Proses Tymheru Cadwyn Rholer: Cydran Graidd sy'n Pennu Dibynadwyedd Trosglwyddo
Yn y sector trosglwyddo diwydiannol,cadwyni rholioyn gydrannau allweddol ar gyfer trosglwyddo pŵer a symudiad, ac mae eu perfformiad yn effeithio'n uniongyrchol ar effeithlonrwydd gweithredu a diogelwch y peiriannau cyfan. O drosglwyddiad dyletswydd trwm mewn peiriannau mwyngloddio i yrru offer peiriant manwl gywir, o weithrediadau maes mewn peiriannau amaethyddol i drosglwyddo pŵer mewn peiriannau ceir, mae cadwyni rholer yn gyson yn chwarae rôl “pont pŵer.” Mewn gweithgynhyrchu cadwyni rholer, mae tymeru, cam craidd yn y broses trin gwres, fel y cam hanfodol sy'n “troi carreg yn aur,” gan bennu cryfder, caledwch, ymwrthedd gwisgo, a bywyd gwasanaeth y gadwyn yn uniongyrchol.
1. Pam mae tymheru yn “gwrs gorfodol” mewn gweithgynhyrchu cadwyni rholio?
Cyn trafod y broses dymheru, mae angen i ni egluro yn gyntaf: Pam mae tymheru cadwyn rholer yn hanfodol? Mae hyn yn dechrau gyda phrosesu cydrannau craidd y gadwyn: rholeri, bwshiau, pinnau, a phlatiau cyswllt. Ar ôl ffurfio, mae cydrannau allweddol y gadwyn rholer fel arfer yn mynd trwy broses diffodd: caiff y darn gwaith ei gynhesu uwchlaw'r tymheredd critigol (fel arfer 820-860°C), ei ddal ar y tymheredd hwnnw am gyfnod o amser, ac yna ei oeri'n gyflym (e.e., mewn dŵr neu olew) i drawsnewid strwythur mewnol y metel yn martensit. Er bod diffodd yn cynyddu caledwch y darn gwaith yn sylweddol (gan gyrraedd HRC 58-62), mae hefyd yn cyflwyno anfantais hanfodol: straen mewnol uchel iawn a brau, gan ei wneud yn agored i dorri o dan sioc neu ddirgryniad. Dychmygwch ddefnyddio cadwyn rholer wedi'i diffodd yn uniongyrchol ar gyfer trosglwyddo. Gallai methiannau fel torri pinnau a chracio rholer ddigwydd yn ystod y llwyth cychwynnol, gyda chanlyniadau trychinebus.
Mae'r broses dymheru yn mynd i'r afael â'r broblem "caled ond brau" ar ôl diffodd. Caiff y darn gwaith wedi'i ddiffodd ei ailgynhesu i dymheredd islaw'r tymheredd critigol (fel arfer 150-350°C), ei ddal ar y tymheredd hwnnw am gyfnod o amser, ac yna ei oeri'n araf. Mae'r broses hon yn addasu strwythur mewnol y metel i gyflawni'r cydbwysedd gorau posibl rhwng caledwch a chaledwch. Ar gyfer cadwyni rholio, mae tymheru yn chwarae rhan allweddol mewn tair maes allweddol:
Lleddfu straen mewnol: Yn rhyddhau straen strwythurol a thermol a gynhyrchir yn ystod diffodd, gan atal anffurfiad a chracio yn y darn gwaith oherwydd crynodiad straen yn ystod y defnydd;
Optimeiddio priodweddau mecanyddol: Addaswch gymhareb caledwch, cryfder a chaledwch yn seiliedig ar ofynion y cymhwysiad—er enghraifft, mae angen caledwch uwch ar gadwyni ar gyfer peiriannau adeiladu, tra bod angen caledwch uwch ar gadwyni trosglwyddo manwl gywir;
Sefydlogi microstrwythur a dimensiynau: Sefydlogi microstrwythur mewnol y metel i atal anffurfiad dimensiynol y gadwyn a achosir gan newidiadau microstrwythur yn ystod y defnydd, a allai effeithio ar gywirdeb trosglwyddo.
