Vliv polymerní kalicí kapaliny na výkon válečkového řetězu

Vliv polymerní kalicí kapaliny na výkon válečkového řetězu
V průmyslové oblasti,válečkový řetězJe důležitou součástí převodovky a její výkon přímo souvisí s provozní účinností a stabilitou mechanických zařízení. Jako klíčový článek pro zlepšení výkonu válečkových řetězů hraje výběr a použití kalicí kapaliny v procesu tepelného zpracování důležitou roli. Polymerní kalicí kapalina se jako běžné kalicí médium postupně široce používá při tepelném zpracování válečkových řetězů. Tento článek se podrobně zabývá tím, jak polymerní kalicí kapalina ovlivňuje výkon válečkových řetězů.

1. Materiály a základní požadavky na výkon válečkových řetězů
Válečkové řetězy se obvykle vyrábějí z uhlíkové oceli, legované oceli a dalších materiálů. Po zpracování a tvarování je třeba tyto materiály tepelně zpracovat, aby se zlepšila jejich tvrdost, odolnost proti opotřebení, únavová odolnost a další vlastnosti, které splňují požadavky na použití v různých pracovních podmínkách. Například u vysokorychlostních a těžkoběžných převodových systémů musí mít válečkové řetězy vyšší tvrdost a pevnost, aby odolaly obrovským tahovým a rázovým silám; u některých zařízení, která se často spouští a zastavuje, může dobrá únavová odolnost zajistit životnost válečkových řetězů.

2. Přehled kalicí kapaliny pro polymery
Polymerní kalicí kapalina je vyrobena ze specifického polyetherového neiontového vysokomolekulárního polymeru (PAG) s přísadou, která umožňuje dosáhnout dalších pomocných vlastností, a s odpovídajícím množstvím vody. Ve srovnání s tradičním kalicím olejem a vodou má polymerní kalicí kapalina mnoho výhod, jako je nastavitelná rychlost chlazení, ochrana životního prostředí a nízké provozní náklady. Její chladicí vlastnosti jsou mezi vodou a olejem a umožňuje účinně řídit rychlost chlazení během procesu kalení obrobku, čímž se snižuje jeho deformace a sklon k praskání.

3. Vliv polymerní kalicí kapaliny na výkon válečkového řetězu
(I) Tvrdost a pevnost
Když je válečkový řetěz kalený v polymerní kalicí kapalině, polymer v kalicí kapalině se při vysoké teplotě rozpouští a na povrchu válečkového řetězu vytváří povlak bohatý na vodu. Tento povlak může upravit rychlost chlazení válečkového řetězu tak, aby jeho rychlost chlazení v rozsahu martenzitické transformace byla střední, čímž se dosáhne jednotné a ideální martenzitické struktury. Ve srovnání s kalením ve vodě může polymerní kalicí kapalina snížit rychlost chlazení při kalení, snížit kalicí napětí a zabránit vzniku trhlin způsobených nadměrnou rychlostí chlazení válečkového řetězu; ve srovnání s kalením v oleji je rychlost chlazení relativně rychlá a lze dosáhnout vyšší tvrdosti a pevnosti. Například tvrdost válečkového řetězu kalené s vhodnou koncentrací polymerní kalicí kapaliny může dosáhnout rozmezí HRC30-HRC40. Ve srovnání s válečkovým řetězem, který nebyl kalený nebo používal jiná kalicí média, se tvrdost a pevnost výrazně zlepšují, čímž se zlepšuje únosnost a odolnost válečkového řetězu proti opotřebení.
(II) Odolnost proti opotřebení
Dobrá odolnost proti opotřebení je důležitou zárukou normálního provozu válečkového řetězu. Polymerní film vytvořený polymerní kalicí kapalinou na povrchu válečkového řetězu může nejen upravit rychlost chlazení, ale také do určité míry snížit oxidaci a oduhličení válečkového řetězu během procesu kalení a udržet kovovou aktivitu a integritu povrchu válečkového řetězu. V následném procesu používání je tvrdost povrchu válečkového řetězu kalená polymerní kalicí kapalinou vyšší, což může účinně odolávat tření a opotřebení mezi válečkem a deskou řetězu, čepem a dalšími součástmi a prodlužovat životnost válečkového řetězu. Rovnoměrné rozložení mikrostruktury kalení zároveň pomáhá zlepšit celkovou odolnost válečkového řetězu proti opotřebení, takže si i při dlouhodobém provozu udržuje dobrou přesnost a účinnost převodu.
(III) Odolnost proti únavě
Za skutečných provozních podmínek jsou válečkové řetězy často vystaveny opakovanému ohybovému a tahovému namáhání, což vyžaduje, aby válečkové řetězy měly vynikající odolnost proti únavě. Polymerní kalicí kapalina může snížit zbytkové napětí uvnitř válečkového řetězu řízením rozložení napětí během procesu kalení a tím zlepšit únavovou pevnost válečkového řetězu. Existence zbytkového napětí ovlivní iniciaci únavových trhlin a chování válečkového řetězu při cyklickém zatížení a rozumné použití polymerní kalicí kapaliny může optimalizovat stav zbytkového napětí válečkového řetězu tak, aby vydržel více cyklů bez poškození únavou při střídavém namáhání. Experimentální studie ukázaly, že lomová životnost válečkových řetězů ošetřených polymerní kalicí kapalinou v únavových testech může být několikanásobně nebo dokonce desítkynásobně prodloužena ve srovnání s neošetřenými válečkovými řetězy, což má velký význam pro zlepšení spolehlivosti mechanických zařízení a snížení nákladů na údržbu.
(IV) Rozměrová stabilita
Během procesu kalení je rozměrová přesnost válečkového řetězu ovlivněna mnoha faktory, jako je rychlost chlazení a kalicí napětí. Vzhledem k tomu, že rychlost chlazení polymerní kalicí kapalinou je relativně rovnoměrná a nastavitelná, může účinně snížit tepelné napětí a strukturální napětí válečkového řetězu během kalení, čímž se zlepší rozměrová stabilita válečkového řetězu. Ve srovnání s kalením ve vodě může polymerní kalicí kapalina snížit kalicí deformaci válečkového řetězu a snížit následné mechanické korekční práce; ve srovnání s kalením v oleji je rychlost chlazení rychlejší, což může zlepšit tvrdost a pevnost válečkového řetězu za předpokladu zajištění rozměrové stability. To umožňuje válečkovému řetězu lépe splňovat požadavky na konstrukční rozměry po kalení polymerní kalicí kapalinou, zlepšit přesnost montáže a přesnost přenosu a zajistit normální provoz mechanického zařízení.

