Polümeerkustutusvedeliku mõju rullketi jõudlusele
Tööstusvaldkonnasrullketton oluline ülekandekomponent ja selle jõudlus on otseselt seotud mehaaniliste seadmete töö efektiivsuse ja stabiilsusega. Rullketi jõudluse parandamise võtmelülina mängib olulist rolli jahutusvedeliku valik ja kasutamine kuumtöötlusprotsessis. Levinud jahutuskeskkonnana on polümeerne jahutusvedelik järk-järgult laialdaselt kasutusel rullkettide kuumtöötluses. Selles artiklis uuritakse põhjalikult, kuidas polümeerne jahutusvedelik mõjutab rullketi jõudlust.
1. Rullketi materjalid ja põhilised jõudlusnõuded
Rullketid on tavaliselt valmistatud süsinikterasest, legeerterasest ja muudest materjalidest. Pärast töötlemist ja vormimist tuleb neid materjale kuumtöödelda, et parandada nende kõvadust, kulumiskindlust, väsimuskindlust ja muid omadusi, et need vastaksid kasutusnõuetele erinevates töötingimustes. Näiteks kiiretel ja raske koormusega ülekandesüsteemidel peavad rullketid olema suurema kõvaduse ja tugevusega, et taluda suuri pingeid ja lööke; mõnedes sageli käivituvates ja seiskuvates seadmetes võib hea väsimuskindlus tagada rullkettide kasutusea.
2. Polümeeride kustutusvedeliku ülevaade
Polümeerkustutusvedelik on valmistatud spetsiifilisest polüeeter-mitteioonsest kõrgmolekulaarsest polümeerist (PAG) koos komposiitlisandiga, mis võib anda muid abiomadusi, ja sobivast kogusest veest. Võrreldes traditsioonilise kustutusõli ja veega on polümeerkustutusvedelikul palju eeliseid, näiteks reguleeritav jahutuskiirus, keskkonnakaitse ja madalad kasutuskulud. Selle jahutusomadused on vee ja õli vahepealsed ning see suudab tõhusalt kontrollida tooriku jahutuskiirust kustutusprotsessi ajal, vähendades tooriku deformatsiooni ja pragunemise kalduvust.
3. Polümeerkustutusvedeliku mõju rullketi jõudlusele
(I) Kõvadus ja tugevus
Kui rullkett karastatakse polümeeri karastusvedelikus, lahustub karastusvedelikus olev polümeer kõrgel temperatuuril ja moodustab rullketi pinnale veerikka katte. See kate võimaldab reguleerida rullketi jahutuskiirust nii, et selle jahutuskiirus martensiitse transformatsiooni vahemikus on mõõdukas, saavutades seeläbi ühtlase ja ideaalse martensiitse struktuuri. Võrreldes veekarastusega vähendab polümeeri karastusvedelik karastusjahtumiskiirust, vähendab karastuspinget ja väldib rullketi liigsest jahutuskiirusest tingitud karastuspragusid; võrreldes õlikarastusega on selle jahutuskiirus suhteliselt kiire ning see võimaldab saavutada suurema kõvaduse ja tugevuse. Näiteks sobiva kontsentratsiooniga polümeeri karastusvedelikuga karastatud rullketi kõvadus võib ulatuda vahemikku HRC30–HRC40. Võrreldes karastamata või muud karastuskeskkonda kasutava rullketiga paranevad kõvadus ja tugevus märkimisväärselt, parandades seeläbi rullketi kandevõimet ja kulumiskindlust.