II. Paramedrau Craidd a Phwyntiau Rheoli'r Broses Tymheru Cadwyn Rholer
Mae effeithiolrwydd y broses dymheru yn dibynnu ar reolaeth fanwl gywir o dri pharamedr craidd: tymheredd, amser, a chyfradd oeri. Gall gwahanol gyfuniadau o baramedrau gynhyrchu canlyniadau perfformiad gwahanol iawn. Mae angen teilwra'r broses dymheru i wahanol gydrannau'r gadwyn rholer (rholeri, bwshiau, pinnau, a phlatiau) oherwydd eu nodweddion llwyth a'u gofynion perfformiad amrywiol.
1. Tymheredd Tymheru: Y “Bwlb Craidd” ar gyfer Rheoli Perfformiad
Tymheredd tymheru yw'r ffactor pwysicaf wrth bennu perfformiad terfynol darn gwaith. Wrth i'r tymheredd gynyddu, mae caledwch y darn gwaith yn lleihau a'i galedwch yn cynyddu. Yn dibynnu ar y defnydd o'r gadwyn rholio, mae tymereddau tymheru fel arfer yn cael eu categoreiddio fel a ganlyn:
Tymheru tymheredd isel (150-250°C): Fe'i defnyddir yn bennaf ar gyfer cydrannau sydd angen caledwch uchel a gwrthiant gwisgo, fel rholeri a bwshiau. Mae tymheru tymheredd isel yn cynnal caledwch darn gwaith o HRC 55-60 wrth ddileu rhywfaint o straen mewnol, gan ei wneud yn addas ar gyfer cymwysiadau trosglwyddo amledd uchel, effaith isel (megis gyriannau werthyd offer peiriant).
Tymheru tymheredd canolig (300-450°C): Addas ar gyfer cydrannau sydd angen cryfder a hydwythedd uchel, fel pinnau a phlatiau cadwyn. Ar ôl tymheru tymheredd canolig, mae caledwch y darn gwaith yn gostwng i HRC 35-45, gan wella ei gryfder cynnyrch a'i derfyn elastigedd yn sylweddol, gan ei alluogi i wrthsefyll llwythi effaith trwm (e.e., mewn peiriannau adeiladu ac offer mwyngloddio).
Tymheru tymheredd uchel (500-650°C): Anaml y caiff ei ddefnyddio ar gyfer cydrannau craidd cadwyn rholio, dim ond mewn cymwysiadau arbenigol ar gyfer cydrannau ategol sydd angen caledwch uchel y caiff ei ddefnyddio. Ar y tymheredd hwn, mae'r caledwch yn cael ei leihau ymhellach (HRC 25-35), ond mae caledwch effaith yn gwella'n sylweddol.
Pwyntiau Rheoli Allweddol: Mae unffurfiaeth tymheredd o fewn y ffwrnais dymheru yn hanfodol, gyda gwahaniaethau tymheredd yn cael eu rheoli o fewn ±5°C. Gall tymereddau anwastad arwain at amrywiadau perfformiad sylweddol o fewn yr un swp o ddarnau gwaith. Er enghraifft, gall tymereddau lleol rhy uchel ar roleri greu "mannau meddal", gan leihau ymwrthedd i wisgo. Gall tymereddau rhy isel ddileu straen mewnol yn llwyr, gan arwain at gracio.
2. Amser Tymheru: “Amod Digonol” ar gyfer Trawsnewid Microstrwythurol
Rhaid i'r amser tymheru sicrhau digon o drawsnewidiad microstrwythurol o fewn y darn gwaith gan osgoi dirywiad perfformiad a achosir gan or-dymheru. Mae amser rhy fyr yn atal rhyddhau straen mewnol yn llwyr, gan arwain at drawsnewidiad microstrwythurol anghyflawn a chaledwch annigonol. Mae amser rhy hir yn cynyddu costau cynhyrchu a gall hefyd arwain at ostyngiad gormodol mewn caledwch. Yn gyffredinol, mae'r amser tymheru ar gyfer cydrannau cadwyn rholio yn cael ei bennu gan drwch y darn gwaith a llwyth y ffwrnais:
Cydrannau â waliau tenau (megis platiau cadwyn, 3-8mm o drwch): Mae'r amser tymheru fel arfer yn 1-2 awr;
Cydrannau â waliau trwchus (megis rholeri a phinnau, diamedr 10-30mm): Dylid ymestyn yr amser tymheru i 2-4 awr;
Ar gyfer llwythi ffwrnais mwy, dylid cynyddu'r amser tymheru 10% -20% i sicrhau trosglwyddiad gwres cyfartal i graidd y darn gwaith.