4. Faktory ovlivňující výkon polymerní kalicí kapaliny na válečkovém řetězu
(I) Koncentrace kalicí kapaliny
Koncentrace polymerní kalicí kapaliny je jedním z klíčových faktorů ovlivňujících její chladicí výkon a kalicí účinek válečkových řetězů. Obecně platí, že čím vyšší je koncentrace kalicí kapaliny, tím více polymeru je v ní obsaženo, tím silnější je vytvářený povlak a tím pomalejší je rychlost ochlazování. U válečkových řetězů z různých materiálů a specifikací je nutné zvolit vhodnou koncentraci kalicí kapaliny, aby se dosáhlo nejlepšího kalicího výkonu. Například u některých malých, lehce zatížených válečkových řetězů lze použít nižší koncentraci polymerní kalicí kapaliny, například 3 %–8 %; zatímco u velkých, těžce zatížených válečkových řetězů je třeba koncentraci kalicí kapaliny vhodně zvýšit na 10 %–20 % nebo i více, aby byly splněny požadavky na tvrdost a pevnost. Ve skutečné výrobě musí být koncentrace kalicí kapaliny přísně kontrolována a musí se provádět pravidelné kontroly a úpravy, aby se zajistila stabilita kvality kalení.
(II) Teplota kalení
Teplota kalení má také důležitý vliv na výkon válečkového řetězu. Vyšší teplota kalení může způsobit nárůst austenitových zrn uvnitř válečkového řetězu, ale také snadno může způsobit snížení tvrdosti a houževnatosti po kalení, což zvyšuje riziko vzniku trhlin při kalení. Pokud je teplota kalení příliš nízká, nemusí být dosaženo dostatečné tvrdosti a martenzitické struktury, což ovlivňuje zlepšení výkonu válečkového řetězu. Pro různé specifikace ocelí a válečkových řetězů je nutné určit vhodný rozsah teploty kalení podle jejich materiálových vlastností a požadavků procesu. Obecně řečeno, teplota kalení válečkových řetězů z uhlíkové oceli je mezi 800 °C a 900 °C, zatímco teplota kalení válečkových řetězů z legované oceli je o něco vyšší, obvykle mezi 850 °C a 950 °C. Během kalení by měla být přísně kontrolována rovnoměrnost a přesnost teploty ohřevu, aby se zabránilo rozdílům ve výkonu válečkových řetězů v důsledku teplotních výkyvů.
(III) Cirkulace a míchání chladicího média
Během procesu kalení má cirkulace a míchání chladicího média významný vliv na účinnost výměny tepla mezi polymerní kalicí kapalinou a válečkovým řetězem. Dobrá cirkulace a míchání může zajistit plný kontakt kalicí kapaliny s povrchem válečkového řetězu, urychlit přenos tepla a zlepšit rovnoměrnost rychlosti kalení. Pokud proudění chladicího média není plynulé, teplota kalicí kapaliny v lokální oblasti stoupá příliš rychle, což způsobí nekonzistentní rychlost chlazení v různých částech válečkového řetězu a nadměrné kalicí napětí a deformace. Proto by při navrhování a používání kalicí nádrže měl být vybaven vhodným cirkulačním míchacím systémem, který zajistí dobrý stav proudění kalicí kapaliny a vytvoří příznivé podmínky pro rovnoměrné kalení válečkového řetězu.
(IV) Povrchový stav válečkového řetězu
Stav povrchu válečkového řetězu bude mít také určitý vliv na chladicí účinek a konečný výkon polymerní kalicí kapaliny. Například pokud se na povrchu válečkového řetězu nacházejí nečistoty, jako je olej, železné piliny, okuje atd., ovlivní to tvorbu a přilnavost polymerního filmu, sníží chladicí výkon kalicí kapaliny a povede k nerovnoměrné tvrdosti při kalení nebo k prasklinám při kalení. Proto musí být povrch válečkového řetězu před kalením důkladně vyčištěn, aby se zajistilo, že je jeho povrch čistý a bez vad, jako je olej a okuje, aby polymerní kalicí kapalina mohla plně plnit svou funkci a zlepšit kvalitu kalení válečkového řetězu.
(V) Použití přísad
Aby se dále zlepšil výkon polymerní kalicí kapaliny a zlepšil se kalicí účinek válečkového řetězu, někdy se do kalicí kapaliny přidávají speciální přísady. Například přidání inhibitoru koroze může zabránit korozi válečkového řetězu po kalení a prodloužit jeho životnost; přidání odpěňovače může snížit pěnu vznikající během kalení a zlepšit výkon a bezpečnost kalicí kapaliny; přidání povrchově aktivní látky může zlepšit smáčivost a přilnavost polymerní kalicí kapaliny, zvýšit její kontaktní účinek s povrchem válečkového řetězu a zlepšit účinnost chlazení. Při výběru a používání přísad by měly být přiměřeně sladěny s ohledem na specifický proces kalení a požadavky na výkon válečkového řetězu a množství přísad by mělo být přísně kontrolováno, aby se zabránilo nepříznivým účinkům na výkon kalicí kapaliny.

