Влијанието на деформацијата на заварувањето врз животниот век на валчестите ланци: длабинска анализа и решенија

Влијанието на деформацијата на заварувањето врз животниот век на валчестите ланци: длабинска анализа и решенија

Во процесот на производство и примена наролер синџири, деформацијата на заварувањето е фактор што не може да се игнорира и има длабоко влијание врз животниот век на ролерските ланци. Оваа статија длабински ќе го истражи механизмот на удар, факторите на влијание и соодветните решенија на деформацијата на заварувањето врз животниот век на ролерските ланци, со цел да им помогне на релевантните претпријатија и практичари подобро да го разберат и да се справат со овој проблем, да го подобрат квалитетот и сигурноста на ролерските ланци и да ги задоволат потребите на меѓународните купувачи на големо за висококвалитетни ролерски ланци.

1. Принцип на работа и структурни карактеристики на ролерските синџири
Ролерските синџири се важна механичка основна компонента која широко се користи во механичките системи за пренос и транспорт. Тие главно се составени од основни компоненти како што се внатрешни плочи на синџирот, надворешни плочи на синџирот, иглички, ракави и ролери. За време на процесот на пренос, ролерскиот синџир пренесува моќност и движење преку вмрежување на ролерите и запците на запчаниците. Структурниот дизајн на ролерскиот синџир му овозможува добра флексибилност, висок капацитет на носивост и ефикасност на пренос, и може стабилно да работи под различни сложени работни услови.
Улогата на ролерските синџири во механичкиот пренос е клучна. Тие можат да остварат пренос на моќност помеѓу различни оски, а машината обезбедува нормално работење на опремата. Од едноставни велосипедски синџири до системи за пренос на сложени индустриски производствени линии, ролерските синџири играат неопходна улога. Нивниот процес на пренос е релативно мазен, што може да ги намали вибрациите и ударите, да го намали шумот и да ја подобри оперативната стабилност и сигурност на опремата. Тие се една од неопходните клучни компоненти во модерната машинска индустрија.

2. Анализа на причините за деформација на заварувањето
(I) Параметри на процесот на заварување
Во процесот на производство на валчести ланци, изборот на параметрите на процесот на заварување има директно влијание врз деформацијата на заварувањето. На пример, прекумерната или недоволната струја на заварување ќе доведе до различни проблеми со заварувањето, што пак предизвикува деформација. Кога струјата на заварување е преголема, таа ќе предизвика локално прегревање на заварениот дел, груби зрна на металните материјали, ќе ја зголеми тврдоста и кршливоста на заварот и зоната погодена од топлина, ќе ја намали пластичноста и цврстината на материјалот и лесно ќе предизвика пукнатини и деформација за време на последователната употреба. Ако струјата на заварување е премала, лакот ќе биде нестабилен, заварот нема да биде доволно пробиен, што резултира со слабо заварување, а може да предизвика и концентрација на стрес во областа на заварувањето и деформација.
Брзината на заварување е исто така клучен фактор. Ако брзината на заварување е пребрза, распределбата на топлината на заварот ќе биде нееднаква, заварот ќе биде лошо формиран и лесно ќе се појават дефекти како што се нецелосна пенетрација и вклучување на згура. Овие дефекти ќе станат потенцијални извори на деформација на заварувањето. Во исто време, пребрзата брзина на заварување ќе доведе и до брзо ладење на заварениот материјал, ќе ја зголеми тврдоста и кршливоста на заварените споеви и ќе ја намали нивната способност да се спротивстават на деформацијата. Напротив, пребавната брзина на заварување ќе предизвика заварениот материјал да остане на висока температура предолго, што ќе резултира со прекумерно загревање на заварениот материјал, раст на зрната, влошување на перформансите на материјалот и деформација на заварувањето.
(II) Прилагодувања
Дизајнот и употребата на тела играат витална улога во контролирањето на деформацијата на заварувањето. Разумните тела можат ефикасно да го фиксираат заварениот дел, да обезбедат стабилна платформа за заварување и да го намалат поместувањето и деформацијата за време на заварувањето. Ако цврстината на телата е недоволна, тие не можат ефикасно да се спротивстават на стресот на заварувањето за време на заварувањето, а заварениот дел е склонен кон движење и деформација. На пример, при заварување на валчести ланци, ако телата не можат цврсто да ги фиксираат компонентите како што се иглички и ракави, топлината генерирана за време на заварувањето ќе предизвика овие компоненти да се шират и собираат, што резултира со релативно поместување и на крајот да предизвика деформација на заварувањето.
Покрај тоа, точноста на позиционирањето на склопот ќе влијае и на деформацијата на заварувањето. Ако уредот за позиционирање на склопот не е доволно точен, положбата на склопување на заварените делови ќе биде неточна, а релативната положба помеѓу заварените делови ќе се промени за време на заварувањето, што ќе предизвика деформација на заварувањето. На пример, внатрешната и надворешната спојна плоча на валчестиот синџир треба прецизно да се порамнат за време на склопувањето. Ако грешката во позиционирањето на склопот е голема, положбата на заварувањето помеѓу спојните плочи ќе отстапува, што ќе резултира со деформација на целокупната структура по заварувањето, што ќе влијае на нормалната употреба и животниот век на валчестиот синџир.
(III) Својства на материјалот
Термичките физички својства и механичките својства на различните материјали варираат во голема мера, што исто така има значително влијание врз деформацијата на заварувањето. Коефициентот на термичка експанзија на материјалот го одредува степенот на експанзија на заварениот дел кога се загрева. Материјалите со големи коефициенти на термичка експанзија ќе произведат поголемо ширење за време на загревањето на заварувањето и соодветно поголемо собирање за време на ладењето, што лесно може да доведе до деформација на заварувањето. На пример, некои материјали од легури со висока цврстина, иако имаат добри механички својства, често имаат повисоки коефициенти на термичка експанзија, кои се склони кон големи деформации за време на заварувањето, зголемувајќи ја тежината на процесот на заварување.
Не треба да се игнорира ниту топлинската спроводливост на материјалот. Материјалите со добра топлинска спроводливост можат брзо да ја пренесат топлината од областа на заварување во околната област, правејќи ја распределбата на температурата на заварениот дел порамномерна, намалувајќи го локалното прегревање и нерамномерното собирање, а со тоа намалувајќи ја можноста за деформација на заварувањето. Напротив, материјалите со слаба топлинска спроводливост ќе ја концентрираат топлината на заварувањето во локална област, што резултира со зголемување на температурниот градиент на заварениот дел, што резултира со поголемо напрегање на заварувањето и деформација. Покрај тоа, механичките својства како што се границата на истегнување и модулот на еластичност на материјалот, исто така, ќе влијаат на неговото однесување на деформација за време на заварувањето. Материјалите со помала граница на истегнување имаат поголема веројатност да претрпат пластична деформација кога се подложени на напрегање на заварувањето, додека материјалите со помал модул на еластичност имаат поголема веројатност да претрпат еластична деформација. Овие деформации може да не се обноват целосно по заварувањето, што резултира со трајна деформација на заварувањето.

