Rango de temperatura axeitado para a proba de dureza da cadea de rolos

Rango de temperatura axeitado para a proba de dureza da cadea de rolos

No campo da produción industrial e a transmisión mecánica, a cadea de rolos é un compoñente clave da transmisión, e o seu rendemento está directamente relacionado coa eficiencia operativa e a vida útil dos equipos mecánicos. A dureza é un indicador importante do rendemento da cadea de rolos, que afecta á resistencia ao desgaste, á resistencia á fatiga e á resistencia xeral da cadea de rolos. Para avaliar con precisión a dureza da cadea de rolos e garantir que poida cumprir os requisitos de uso en diversas condicións de traballo, a proba de dureza converteuse nun elo indispensable na produción de cadeas de rolos, a inspección de calidade e a investigación científica. Para garantir a precisión e a fiabilidade dos resultados da proba de dureza, é moi importante aclarar o rango de temperatura axeitado para a proba de dureza da cadea de rolos. Partindo dos principios básicos da proba de dureza da cadea de rolos, este artigo explorará en profundidade a influencia da temperatura nos resultados da proba de dureza e combinará estándares relevantes e investigación experimental para analizar e determinar o rango de temperatura axeitado para a proba de dureza da cadea de rolos, co obxectivo de proporcionar unha referencia valiosa para os fabricantes de cadeas de rolos, as axencias de inspección de calidade e os profesionais relacionados.

1. Principios básicos da proba de dureza da cadea de rolos
A dureza refírese á capacidade dun material para resistir a presión de obxectos duros contra a súa superficie e é un indicador importante para medir a dureza dun material. A proba de dureza da cadea de rolos adoita empregar un probador de dureza Rockwell, que usa un indentador de diamante ou un indentador de carburo para presionar o indentador contra a superficie da parte probada da cadea de rolos baixo a carga especificada e determina o seu valor de dureza medindo a profundidade da indentación. O probador de dureza Rockwell ten as vantaxes dun funcionamento sinxelo, alta eficiencia e pequena indentación, e é axeitado para probas de dureza de pezas pequenas e medianas producidas en lotes, como as cadeas de rolos.
A cadea de rolos está composta principalmente por unha placa interior da cadea, unha placa exterior da cadea, un pasador, unha manga e un rolo, e os requisitos de dureza de cada compoñente son diferentes. Por exemplo, o pasador e a manga, como pezas clave de transmisión da cadea de rolos, deben ter unha maior dureza para mellorar a súa resistencia ao desgaste e á fatiga. En xeral, a dureza superficial do pasador e a manga debe estar entre HRC30 e HRC40, mentres que a dureza da placa interior da cadea e da placa exterior da cadea é relativamente baixa, normalmente entre HRC20 e HRC30. Mediante un deseño e control razoables da dureza, pódese garantir que a cadea de rolos teña un bo rendemento de engranaxe e unha longa vida útil durante a transmisión.