5. Údržba a správa polymerní kalicí kapaliny
Aby byla zajištěna dlouhodobá stabilita a výkon polymerní kalicí kapaliny během tepelného zpracování válečkového řetězu, je nutné ji efektivně udržovat a řídit.
Pravidelná detekce koncentrace: Používejte profesionální přístroje, jako jsou refraktometry, k pravidelné detekci koncentrace kalicí kapaliny a včas ji upravujte podle výsledků testu. Obecně se doporučuje testovat koncentraci jednou týdně. Pokud se zjistí, že koncentrace překračuje procesní požadavky, měla by se kapalina zředit nebo včas přidat nový polymerní základní roztok.
Kontrola obsahu nečistot: Pravidelně čistěte nečistoty a plovoucí olej na dně kalicí nádrže, abyste zabránili nadměrnému ovlivnění chladicího výkonu a životnosti kalicí kapaliny nečistotami. Pro cirkulaci a filtraci kalicí kapaliny za účelem odstranění pevných nečistot, jako jsou železné piliny a oxidy.
Zabránění růstu bakterií: Polymerní kalicí kapalina je během používání náchylná k množení bakterií, což způsobuje její zhoršení a zhoršení jejích vlastností. Proto je nutné pravidelně přidávat baktericidy a udržovat kalicí kapalinu čistou a dobře větranou, aby se zabránilo růstu bakterií. Baktericidy se obvykle přidávají každé dva týdny a pozornost se věnuje regulaci teploty a hodnoty pH kalicí kapaliny, aby se udržely v vhodném rozmezí.
Věnujte pozornost chladicímu systému: Pravidelně kontrolujte a udržujte chladicí systém kalicí nádrže, abyste zajistili účinnou regulaci teploty kalicí kapaliny. Porucha chladicího systému může způsobit příliš vysokou nebo příliš nízkou teplotu kalicí kapaliny, což ovlivní její chladicí výkon a kvalitu kalení válečkového řetězu. Pravidelně kontrolujte, zda není chladicí potrubí ucpané, zda čerpadlo chladicí vody funguje správně atd., a včas provádějte opravy a údržbu.

6. Závěr
Polymerní kalicí kapalina hraje zásadní roli v procesu tepelného zpracování válečkových řetězů. Výrazně zlepšuje komplexní vlastnosti válečkových řetězů, jako je tvrdost, pevnost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti únavě a rozměrová stabilita, a to úpravou rychlosti ochlazování při kalení a optimalizací vnitřní organizační struktury. Aby se však plně využily výhody polymerní kalicí kapaliny a dosáhlo se ideálního výkonu válečkového řetězu, je nutné komplexně zvážit několik faktorů, jako je koncentrace kalicí kapaliny, teplota kalení, cirkulace a míchání chladicího média, stav povrchu válečkového řetězu a použití přísad, a striktně udržovat a spravovat kalicí kapalinu. Pouze tímto způsobem můžeme zajistit, aby válečkové řetězy mohly stabilně a spolehlivě fungovat v různých mechanických zařízeních a splňovat vysoké výkonnostní požadavky moderní průmyslové výroby na převodové komponenty.