Γιατί οι πλάκες ψαριών δεν μπορούν να είναι ομοιόμορφα σκληρές
Μια πλάκα ψαριού συνδέει δύο άκρα σιδηροτροχιάς και βιδώνεται μέσω του ιστού της ράγας. Κατά τη διάρκεια του σέρβις φέρει δύο αντιφατικά φορτία: η επιφάνεια επαφής τρίβεται στον ιστό της ράγας και χρειάζεται υψηλή σκληρότητα για να αντισταθεί στη φθορά, ενώ το σώμα της πλάκας χτυπιέται από εναλλασσόμενες κρουστικές τάσεις από κάθε τροχό που περνά και χρειάζεται υψηλή σκληρότητα. Ένας συνολικός-σχεδιασμός υψηλής σκληρότητας αντέχει στη φθορά, αλλά γίνεται εύθραυστος και επιρρεπής σε θραύση υπό την κρούση. Ένας γενικός σχεδιασμός χαμηλής-σκληρότητας είναι σκληρός, αλλά η επιφάνεια επαφής φθείρεται γρήγορα, η άρθρωση χαλαρώνει και η γεωμετρία του άκρου της ράγας καταστρέφεται. Ο σχεδιασμός της κλίσης σκληρότητας επιλύει την αντίφαση δίνοντας σε κάθε ζώνη της πλάκας την ιδιότητα που πραγματικά χρειάζεται.
The Ideal Hardness Gradient: Ζώνη ανά Ζώνη
Η αποδεκτή καμπύλη κλίσης κατεβαίνει απαλά από την επιφάνεια εργασίας προς τον πυρήνα. Ο παρακάτω πίνακας δίνει τις ζώνες-στόχους για μια πλάκα ψαριού που έχει σκληρυνθεί με επιφανειακή επαγωγική σκλήρυνση, με το βάθος του σκληρυμένου στρώματος να ελέγχεται στα 3 mm περίπου.
| Ζώνη | Βάθος | Σκληρότητα | Λειτουργία |
|---|---|---|---|
| Επιφανειακό στρώμα | 0-0,5 χλστ | HRC 45-50 | Αντοχή στη φθορά στον ιστό της σιδηροτροχιάς. προστατεύει το πρόσωπο επαφής |
| Μεταβατικό στρώμα | 0,5-3 χλστ | HRC 45 έως 35, ρυθμός αλλαγής Μικρότερο ή ίσο με 5 HRC ανά mm | Buffer zone; αποφεύγει τα απότομα βήματα σκληρότητας και τη συγκέντρωση στρες |
| Πυρήνας | Κάτω από 3 χλστ | HRC 28-32 | Ανθεκτικότητα κρούσης; φέρει εναλλασσόμενη τάση κάμψης |
Το μεταβατικό στρώμα είναι το κρίσιμο μέρος του σχεδιασμού. Αφήνει την πίεση να ρέει ομαλά από τη σκληρή επιφάνεια στον σκληρό πυρήνα, έτσι ώστε η διεπαφή να μην γίνεται πηγή ρωγμών.
Λειτουργίες αστοχίας που προκαλούνται από λανθασμένο σχεδιασμό κλίσης
Σκληρυμένο στρώμα πολύ ρηχό (κάτω από 1 mm): η σκληρή επιφάνεια φθείρεται γρήγορα, εκθέτοντας τον μαλακό πυρήνα και προκαλώντας πρόωρη χαλάρωση της άρθρωσης.
Σκληρυμένο στρώμα πολύ βαθύ (πάνω από 5 mm): το στρώμα μετάβασης εξαφανίζεται, ο πυρήνας γίνεται πολύ σκληρός, η σκληρότητα πέφτει και το σπάσιμο λόγω κόπωσης ξεκινά από τις οπές των μπουλονιών.
Υπερβολικά απότομη κλίση (χωρίς στρώμα μετάβασης): η επιφάνεια-διεπαφή πυρήνα λειτουργεί ως πηγή ρωγμών. υπό δόνηση οι ρωγμές διαδίδονται κατά μήκος της διεπιφάνειας και προκαλούν θραύση αποκόλλησης.
Και οι τρεις αστοχίες προέρχονται από την ίδια βασική αιτία: μια ανισορροπία μεταξύ αντοχής στη φθορά και σκληρότητας στη διατομή-.
Απαιτήσεις κινεζικών εναντίον διεθνών δοκιμών
Τα κινεζικά πρότυπα για τις συμβατικές πλάκες ψαριών γενικά δοκιμάζουν δύο σημεία - σκληρότητα επιφάνειας και σκληρότητα πυρήνα - και χρησιμοποιούν το σκληρυμένο βάθος στρώματος ως δείκτη αναφοράς. Η διεθνής πρακτική, που αντιπροσωπεύεται από το UIC 860, απαιτεί μια δοκιμή καμπύλης κλίσης σκληρότητας: η σκληρότητα μετριέται κάθε 0,2 mm κατά μήκος της διατομής-για τη σχεδίαση της πλήρους καμπύλης και δεν επιτρέπονται απότομες αλλαγές σκληρότητας. Για τις πλάκες ψαριών βαρέων-ανασυρόμενων, οι διεθνείς προδιαγραφές προχωρούν περισσότερο και καθορίζουν τον ρυθμό αλλαγής της σκληρότητας του στρώματος μετάβασης σε όχι περισσότερο από 5 HRC ανά mm και απαιτούν δοκιμές προσομοίωσης φθοράς για να αποδειχθεί ότι η κλίση βελτιώνει πραγματικά την αντίσταση στη φθορά των αρμών.