(II) Kulumiskindlus
Hea kulumiskindlus on rullketi normaalse töö oluline tagatis. Polümeerkustutusvedeliku poolt rullketi pinnale moodustatud polümeerkile mitte ainult ei reguleeri jahutuskiirust, vaid vähendab ka teatud määral rullketi oksüdeerumist ja dekarboniseerumist karastusprotsessi ajal ning säilitab rullketi pinna metalli aktiivsuse ja terviklikkuse. Järgnevas kasutusprotsessis on polümeerkustutusvedelikuga karastatud rullketi pinna kõvadus suurem, mis suudab tõhusalt vastu pidada rulli ja ketiplaadi, tihvtivõlli ja muude komponentide vahelisele hõõrdumisele ja kulumisele ning pikendab rullketi kasutusiga. Samal ajal aitab ühtlane karastusmikrostruktuuri jaotus parandada ka rullketi üldist kulumiskindlust, et see säilitaks pikaajalise töö ajal hea ülekande täpsuse ja efektiivsuse.
(III) Väsimuskindlus
Tegelikes töötingimustes puutuvad rullketid sageli kokku korduva painde- ja tõmbepingega, mis nõuab rullkettidelt suurepärast väsimuskindlust. Polümeerkustutusvedelik võib vähendada rullketi sees jäävpinget, kontrollides pingejaotust jahutusprotsessi ajal, parandades seeläbi rullketi väsimustugevust. Jäävpinge olemasolu mõjutab väsimuspragude teket ja rullketi paisumiskäitumist tsüklilise koormuse korral ning polümeerkustutusvedeliku mõistlik kasutamine võib optimeerida rullketi jääkpinge olekut, nii et see talub vahelduva pinge korral rohkem tsükleid ilma väsimuskahjustusteta. Eksperimentaalsed uuringud on näidanud, et polümeerkustutusvedelikuga töödeldud rullkettide purunemisaega väsimuskatsetes saab mitu korda või isegi kümneid kordi pikendada võrreldes töötlemata rullkettidega, mis on väga oluline mehaaniliste seadmete töökindluse parandamiseks ja hoolduskulude vähendamiseks.
(IV) Mõõtmete stabiilsus
Karastusprotsessi ajal mõjutavad rullketi mõõtmete täpsust paljud tegurid, näiteks jahutuskiirus ja karastuspinge. Kuna polümeerkustutusvedeliku jahutuskiirus on suhteliselt ühtlane ja reguleeritav, saab see karastamise ajal tõhusalt vähendada rullketi termilist pinget ja konstruktsioonipinget, parandades seeläbi rullketi mõõtmete stabiilsust. Võrreldes veekarastusega vähendab polümeerkustutusvedelik rullketi karastusdeformatsiooni ja järgnevat mehaanilise töötlemise korrektsioonitööd; võrreldes õlikarastusega on jahutuskiirus kiirem, mis parandab rullketi kõvadust ja tugevust, tagades samal ajal mõõtmete stabiilsuse. See võimaldab rullketil pärast polümeerkustutusvedelikuga karastamist paremini täita projekteeritud suuruse nõudeid, parandada montaaži täpsust ja ülekande täpsust ning tagada mehaaniliste seadmete normaalne töö.
4. Polümeeri kustutusvedeliku toimivust rullketil mõjutavad tegurid
(I) Vedeliku kontsentratsiooni kustutamine
Polümeerkustutusvedeliku kontsentratsioon on üks peamisi tegureid, mis mõjutab selle jahutusvõimet ja rullketi karastamise efekti. Üldiselt, mida suurem on karastusvedeliku kontsentratsioon, seda suurem on polümeeri sisaldus, seda paksem on moodustunud kate ja seda aeglasem on jahutuskiirus. Erinevatest materjalidest ja spetsifikatsioonidest rullketid peavad parima karastusvõime saavutamiseks valima sobiva karastusvedeliku kontsentratsiooni. Näiteks mõnede väikeste, kergelt koormatud rullkettide puhul võib kasutada madalamat polümeerkustutusvedeliku kontsentratsiooni, näiteks 3–8%; samas kui suurte, raskelt koormatud rullkettide puhul tuleb karastusvedeliku kontsentratsiooni vastavalt suurendada 10–20%-ni või isegi kõrgemale, et see vastaks kõvaduse ja tugevuse nõuetele. Tegelikus tootmises tuleb karastusvedeliku kontsentratsiooni rangelt kontrollida ning karastuskvaliteedi stabiilsuse tagamiseks tuleb teha regulaarseid kontrolle ja reguleerimisi.
