Дәл роликтер: көтеру шынжырларын термиялық өңдеудің кең таралған әдістері

Дәл роликтер: көтеру шынжырларын термиялық өңдеудің кең таралған әдістері

Көтергіш машиналар өнеркәсібінде шынжырдың сенімділігі персоналдың қауіпсіздігімен және пайдалану тиімділігімен тікелей байланысты, ал термиялық өңдеу процестері көтергіш шынжырлардың негізгі өнімділігін, соның ішінде беріктік, төзімділік және тозуға төзімділікті анықтау үшін өте маңызды. Шынжырдың «қаңқасы» ретінде,дәлдік роликтерішынжырлы пластиналар мен түйреуіштер сияқты компоненттермен қатар, ауыр көтеру және жиі пайдалану сияқты қиын жағдайларда тұрақты өнімділікті сақтау үшін тиісті термиялық өңдеуді қажет етеді. Бұл мақалада шынжырларды көтеру үшін жиі қолданылатын термиялық өңдеу әдістерінің терең талдауы, олардың процесс принциптері, өнімділік артықшылықтары және қолданылатын сценарийлері қарастырылады, сала мамандарына таңдау және қолдану бойынша анықтамалық ақпарат беріледі.

1. Термиялық өңдеу: көтеру тізбегінің өнімділігінің «қалыптастырушысы»
Көтергіш шынжырлар көбінесе жоғары сапалы легирленген құрылымдық болаттардан (мысалы, 20Mn2, 23MnNiMoCr54 және т.б.) жасалады, және термиялық өңдеу бұл шикізаттың механикалық қасиеттерін оңтайландыру үшін өте маңызды. Термиялық өңдеуден өтпеген шынжыр компоненттерінің қаттылығы төмен және тозуға төзімділігі төмен, және кернеуге ұшыраған кезде пластикалық деформацияға немесе сынуға бейім. Ғылыми тұрғыдан жасалған термиялық өңдеу қыздыру, ұстап тұру және салқындату процестерін басқару арқылы материалдың ішкі микроқұрылымын өзгертеді, «беріктік-беріктік тепе-теңдігіне» қол жеткізеді - созылу және соққы кернеулеріне төтеп беру үшін жоғары беріктік, бірақ сынғыш сынуды болдырмау үшін жеткілікті беріктік, сонымен қатар беткі тозу мен коррозияға төзімділікті жақсартады.

Дәл роликтер үшін термиялық өңдеу одан да жоғары дәлдікті талап етеді: шынжыр мен жұлдызшаның торлы бөлігінің негізгі компоненттері ретінде роликтер бетінің қаттылығы мен өзектің беріктігі арасындағы дәл сәйкестікті қамтамасыз етуі керек. Әйтпесе, мерзімінен бұрын тозу және жарықшақ пайда болуы мүмкін, бұл бүкіл тізбектің беріліс тұрақтылығына қауіп төндіреді. Сондықтан, көтеру шынжырларының қауіпсіз жүк көтеруін және ұзақ мерзімді қызмет көрсетуін қамтамасыз ету үшін тиісті термиялық өңдеу процесін таңдау алғышарт болып табылады.

II. Көтергіш шынжырларды термиялық өңдеудің бес кең таралған әдісін талдау

(I) Жалпы сөндіру + жоғары температураны төмендету (сөндіру және температураны төмендету): негізгі өнімділіктің «алтын стандарты»

Процесс принципі: Тізбек компоненттері (тізбек пластиналары, түйреуіштер, роликтер және т.б.) Ac3 (гипоэвтектоидты болат) немесе Ac1 (гиперэвтектоидты болат) жоғары температураға дейін қыздырылады. Материалды толық аустенизациялау үшін температураны біраз уақыт ұстап тұрғаннан кейін, тізбек жоғары қаттылықтағы, бірақ сынғыш мартенсит құрылымын алу үшін су немесе май сияқты салқындатқыш ортада тез сөндіруден өтеді. Содан кейін тізбек жоғары температурада шынықтыру үшін 500-650°C дейін қайта қыздырылады, бұл мартенситті біркелкі сорбит құрылымына ыдыратады, сайып келгенде «жоғары беріктік + жоғары беріктік» тепе-теңдігіне қол жеткізеді.