Στην-Μη καταστροφική αξιολόγηση του ιστότοπου-
Η πιο πρακτική μέθοδος πεδίου είναι η δοκιμή σκληρότητας Leeb πολλαπλών σημείων. Μετρήστε πρώτα τη σκληρότητα στην επιφάνεια εργασίας (επαφής) - θα πρέπει να δείχνει HRC 45-50. Στη συνέχεια, κάντε αρκετές μετρήσεις στο πλάι της πλάκας από την επιφάνεια προς το κέντρο και παρατηρήστε την τάση. Μια λογική κλίση δείχνει σταθερή σκληρότητα επιφάνειας μεταξύ της επιφάνειας εργασίας και της πλευρικής όψης, με τη σκληρότητα να μειώνεται σταδιακά προς τον πυρήνα. Η ομοιόμορφη πλευρική σκληρότητα ή μια απότομη πτώση υποδηλώνει πρόβλημα της διαδικασίας σβέσης. Για κρίσιμους αρμούς, μια δειγματοληπτική μεταλλογραφική εξέταση μπορεί να επιβεβαιώσει οπτικά τη δομή των σκληρυμένων και μεταβατικών στρωμάτων.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε1: Γιατί να μην κάνετε απλώς πολύ σκληρό ολόκληρο το πιάτο;
Υψηλή σκληρότητα σημαίνει υψηλή ευθραυστότητα. Μια ομοιόμορφα σκληρή πλάκα ψαριού σπάει κάτω από την εναλλασσόμενη κρουστική φόρτιση στις αρθρώσεις και μια σπασμένη πλάκα ψαριού είναι πολύ πιο επικίνδυνη από μια φθαρμένη. Ο σχεδιασμός με κλίση διατηρεί την επιφάνεια σκληρή για φθορά, ενώ ο πυρήνας παραμένει σκληρός για κρούση.
Ε2: Τι συμβαίνει εάν το σκληρυμένο στρώμα είναι πολύ ρηχό;
Εάν το σκληρυμένο στρώμα είναι κάτω από περίπου 1 mm, η σκληρή επιφάνεια φθείρεται γρήγορα κατά τη λειτουργία, ο μαλακός πυρήνας εκτίθεται, ο σύνδεσμος χαλαρώνει και τα άκρα της ράγας αρχίζουν να χτυπούν. Στη συνέχεια, η πλάκα ψαριού πρέπει να αντικατασταθεί πολύ νωρίτερα από τη διάρκεια ζωής της.
Ε3: Τι απαιτεί η UIC 860 για τη δοκιμή κλίσης σκληρότητας;
Το UIC 860 επιβάλλει μια δοκιμή καμπύλης κλίσης σκληρότητας με μετρήσεις που λαμβάνονται κάθε 0,2 mm στη διατομή- και απαγορεύει τις απότομες αλλαγές σκληρότητας. Για εφαρμογές βαρέων αποστάσεων-περιορίζει επίσης τον ρυθμό αλλαγής του στρώματος μετάβασης σε μικρότερο ή ίσο με 5 HRC ανά mm και απαιτεί δοκιμή προσομοίωσης φθοράς.
Ε4: Πώς μπορώ να ελέγξω την κλίση μιας πλάκας ψαριού επί τόπου χωρίς να την καταστρέψω;
Χρησιμοποιήστε έναν ελεγκτή σκληρότητας Leeb: μετρήστε την επιφάνεια εργασίας (αναμένετε HRC 45-50) και στη συνέχεια λάβετε τις μετρήσεις από την πλευρά της πλάκας προς το κέντρο. Μια σταδιακή πτώση υποδηλώνει μια λογική κλίση. ένα ομοιόμορφο πλευρικό προφίλ ή απότομα πτώση υποδηλώνει πρόβλημα σβέσης.
Ε5: Ποιες τοποθεσίες πίστας χρειάζονται περισσότερο ντεγκραντέ-σκληρυμένες πλάκες;
Γραμμές βαρέων-μεταφοράς και γραμμές υψηλής-ταχύτητας, όπου οι περιοχές των αρθρώσεων βλέπουν τον υψηλότερο συνδυασμό φθοράς και κρουστικής φόρτισης. Η ίδια λογική ισχύει και για τους αρμούς γεφυρών και σήραγγας, όπου η πρόσβαση για αντικατάσταση είναι δύσκολη και η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής έχει μεγαλύτερη σημασία.