Pwyntiau Rheoli Allweddol: Gall defnyddio dull “ramp tymheredd cam” optimeiddio effeithlonrwydd tymheru—codwch dymheredd y ffwrnais i 80% o’r tymheredd targed yn gyntaf, daliwch ef am 30 munud, ac yna ei godi i’r tymheredd targed i osgoi straen thermol newydd yn y darn gwaith oherwydd cynnydd cyflym yn y tymheredd.
3. Cyfradd Oeri: Y “Llinell Amddiffyn Olaf” ar gyfer Perfformiad Sefydlog
Mae gan y gyfradd oeri ar ôl tymheru effaith gymharol fach ar berfformiad y darn gwaith, ond mae angen ei rheoli'n iawn o hyd. Defnyddir oeri aer (oeri naturiol) neu oeri ffwrnais (oeri ffwrnais) fel arfer:
Ar ôl tymheru tymheredd isel, defnyddir oeri aer yn gyffredinol i ostwng y tymheredd yn gyflym i dymheredd ystafell ac osgoi dod i gysylltiad hirfaith â thymheredd canolig, a all arwain at golli caledwch.
Os oes angen caledwch uwch ar ôl tymheru tymheredd canolig, gellir defnyddio oeri ffwrnais. Mae'r broses oeri araf yn mireinio maint y grawn ymhellach ac yn gwella ymwrthedd i effaith.
Pwyntiau Rheoli Allweddol: Yn ystod y broses oeri, mae'n bwysig osgoi cyswllt anwastad rhwng wyneb y darn gwaith ac aer, a all arwain at ocsideiddio neu ddadgarboneiddio. Gellir cyflwyno nwyon amddiffynnol fel nitrogen i'r ffwrnais dymheru, neu gellir rhoi haenau gwrth-ocsideiddio ar wyneb y darn gwaith i sicrhau ansawdd yr wyneb.
III. Problemau a Datrysiadau Cyffredin Tymheru Cadwyn Rholer
Hyd yn oed os yw'r paramedrau craidd yn cael eu deall, gall problemau ansawdd tymheru ddigwydd o hyd mewn cynhyrchiad gwirioneddol oherwydd ffactorau fel offer, gweithrediad, neu ddeunyddiau. Dyma'r pedwar problem mwyaf cyffredin a geir yn ystod tymheru cadwyn rholer a'u hatebion cyfatebol:
1. Caledwch Annigonol neu Anwastad
Symptomau: Mae caledwch y darn gwaith yn is na'r gofyniad dylunio (e.e., nid yw caledwch y rholer yn cyrraedd HRC 55), neu mae'r gwahaniaeth caledwch rhwng gwahanol rannau o'r un darn gwaith yn fwy na HRC 3. Achosion:
Mae tymheredd tymheru yn rhy uchel neu mae'r amser dal yn rhy hir;
Mae dosbarthiad tymheredd ffwrnais tymheru yn anwastad;
Mae cyfradd oeri'r darn gwaith ar ôl diffodd yn annigonol, gan arwain at ffurfio martensit anghyflawn.
Datrysiadau:
Calibradu thermocwl y ffwrnais dymheru, monitro dosbarthiad y tymheredd o fewn y ffwrnais yn rheolaidd, ac ailosod tiwbiau gwresogi sy'n heneiddio;
Rheoli tymheredd ac amser yn llym yn ôl y daflen broses a defnyddio daliad fesul cam;
Optimeiddiwch y broses diffodd ac oeri i sicrhau oeri cyflym ac unffurf y darn gwaith.
2. Ni chaiff straen mewnol ei ddileu, gan arwain at gracio yn ystod y defnydd
Symptomau: Yn ystod y gosodiad a'r defnydd cychwynnol o'r gadwyn, gall y pin neu'r plât cadwyn dorri heb rybudd, gyda thoriad brau.