(II) Kustutustemperatuur
Karastamistemperatuuril on samuti oluline mõju rullketi jõudlusele. Kõrgem karastamistemperatuur võib põhjustada rullketi sees olevate austeniiditerade kasvu, kuid see võib ka kergesti põhjustada kõvaduse ja sitkuse vähenemist pärast karastamist, mis suurendab karastamispragude ohtu; kui karastamistemperatuur on liiga madal, ei pruugita saavutada piisavat kõvadust ja martensiitset struktuuri, mis mõjutab rullketi jõudluse paranemist. Erinevate terase- ja rullketi spetsifikatsioonide puhul on vaja määrata sobiv karastamistemperatuuri vahemik vastavalt nende materjali omadustele ja protsessi nõuetele. Üldiselt on süsinikterasest rullketi karastamistemperatuur vahemikus 800 ℃–900 ℃, samas kui legeerterasest rullketi karastamistemperatuur on veidi kõrgem, tavaliselt vahemikus 850 ℃–950 ℃. Karastamistoimingu ajal tuleks kuumutustemperatuuri ühtlust ja täpsust rangelt kontrollida, et vältida temperatuurikõikumiste tõttu rullketi jõudluse erinevusi.
(III) Jahutuskeskkonna ringlus ja segamine
Jahutusprotsessi ajal mõjutab jahutuskeskkonna ringlus ja segamine oluliselt polümeeri kustutusvedeliku ja rullketi vahelise soojusvahetuse efektiivsust. Hea ringlus ja segamine võivad viia kustutusvedeliku täieliku kontakti rullketi pinnaga, kiirendada soojusülekannet ja parandada kustutuskiiruse ühtlust. Kui jahutuskeskkonna vool ei ole ühtlane, tõuseb kustutusvedeliku temperatuur lokaalses piirkonnas liiga kiiresti, mis põhjustab rullketi erinevates osades ebaühtlast jahutuskiirust, põhjustades liigset kustutuspinget ja deformatsiooni. Seetõttu tuleks kustutuspaagi projekteerimisel ja kasutamisel varustada sobiv tsirkulatsioonisegamissüsteem, et tagada kustutusvedeliku hea vooluseisund ja luua soodsad tingimused rullketi ühtlaseks kustutamiseks.
(IV) Rullketi pinnaseisund
Rullketi pinnaseisund mõjutab samuti teatud määral polümeeri kustutusvedeliku jahutusefekti ja lõplikku jõudlust. Näiteks kui rullketi pinnal on lisandeid, nagu õli, rauapuru, katlakivi jne, mõjutab see polümeerkile moodustumist ja haardumist, vähendab kustutusvedeliku jahutusefektiivsust ning põhjustab ebaühtlast karastuskõvadust või karastuspragusid. Seetõttu tuleb enne karastamist rullketi pinda põhjalikult puhastada, et tagada selle puhtus ja defektide, näiteks õli ja katlakivi puudumine, et polümeeri kustutusvedelik saaks oma rolli täielikult täita ja parandada rullketi karastuskvaliteeti.
(V) Lisandite kasutamine
Polümeerkustutusvedeliku toimivuse ja rullketi kustutusefekti edasiseks parandamiseks lisatakse kustutusvedelikule mõnikord spetsiaalseid lisandeid. Näiteks rooste inhibiitori lisamine võib takistada rullketi roostetamist pärast kustutamist ja pikendada selle kasutusiga; vahutamisvastase aine lisamine võib vähendada kustutamise ajal tekkivat vahtu ning parandada kustutusvedeliku toimivust ja ohutust; pindaktiivse aine lisamine võib parandada polümeerkustutusvedeliku märguvust ja adhesiooni, suurendada selle kokkupuudet rullketi pinnaga ning parandada jahutustõhusust. Lisandite valimisel ja kasutamisel tuleks need mõistlikult sobitada vastavalt konkreetsele kustutusprotsessile ja rullketi toimivusnõuetele ning lisandite kogust tuleks rangelt kontrollida, et vältida kahjulikku mõju kustutusvedeliku toimivusele.
