμών γύρω από την οπή. Η ενίσχυση της περιφέρειας οπών μπορεί επίσης να υιοθετήσει τη διαδικασία σβέσης με λέιζερ για να σβήσει τοπικά την περιφέρεια της οπής του μπουλονιού για να σχηματίσει έναν σκληρυμένο δακτύλιο με πλάτος 5-8 mm. Η σκληρότητα του σκληρυμένου δακτυλίου μπορεί να φτάσει πάνω από το HRC55, γεγονός που βελτιώνει την αντίσταση στη φθορά και την αντοχή στην κόπωση της περιφέρειας της οπής. Το σχέδιο σχεδίασης πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη την ακρίβεια προσαρμογής μεταξύ της οπής του μπουλονιού και του μπουλονιού, υιοθετώντας τη μεταβατική προσαρμογή και το κενό προσαρμογής ελέγχεται στα 0,05-0,1 mm για να αποφευχθεί η συγκέντρωση τάσης που προκαλείται από υπερβολικό διάκενο. Μετά την εφαρμογή του σχεδίου διεργασίας, απαιτούνται δοκιμές κόπωσης για την επαλήθευση της αντίστασης κόπωσης των οπών των μπουλονιών για να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν ρωγμές γύρω από τις οπές κάτω από 1 εκατομμύριο εναλλασσόμενα φορτία.
Ποιοι είναι οι βασικοί δείκτες και τα πρότυπα αξιολόγησης για την ανίχνευση απόδοσης κόπωσης των αρμών των πιάτων;
Οι βασικοί δείκτες για την ανίχνευση απόδοσης κόπωσης των αρμών πλάκας ψαριού περιλαμβάνουν τρεις κατηγορίες: διάρκεια ζωής κόπωσης, τάση γύρω από τις τρύπες των μπουλονιών και φθορά της επιφάνειας επαφής. Η ανίχνευση ζωής κόπωσης χρησιμοποιεί έναν πάγκο δοκιμών κόπωσης αρθρώσεων για την προσομοίωση φορτίων πρόσκρουσης τροχών-σιδηροτροχιών. Οι αρμοί πλάκας για-σιδηροδρομικές γραμμές υψηλής ταχύτητας πρέπει να περάσουν 5 εκατομμύρια κύκλους φόρτωσης χωρίς ζημιά, αυτοί για βαριές-γραμμές μεταφοράς πρέπει να περάσουν 3 εκατομμύρια κύκλους φόρτωσης χωρίς ζημιά και αυτοί για συνήθεις-γραμμές ταχύτητας πρέπει να περάσουν 2 εκατομμύρια κύκλους φόρτωσης χωρίς ζημιά. Η ανίχνευση τάσης γύρω από τις οπές των μπουλονιών υιοθετεί τη μέθοδο δοκιμής μετρητή τάσης. Γύρω από τις οπές επικολλώνται μετρητές καταπόνησης για τη μέτρηση της τιμής της τάσης υπό εναλλασσόμενα φορτία. Η τιμή τάσης πρέπει να είναι χαμηλότερη από το όριο κόπωσης του υλικού της πλάκας ψαριού και ο συντελεστής συγκέντρωσης τάσης είναι μικρότερος ή ίσος με 1,5. Η ανίχνευση φθοράς της επιφάνειας επαφής μετράται από ένα προφίλτρο. Μετά την προσομοίωση κύκλων φορτίου, το βάθος φθοράς της επιφάνειας επαφής Μικρότερο ή ίσο με 0,2 mm είναι κατάλληλο για να διασφαλιστεί ότι δεν επηρεάζεται ο βαθμός προσαρμογής της άρθρωσης. Το πρότυπο αξιολόγησης είναι ότι όλοι οι δείκτες ανίχνευσης πληρούν τα πρότυπα, η διάρκεια ζωής κόπωσης της άρθρωσης της πλάκας ψαριού πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού και το ποσοστό πιστοποίησης της ίδιας παρτίδας πιάτων είναι μεγαλύτερο ή ίσο με 98%. Επιπλέον, είναι επίσης απαραίτητο να ανιχνευθούν δείκτες όπως η ακρίβεια διαστάσεων και η κατανομή της σκληρότητας της πλάκας ψαριού για να διασφαλιστεί η επίδραση της διαδικασίας ενίσχυσης της κλίσης. Τα προϊόντα που δεν πληρούν τις προϋποθέσεις πρέπει να υποστούν εκ νέου επεξεργασία ή απόρριψη για να διασφαλιστεί η ασφάλεια των εφαρμογών μηχανικής.