Өнімділік артықшылықтары: Шынықтыру және шынықтырудан кейін тізбекті компоненттер 800-1200 МПа созылу беріктігімен және жақсы теңдестірілген беріктік пен созылумен тамаша жалпы механикалық қасиеттерді көрсетеді, көтеру операцияларында кездесетін динамикалық және соққы жүктемелеріне төтеп бере алады. Сонымен қатар, сорбит құрылымының біркелкілігі компоненттерді өңдеудің тамаша өнімділігін қамтамасыз етеді, бұл кейінгі дәлдікпен қалыптауды жеңілдетеді (мысалы, роликті илемдеу).

Қолданылуы: Орташа және жоғары беріктіктегі көтергіш шынжырлардың (мысалы, 80 және 100 дәрежелі шынжырлардың) жалпы өнімділігін оңтайландыру үшін, әсіресе шынжыр табақшалары мен түйреуіштер сияқты негізгі жүк көтергіш компоненттер үшін кеңінен қолданылады. Бұл көтергіш шынжырларға арналған ең негізгі және негізгі термиялық өңдеу процесі. (II) Карбюраторлау және сөндіру + Төмен шынықтыру: беттік тозуға төзімділік үшін «күшейтілген қалқан»

Процесс принципі: Тізбекті компоненттер (торлы және үйкеліс компоненттеріне, мысалы, роликтер мен түйреуіштерге бағытталған) карбюризациялау ортасына (мысалы, табиғи газ немесе керосинді крекинг газына) орналастырылады және бірнеше сағат бойы 900-950°C температурада ұсталады, бұл көміртек атомдарының компонент бетіне енуіне мүмкіндік береді (карбюризацияланған қабаттың тереңдігі әдетте 0,8-2,0 мм). Осыдан кейін сөндіру (әдетте салқындату ортасы ретінде майды пайдалану) жүреді, ол өзекте салыстырмалы түрде берік перлит немесе сорбит құрылымын сақтай отырып, бетінде жоғары қаттылықтағы мартенсит құрылымын құрайды. Соңында, 150-200°C температурада төмен температурада шынықтыру сөндіру кернеулерін жояды және беттің қаттылығын тұрақтандырады. Өнімділік артықшылықтары: Карбюризациялау және сөндіруден кейінгі компоненттер «сыртында қатты, ішінде қатты» градиенттік өнімділік сипаттамасын көрсетеді - беттің қаттылығы HRC58-62-ге жетуі мүмкін, бұл тозуға төзімділікті және ұсталуға төзімділікті айтарлықтай жақсартады, жұлдызша торлы кезінде үйкеліс пен тозуды тиімді түрде жояды. Өзектің қаттылығы HRC30-45 деңгейінде қалады, бұл соққы жүктемелері кезінде компоненттің сынуын болдырмау үшін жеткілікті беріктік береді.

Қолданылуы: Көтергіш тізбектердегі жоғары тозуға төзімді дәлдіктегі роликтер мен түйреуіштер үшін, әсіресе жиі іске қосылатын және тоқтайтын және ауыр жүктемемен торланатын роликтер үшін (мысалы, порт крандары мен шахта көтергіштеріне арналған тізбектер). Мысалы, 120 класты жоғары беріктіктегі көтергіш тізбектердің роликтері әдетте карбюрленеді және сөндіру арқылы өңделеді, бұл олардың қызмет ету мерзімін дәстүрлі термиялық өңдеумен салыстырғанда 30%-дан астамға ұзартады. (III) Индукциялық шынықтыру + Төмен шынықтыру: Тиімді және дәл «жергілікті күшейту»

Процесс принципі: Жоғары жиілікті немесе орташа жиілікті индукциялық катушка тудыратын айнымалы магнит өрісін пайдаланып, тізбек компоненттерінің белгілі бір аймақтары (мысалы, роликтер мен түйреуіш беттерінің сыртқы диаметрі) жергілікті түрде қыздырылады. Қыздыру жылдам жүреді (әдетте бірнеше секундтан ондаған секундқа дейін), бұл тек бетінің аустенизация температурасына тез жетуіне мүмкіндік береді, ал негізгі температура негізінен өзгеріссіз қалады. Содан кейін тез сөндіру үшін салқындатқыш су құйылады, содан кейін төмен температурада шынықтыру жүргізіледі. Бұл процесс қыздырылған аймақты және қатайтылған қабат тереңдігін (әдетте 0,3-1,5 мм) дәл басқаруға мүмкіндік береді.