Achosion:
Mae tymheredd tymheru yn rhy isel neu mae'r amser dal yn rhy fyr, gan arwain at ryddhau straen mewnol yn annigonol;
Nid yw'r darn gwaith yn cael ei dymheru'n brydlon ar ôl ei ddiffodd (am fwy na 24 awr), gan arwain at gronni straen mewnol. Datrysiad:
Cynyddwch y tymheredd tymheru yn briodol yn seiliedig ar drwch y darn gwaith (e.e., o 300°C i 320°C ar gyfer pinnau) ac ymestynnwch yr amser dal.
Ar ôl diffodd, rhaid tymheru'r darn gwaith o fewn 4 awr i osgoi cronni straen hirfaith.
Defnyddiwch broses "tymheru eilaidd" ar gyfer cydrannau allweddol (ar ôl y tymheru cychwynnol, oeri i dymheredd ystafell ac yna tymheru eto ar dymheredd uchel) i ddileu straen gweddilliol ymhellach.
3. Ocsidiad Arwyneb a Dadgarboneiddio
Symptomau: Mae graddfa ocsid llwyd-ddu yn ymddangos ar wyneb y darn gwaith, neu mae profwr caledwch yn dangos bod caledwch yr wyneb yn is na chaledwch y craidd (mae'r haen dadgarboneiddio yn fwy na 0.1mm o drwch).
Achos:
Mae gormod o aer yn y ffwrnais dymheru yn achosi adwaith rhwng y darn gwaith ac ocsigen.
Mae amser tymheru gormodol yn achosi i garbon dryledu a gwasgaru o'r wyneb. Datrysiad: Defnyddiwch ffwrnais tymheru wedi'i selio gydag awyrgylch amddiffynnol nitrogen neu hydrogen i reoli cynnwys ocsigen yn y ffwrnais i lai na 0.5%. Lleihewch amser tymheru diangen ac optimeiddiwch ddull llwytho'r ffwrnais i osgoi gor-bacio darnau gwaith. Ar gyfer darnau gwaith sydd wedi ocsideiddio ychydig, perfformiwch ffrwydro ergyd ar ôl tymheru i gael gwared ar raddfa arwyneb.
4. Anffurfiad Dimensiynol
Symptomau: Hirgrwnedd gormodol y rholer (mwy na 0.05mm) neu dyllau plât cadwyn wedi'u camlinio.
Achos: Mae cyfraddau gwresogi neu oeri tymheru rhy gyflym yn cynhyrchu straen thermol sy'n arwain at anffurfiad.
Mae gosod darnau gwaith yn amhriodol yn ystod llwytho ffwrnais yn arwain at straen anwastad.
Datrysiad: Defnyddiwch wresogi araf (50°C/awr) ac oeri araf i leihau straen thermol.
Dyluniwch osodiadau arbenigol i sicrhau bod y darn gwaith yn aros yn rhydd yn ystod tymheru er mwyn osgoi anffurfiad cywasgu.
Ar gyfer rhannau manwl gywir, ychwanegwch gam sythu ar ôl tymheru, gan ddefnyddio sythu pwysau neu driniaeth wres i gywiro'r dimensiynau.
IV. Arolygu Ansawdd a Meini Prawf Derbyn y Broses Dymheru
Er mwyn sicrhau bod cydrannau cadwyn rholer yn bodloni gofynion perfformiad ar ôl tymheru, rhaid sefydlu system arolygu ansawdd gynhwysfawr, gan gynnal arolygiadau cynhwysfawr ar draws pedwar dimensiwn: ymddangosiad, caledwch, priodweddau mecanyddol, a microstrwythur.
1. Archwiliad Ymddangosiad
Cynnwys yr Arolygiad: Diffygion arwyneb fel graddfa, craciau a phantiau.
Dull Arolygu: Arolygiad gweledol neu arolygiad gyda chwyddwydr (chwyddiad 10x).
Meini Prawf Derbyn: Dim graddfa, craciau na burrs gweladwy ar yr wyneb, a lliw unffurf.
2. Archwiliad Caledwch
Cynnwys Arolygu: Caledwch arwyneb ac unffurfiaeth caledwch.