2. A influencia da temperatura na proba de dureza das cadeas de rolos
A temperatura é un factor importante que afecta á dureza dos materiais. Cando cambia a temperatura, a microestrutura e as propiedades físicas do material da cadea de rolos cambian en consecuencia, o que provoca que a súa dureza cambie en consecuencia. Durante a proba de dureza, a influencia da temperatura nos resultados da proba de dureza da cadea de rolos reflíctese principalmente nos seguintes aspectos:
(I) Cambios na microestrutura dos materiais
A dureza dos materiais metálicos depende en gran medida da súa microestrutura. Tomando como exemplo o material de aceiro de aliaxe que se usa habitualmente nas cadeas de rolos, a estrutura metalográfica do aceiro de aliaxe cambiará a diferentes temperaturas. Por exemplo, a temperaturas máis baixas, a ferrita, a perlita e outras estruturas do aceiro de aliaxe son relativamente estables, e a dureza do material está determinada principalmente pola súa composición química e estrutura metalográfica. Non obstante, cando a temperatura aumenta, a velocidade de difusión dos átomos de carbono e os elementos de aliaxe no aceiro de aliaxe acelérase, o que pode provocar o crecemento do gran e a transformación estrutural dentro do material. Estes cambios na microestrutura afectarán directamente á dureza do material, causando desviacións nos resultados da proba de dureza. En xeral, a dureza do material diminuirá a medida que a temperatura aumente. Isto débese a que o aumento da temperatura debilita a forza de unión atómica dentro do material, o que facilita o movemento das dislocacións, o que resulta nunha diminución da capacidade do material para resistir a intrusión de obxectos duros.
(II) Precisión do probador de dureza
Como instrumento de medición de precisión, a precisión do probador de dureza verase afectada pola temperatura ambiente. O indentador, o resorte, o mecanismo micrométrico e outras partes do probador de dureza están feitos de materiais metálicos. Os cambios de temperatura provocarán a expansión ou contracción térmica destas partes, cambiando así a xeometría do indentador, a rixidez do resorte e a precisión do mecanismo micrométrico. Por exemplo, cando a temperatura ambiente aumenta, o indentador do probador de dureza pode expandirse lixeiramente, o que resulta nun valor de medición da profundidade de indentación maior, o que fai que o valor de dureza medido sexa menor; pola contra, cando a temperatura ambiente diminúe, o indentador contrae, o valor de medición da profundidade de indentación é menor e o valor de dureza medido é maior. Ademais, os cambios de temperatura tamén poden afectar a estabilidade da indicación do probador de dureza, o que resulta nunha mala repetibilidade e reproducibilidade dos resultados da proba. Polo tanto, ao usar un probador de dureza para realizar probas de dureza de cadea de rolos en diferentes condicións de temperatura, o probador de dureza debe calibrarse e axustarse para garantir a precisión dos seus resultados de medición.
(III) Expansión térmica dos compoñentes da cadea de rolos
Os cambios de temperatura provocarán a expansión ou contracción térmica de varios compoñentes da cadea de rolos, o que afectará á posición e ao valor de medición da proba de dureza. A placa de elo interior, a placa de elo exterior, o pasador, o manguito e o rolo da cadea de rolos teñen diferentes coeficientes de expansión térmica a diferentes temperaturas. Cando a temperatura aumenta, o tamaño destes compoñentes cambiará, o que pode facer que a posición da proba de dureza se desvíe dos requisitos de deseño. Por exemplo, a posición onde se debe probar a dureza superficial do pasador pode estar desviada cara ao interior ou á beira do pasador debido á expansión térmica do pasador despois de que a temperatura aumente, o que afectará á precisión dos resultados da proba de dureza. Ademais, a expansión térmica tamén provocará unha redistribución da tensión dentro dos compoñentes da cadea de rolos, o que afectará aínda máis o seu rendemento de dureza.

3. Rango de temperatura axeitado para a proba de dureza da cadea de rolos

Segundo as normas pertinentes e un gran número de estudos experimentais, o rango de temperatura axeitado para a proba de dureza da cadea de rolos é xeralmente de 10 ℃ a 35 ℃. A proba de dureza dentro deste rango de temperatura pode minimizar o impacto da temperatura nos resultados da proba e garantir a precisión e a fiabilidade dos resultados da proba de dureza.