5. Polümeeri kustutusvedeliku hooldus ja haldamine
Polümeeri kustutusvedeliku pikaajalise stabiilsuse ja jõudluse tagamiseks rullketi kuumtöötluse ajal on vaja seda tõhusalt hooldada ja hallata.
Regulaarne kontsentratsiooni tuvastamine: Kustutusvedeliku kontsentratsiooni regulaarseks mõõtmiseks ja selle õigeaegseks reguleerimiseks kasutage professionaalseid instrumente, näiteks refraktomeetreid. Üldiselt on soovitatav kontsentratsiooni testida üks kord nädalas. Kui leitakse, et kontsentratsioon ületab protsessi nõudeid, tuleks see lahjendada või õigeaegselt lisada uus polümeeri põhilahus.
Lisandite sisalduse kontrollimine: Puhastage regulaarselt kustutuspaagi põhjas olevaid lisandeid ja ujuvat õli, et vältida liigsete lisandite mõju kustutusvedeliku jahutusvõimele ja kasutuseale. Kustutusvedeliku tsirkuleerimiseks ja filtreerimiseks saab paigaldada filtreerimissüsteemi, et eemaldada tahked lisandid, näiteks rauapuru ja oksiidikihi.
Bakterite kasvu vältimine: Polümeerkustutusvedelik on kasutamise ajal altid bakterite paljunemisele, mis põhjustab selle halvenemist ja jõudluse halvenemist. Seetõttu on vaja regulaarselt lisada bakteritsiide ning hoida kustutusvedelik puhas ja hästi ventileeritud, et vältida bakterite kasvu. Üldiselt lisatakse bakteritsiide iga kahe nädala tagant ning tähelepanu pööratakse kustutusvedeliku temperatuuri ja pH väärtuse kontrollimisele, et see püsiks sobivas vahemikus.
Pöörake tähelepanu jahutussüsteemile: kontrollige ja hooldage regulaarselt jahutuspaagi jahutussüsteemi, et tagada jahutusvedeliku temperatuuri tõhus reguleerimine. Jahutussüsteemi rike võib põhjustada jahutusvedeliku temperatuuri liiga kõrgeks või liiga madalaks tõusmist, mis mõjutab selle jahutusvõimet ja rullketi jahutuskvaliteeti. Kontrollige regulaarselt, kas jahutustoru on ummistunud, kas jahutusveepump töötab korralikult jne, ning tehke õigeaegselt remonti ja hooldust.
6. Kokkuvõte
Polümeerkustutusvedelik mängib rullkettide kuumtöötlusprotsessis olulist rolli. See parandab oluliselt rullkettide üldisi omadusi, nagu kõvadus, tugevus, kulumiskindlus, väsimuskindlus ja mõõtmete stabiilsus, reguleerides jahutuskiirust ja optimeerides sisemist organisatsioonilist struktuuri. Polümeerkustutusvedeliku eeliste täielikuks ärakasutamiseks ja rullkettide ideaalse jõudluse saavutamiseks on vaja põhjalikult arvestada mitmete teguritega, nagu jahutusvedeliku kontsentratsioon, jahutustemperatuur, jahutuskeskkonna ringlus ja segamine, rullketi pinnaseisund ja lisandite kasutamine, ning jahutusvedelikku rangelt hooldada ja hallata. Ainult sel viisil saame tagada, et rullketid saavad erinevates mehaanilistes seadmetes stabiilselt ja usaldusväärselt töötada ning vastata ülekandekomponentide kaasaegse tööstustootmise kõrgetele jõudlusnõuetele.
Postituse aeg: 07.05.2025