Dull Arolygu: Defnyddiwch brofwr caledwch Rockwell (HRC) i brofi caledwch wyneb rholeri a phinnau. Mae 5% o'r darnau gwaith o bob swp yn cael eu samplu ar hap, ac mae tri lleoliad gwahanol ar bob darn gwaith yn cael eu harchwilio.
Meini Prawf Derbyn:
Rholeri a bushings: HRC 55-60, gyda gwahaniaeth caledwch o ≤ HRC3 o fewn yr un swp.
Plât pin a chadwyn: HRC 35-45, gyda gwahaniaeth caledwch o ≤ HRC2 o fewn yr un swp. 3. Profi Priodweddau Mecanyddol
Cynnwys Prawf: Cryfder tynnol, caledwch effaith;
Dull Prawf: Paratoir sbesimenau safonol o un swp o ddarnau gwaith bob chwarter ar gyfer profi tynnol (GB/T 228.1) a phrofi effaith (GB/T 229);
Meini Prawf Derbyn:
Cryfder Tynnol: Pinnau ≥ 800 MPa, Cadwyni ≥ 600 MPa;
Caledwch Effaith: Pinnau ≥ 30 J/cm², Cadwyni ≥ 25 J/cm².
4. Profi Microstrwythur
Cynnwys Prawf: Strwythur mewnol yw martensit tymherus unffurf a bainit tymherus;
Dull Prawf: Mae trawsdoriadau o'r darn gwaith yn cael eu torri, eu sgleinio, a'u hysgythru, ac yna'n cael eu harsylwi gan ddefnyddio microsgop metelograffig (chwyddiad 400x);
Meini Prawf Derbyn: Strwythur unffurf heb garbidau rhwydwaith na grawn bras, a thrwch haen wedi'i dadgarboneiddio ≤ 0.05 mm.
V. Tueddiadau'r Diwydiant: Cyfeiriad Datblygu Prosesau Tymheru Deallus
Gyda mabwysiadu technolegau Diwydiant 4.0 yn eang, mae prosesau tymheru cadwyni rholer yn datblygu tuag at brosesau deallus, manwl gywir a gwyrdd. Dyma dair tuedd allweddol sy'n werth eu nodi:
1. System Rheoli Tymheredd Deallus
Gan ddefnyddio technoleg Rhyngrwyd Pethau (IoT), mae setiau lluosog o thermocyplau manwl iawn a synwyryddion tymheredd is-goch yn cael eu gosod o fewn y ffwrnais dymheru i gasglu data tymheredd amser real. Gan ddefnyddio algorithmau AI, mae pŵer gwresogi yn cael ei addasu'n awtomatig i gyflawni cywirdeb rheoli tymheredd o fewn ±2°C. Ar ben hynny, mae'r system yn cofnodi'r gromlin dymheru ar gyfer pob swp o ddarnau gwaith, gan greu cofnod ansawdd y gellir ei olrhain.
2. Efelychu Proses Digidol
Gan ddefnyddio meddalwedd dadansoddi elfennau meidraidd (fel ANSYS), mae meysydd tymheredd a straen y darn gwaith yn ystod tymheru yn cael eu efelychu i ragweld anffurfiad posibl a pherfformiad anwastad, a thrwy hynny optimeiddio paramedrau'r broses. Er enghraifft, gall efelychu bennu'r amser tymheru gorau posibl ar gyfer model rholer penodol, gan gynyddu effeithlonrwydd 30% o'i gymharu â dulliau treial a chamgymeriad traddodiadol.
3. Prosesau Gwyrdd ac Arbed Ynni
Mae datblygu technoleg tymheru tymheredd isel, amser byr yn lleihau tymheredd tymheru a defnydd ynni trwy ychwanegu catalydd. Mae gweithredu system adfer gwres gwastraff i ailgylchu'r gwres o'r nwy ffliw tymheredd uchel sy'n cael ei ollwng o'r ffwrnais tymheru ar gyfer cynhesu darnau gwaith ymlaen llaw, gan gyflawni arbedion ynni o dros 20%. Ar ben hynny, mae hyrwyddo'r defnydd o haenau gwrth-ocsideiddio hydawdd mewn dŵr fel dewis arall yn lle haenau traddodiadol sy'n seiliedig ar olew yn lleihau allyriadau VOC.
Amser postio: Medi-08-2025