Өнімділік артықшылықтары: ① Жоғары тиімділік және энергия үнемдеу: Жергілікті қыздыру жалпы қыздырудың энергия шығынын болдырмайды, жалпы сөндірумен салыстырғанда өндіріс тиімділігін 50%-дан астамға арттырады. ② Төмен деформация: Қысқа қыздыру уақыты компоненттің термиялық деформациясын азайтады, кейіннен кең көлемде түзету қажеттілігін жояды, бұл оны дәл роликтерді өлшемді басқару үшін әсіресе қолайлы етеді. ③ Басқарылатын өнімділік: Индукциялық жиілік пен қыздыру уақытын реттеу арқылы шыңдалған қабаттың тереңдігі мен қаттылықтың таралуын икемді түрде реттеуге болады.
Қолданылуы: Жаппай өндірілген дәлдік роликтерін, қысқа түйреуіштерді және басқа да компоненттерді жергілікті нығайтуға, әсіресе жоғары өлшемді дәлдікті қажет ететін шынжырларды көтеруге (мысалы, дәл беріліс қорабымен көтеру шынжырлары) жарамды. Индукциялық қатайту шынжырды жөндеу және қалпына келтіру, тозған беттерді қайта нығайту үшін де қолданыла алады.

(IV) Аустемперинг: «Соққыдан қорғау» Беріктікке басымдық беру

Процесс принципі: Тізбек компонентін аустениттеу температурасына дейін қыздырғаннан кейін, ол M s нүктесінен (мартенситтік түрлендірудің басталу температурасы) сәл жоғары тұзды немесе сілтілі ваннаға тез орналастырылады. Аустениттің бейнитке айналуы үшін ванна белгілі бір уақыт бойы ұсталады, содан кейін ауамен салқындатылады. Мартенсит пен перлит арасындағы аралық құрылым болып табылатын бейнит жоғары беріктік пен тамаша беріктіктің үйлесімін біріктіреді.

Өнімділік артықшылықтары: Аустендірілген компоненттер кәдімгі сөндірілген және шынықтырылған бөлшектерге қарағанда айтарлықтай жоғары беріктік көрсетеді, 60-100 Дж соққы сіңіру энергиясына жетеді, сынусыз ауыр соққы жүктемелеріне төтеп бере алады. Сонымен қатар, қаттылық HRC 40-50-ге жетуі мүмкін, бұл орташа және ауыр жүк көтеру қолданбаларының беріктік талаптарына сай келеді, сонымен бірге сөндіру бұрмалануын азайтады және ішкі кернеулерді азайтады. Қолданылатын қолданылуы: Негізінен тау-кен және құрылыс өнеркәсібінде дұрыс емес пішінді заттарды көтеру үшін жиі қолданылатын сияқты ауыр соққы жүктемелеріне ұшырайтын тізбек компоненттерін көтеру үшін немесе төмен температуралы ортада (мысалы, суық сақтау және полярлық операциялар) қолданылатын тізбектерді көтеру үшін қолданылады. Бейнит төмен температурада мартенситке қарағанда әлдеқайда жоғары беріктікке және тұрақтылыққа ие, бұл төмен температурада сыну қаупін азайтады.