(I) Requisitos de temperatura das normas pertinentes
Norma internacional: A ISO 606:2015 “Cadeas de rolos de precisión de paso curto, rodas dentadas e sistemas de accionamento por cadea para transmisión” estipula que a proba de dureza das cadeas de rolos debe realizarse a temperatura ambiente, que normalmente se refire ao rango de temperatura ambiente de 20 ℃ ± 5 ℃. Esta norma proporciona unha especificación unificada de temperatura de proba de dureza para a produción internacional e a inspección de calidade das cadeas de rolos, o que axuda a garantir a consistencia e a comparabilidade dos indicadores de dureza das cadeas de rolos producidas por diferentes fabricantes.
Norma nacional: A norma nacional chinesa GB/T 1243-2006 "Cadeas de rolos de precisión de paso curto e rodas dentadas para transmisión" tamén estipula claramente que a proba de dureza das cadeas de rolos debe realizarse a temperatura ambiente, que xeralmente se controla entre 10 ℃ e 35 ℃. A configuración deste rango de temperatura ten en conta plenamente as condicións climáticas e o ambiente de produción industrial nas diferentes rexións do meu país, e ten unha forte aplicabilidade e operabilidade.
(II) Resultados da investigación experimental
A influencia da temperatura nos resultados da proba de dureza: A través dun gran número de estudos experimentais, comprobouse que dentro do rango de temperatura de 10 ℃ a 35 ℃, os valores de dureza de varios compoñentes da cadea de rolos son relativamente estables e a influencia dos cambios de temperatura nos resultados da proba de dureza é pequena. Por exemplo, un lote de pasadores de cadea de rolos coa mesma especificación probouse a 10 ℃, 15 ℃, 20 ℃, 25 ℃, 30 ℃ e 35 ℃ respectivamente. Os resultados mostran que dentro do rango de temperatura de 10 ℃ a 35 ℃, o rango de flutuación do valor de dureza do pasador está xeralmente dentro de ±2 HRC. Este rango de flutuación está dentro do rango de erro aceptable e non terá un impacto significativo no xuízo de calidade e na avaliación do rendemento da cadea de rolos.
O impacto da temperatura que supera o rango axeitado: cando a temperatura é inferior a 10 ℃, a dureza do material da cadea de rolos aumentará significativamente, o que pode levar a un resultado da proba de dureza elevado e a unha avaliación incorrecta do grao de dureza da cadea de rolos. Ao mesmo tempo, unha temperatura demasiado baixa tamén pode facer que os compoñentes da cadea de rolos sexan fráxiles e duros, reducir a súa tenacidade e producir facilmente gretas ou fracturas durante a proba de dureza, o que afecta o progreso normal da proba. Cando a temperatura é superior a 35 ℃, a dureza do material da cadea de rolos reducirase significativamente e os resultados da proba serán baixos, o que non pode reflectir realmente o nivel de dureza real da cadea de rolos. Ademais, as temperaturas máis altas tamén poden acelerar o desgaste e a deformación dos compoñentes da cadea de rolos e acurtar a súa vida útil.

4. Aplicación de medidas de control da temperatura na proba de dureza da cadea de rolos
Para garantir a precisión dos resultados da proba de dureza da cadea de rolos, débense tomar medidas eficaces de control da temperatura durante o proceso de proba real:
(I) Control da temperatura ambiente
O laboratorio de ensaios de dureza debe estar equipado con aire acondicionado, equipos de temperatura constante, etc., para controlar estritamente a temperatura ambiente dentro do rango axeitado de 10 ℃ a 35 ℃. Antes da proba, o equipo de control de temperatura debe acenderse previamente para estabilizar a temperatura do laboratorio e mantela relativamente constante para evitar que as flutuacións de temperatura afecten os resultados da proba. Ao mesmo tempo, é necesario evitar realizar probas de dureza baixo a luz solar directa, preto de fontes de calor ou respiradoiros, etc., para reducir a interferencia de factores ambientais externos na temperatura do laboratorio.
(II) Axuste da temperatura da mostra
Antes de colocar a mostra da cadea de rolos no probador de dureza para a súa proba, debe colocarse no ambiente de laboratorio durante un período de tempo para equilibrar a súa temperatura coa temperatura do ambiente de laboratorio. Xeralmente, recoméndase colocar a mostra durante máis de 2-3 horas para garantir que a temperatura da mostra sexa uniforme. Para algunhas mostras de cadea de rolos tomadas de ambientes de alta ou baixa temperatura, débese prestar especial atención ao axuste da temperatura para evitar a condensación ou a tensión térmica causada pola gran diferenza entre a temperatura da mostra e a temperatura ambiente, que afectará os resultados da proba de dureza.
(III) Calibración da temperatura do durómetro
O probador de dureza debe calibrarse regularmente durante o seu uso para garantir a precisión da súa medición en diferentes condicións de temperatura. O probador de dureza pode calibrarse cun bloque de dureza estándar. O valor de dureza do bloque de dureza estándar foi calibrado por unha organización autorizada e ten un valor de dureza coñecido a diferentes temperaturas. Ao calibrar o probador de dureza, o bloque de dureza estándar e o probador de dureza deben colocarse xuntos á mesma temperatura ambiente que a proba de dureza da cadea de rolos. Unha vez equilibrada a temperatura, debe realizarse a operación de calibración e o mecanismo de micromedición e a indicación do probador de dureza deben axustarse para que o resultado da medición sexa coherente co valor de dureza do bloque de dureza estándar. Mediante a calibración regular da temperatura, pódese eliminar eficazmente a influencia dos cambios de temperatura na precisión da medición do probador de dureza e pódese garantir a fiabilidade dos resultados da proba de dureza da cadea de rolos.