(V) Азоттау: коррозияға және тозуға төзімділікке арналған «ұзақ мерзімді жабын»
Процесс принципі: Тізбек компоненттері аммиак сияқты азот бар ортаға 500-580°C температурада 10-50 сағат бойы орналастырылады. Бұл азот атомдарының компонент бетіне енуіне мүмкіндік береді, бұл нитрид қабатын (негізінен Fe₄N және Fe₂N-ден тұрады) құрайды. Азоттау кейінгі сөндіруді қажет етпейді және компоненттің жалпы өнімділігіне минималды әсер ететін «төмен температуралы химиялық термиялық өңдеу» болып табылады. Өнімділік артықшылықтары: ① Жоғары беттік қаттылық (HV800-1200) карбюрленген және сөндірілген болатпен салыстырғанда жоғары тозуға төзімділікті қамтамасыз етеді, сонымен қатар үйкеліс коэффициентін төмендетеді, торлау кезінде энергия шығынын азайтады. ② Тығыз нитридтелген қабат тамаша коррозияға төзімділікті қамтамасыз етеді, ылғалды және шаңды ортада тот басу қаупін азайтады. ③ Төмен өңдеу температурасы компоненттің деформациясын азайтады, бұл оны алдын ала қалыптасқан дәл роликтерге немесе жиналған шағын тізбектерге жарамды етеді.

Қолданылуы: Тамақ өңдеу өнеркәсібінде (таза орта) және теңіз инженериясында (тұзды көп шашатын орта) қолданылатын тозуға және коррозияға төзімділікті қажет ететін шынжырларды көтеруге немесе «техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейтін» шынжырларды қажет ететін шағын көтеру жабдықтарына жарамды.

III. Термиялық өңдеу процесін таңдау: жұмыс жағдайларына сәйкес келу маңызды

Көтергіш тізбекті термиялық өңдеу әдісін таңдаған кезде үш негізгі факторды ескеріңіз: жүктеме деңгейі, жұмыс ортасы және компоненттің функциясы. Жоғары беріктікке немесе шамадан тыс шығындарды үнемдеуге соқыр ұмтылудан аулақ болыңыз:

Жүктеме рейтингісі бойынша таңдаңыз: Жеңіл жүктемелі тізбектер (≤ 50 дәреже) толық сөндіруден және шынықтырудан өтуі мүмкін. Орташа және ауыр жүктемелі тізбектер (80-100) осал бөлшектерді нығайту үшін карбюрациялау мен шынықтырудың үйлесімін қажет етеді. Ауыр жүктемелі тізбектер (120 дәрежеден жоғары) дәлдікті қамтамасыз ету үшін біріктірілген шынықтыру және шынықтыру процесін немесе индукциялық шынықтыруды қажет етеді.

Жұмыс ортасы бойынша таңдаңыз: Ылғалды және коррозиялық орта үшін азоттау қолайлы; соққы жүктемесі жоғары қолданбалар үшін аустентирлеу қолайлы. Жиі торлау қолданбалары роликтерді карбюризациялауға немесе индукциялық қатайтуға басымдық береді. Компоненттерді олардың функциясына қарай таңдаңыз: Шынжырлы пластиналар мен түйреуіштер беріктік пен төзімділікке басымдық береді, сөндіру мен шынықтыруға басымдық береді. Роликтер тозуға төзімділік пен төзімділікке басымдық береді, карбюризациялауға немесе индукциялық қатайтуға басымдық береді. Втулкалар сияқты қосалқы компоненттер арзан, интеграцияланған сөндіру мен шынықтыруды пайдалана алады.

IV. Қорытынды: Термиялық өңдеу - тізбек қауіпсіздігі үшін «көрінбейтін қорғаныс шебі»
Көтеру тізбектерін термиялық өңдеу процесі бірыңғай әдіс емес; керісінше, бұл материалдық қасиеттерді, құрамдас бөліктердің функцияларын және пайдалану талаптарын біріктіретін жүйелі тәсіл. Дәл роликтерді карбюризациялау және сөндіруден бастап тізбек пластиналарын сөндіру және шынықтыруға дейін әрбір процестегі дәлдікті бақылау көтеру операциялары кезінде тізбектің қауіпсіздігін тікелей анықтайды. Болашақта ақылды термиялық өңдеу жабдықтарын (мысалы, толық автоматтандырылған карбюризация желілері және онлайн қаттылықты тексеру жүйелері) кеңінен енгізу арқылы көтеру тізбектерінің өнімділігі мен тұрақтылығы одан әрі жақсарады, бұл арнайы жабдықтардың қауіпсіз жұмыс істеуіне сенімдірек кепілдік береді.