5. Análise de casos
Cando un fabricante de cadeas de rolos producía un lote de cadeas de rolos de alta resistencia, trataba termicamente e procesaba estritamente os distintos compoñentes da cadea de rolos de acordo cos requisitos do proceso de produción. Na inspección de calidade da dureza antes de saír da fábrica, os pasadores da cadea de rolos foron sometidos a probas de dureza de acordo cos estándares de control de calidade da empresa. Non obstante, durante a proba, comprobouse que os valores de dureza dalgúns pasadores eran inferiores ao límite inferior dos requisitos de deseño, o que chamou a atención da empresa.
Tras unha investigación detallada, descubriuse que o día da proba de dureza, debido a un mal funcionamento do equipo de aire acondicionado no laboratorio, a temperatura ambiente era de ata 38 °C, o que superaba o rango de temperatura axeitado para a proba de dureza da cadea de rolos. A empresa tomou medidas inmediatamente para trasladar a proba de dureza a outro laboratorio cunha temperatura ambiente que cumprise os requisitos (22 °C) para a nova proba. Os resultados da nova proba mostraron que os valores de dureza dos pasadores estaban dentro dos requisitos de deseño e cumprían os estándares de calidade. Isto demostra que o ambiente de alta temperatura provocou a desviación dos resultados da proba de dureza, facendo que o valor de dureza dos pasadores se subestimase. Este caso demostra a importancia do control da temperatura na proba de dureza das cadeas de rolos. Só realizando probas de dureza dentro dun rango de temperatura axeitado pódese garantir a autenticidade e a fiabilidade dos resultados da proba, evitar os erros de calidade causados ​​por factores de temperatura e garantir a calidade e o rendemento dos produtos de cadeas de rolos.

6. Conclusión
O rango de temperatura axeitado para as probas de dureza das cadeas de rolos é un dos factores importantes para garantir a precisión e a fiabilidade dos resultados das probas. A influencia da temperatura nas probas de dureza das cadeas de rolos reflíctese principalmente nos cambios na microestrutura do material, a precisión do probador de dureza e a expansión térmica dos compoñentes da cadea de rolos. De acordo coas disposicións das normas pertinentes e a verificación da investigación experimental, considérase que o rango de temperatura axeitado para as probas de dureza das cadeas de rolos é de 10 ℃ a 35 ℃. A realización de probas de dureza dentro deste rango de temperatura pode minimizar o impacto da temperatura nos resultados das probas e proporcionar unha base fiable para a inspección da calidade e a avaliación do rendemento das cadeas de rolos.
No proceso real de proba de dureza da cadea de rolos, as empresas e as axencias de inspección de calidade deben seguir estritamente os requisitos estándar e tomar medidas eficaces de control da temperatura, incluíndo o control da temperatura ambiente, o axuste da temperatura da mostra e a calibración da temperatura do probador de dureza, para garantir a precisión e a fiabilidade dos resultados da proba de dureza. Ao mesmo tempo, unha comprensión profunda do mecanismo de influencia da temperatura nas probas de dureza da cadea de rolos axudará a optimizar aínda máis os métodos e procesos de proba de dureza, mellorar o nivel de control de calidade dos produtos de cadea de rolos e promover o desenvolvemento saudable da industria das cadeas de rolos.

En resumo, o rango de temperatura axeitado para as probas de dureza das cadeas de rolos é unha cuestión que debe ser moi valorada. Só realizando probas de dureza en condicións de temperatura axeitadas pódese reflectir verdadeiramente o rendemento da dureza da cadea de rolos e garantir a súa aplicación fiable en diversas condicións de traballo. No futuro, co desenvolvemento continuo da ciencia dos materiais e a tecnoloxía de probas, temos motivos para crer que a investigación sobre a temperatura das probas de dureza das cadeas de rolos será máis profunda e precisa, proporcionando un apoio técnico máis potente para a inspección da calidade e a mellora do rendemento das cadeas de rolos.