3. Специфични ефекти од деформацијата на заварувањето врз животниот век на валјачкиот синџир
(I) Концентрација на стрес
Деформацијата на заварувањето ќе предизвика концентрација на стрес во областа на заварувањето и зоната погодена од топлина на ролерскиот синџир. Поради нерамномерното загревање и ладење генерирано за време на заварувањето, локалните области на заварениот дел ќе создадат голем термички стрес и стрес на ткивото. Овие стресови формираат комплексно поле на стрес во внатрешноста на заварениот дел, а концентрацијата на стрес е посериозна на местото на деформација на заварувањето. На пример, на точката на заварување помеѓу иглата и ракавот на ролерскиот синџир, ако има деформација на заварувањето, факторот на концентрација на стрес во оваа област значително ќе се зголеми.
Концентрацијата на стрес ќе го забрза почетокот и ширењето на пукнатини од замор во валчестиот ланец за време на употребата. Кога валчестиот ланец е подложен на наизменични оптоварувања, материјалот на местото на концентрација на стрес е поверојатно да ја достигне границата на замор и да произведе мали пукнатини. Овие пукнатини продолжуваат да се шират под дејство на циклични оптоварувања, што на крајот може да доведе до кршење на заварите или заварските споеви, значително скратувајќи го работниот век на валчестите ланци. Студиите покажаа дека кога факторот на концентрација на стрес се зголемува за 1 пати, животниот век на замор може да се намали за ред на големина или повеќе, што претставува сериозна закана за сигурноста на валчестите ланци.
(ii) Губење на димензионалната точност
Деформацијата на заварувањето ќе ги промени геометриските димензии на валчестиот синџир, што ќе резултира со неможност да ја исполни димензионалната точност потребна од дизајнот. Валчестите синџири имаат строги барања за димензионална толеранција за време на процесот на производство, како што се дијаметарот на валјакот, дебелината и должината на плочата на ланецот и дијаметарот на вратилото на иглата. Ако деформацијата на заварувањето го надмине дозволениот опсег на толеранција, ќе се појават проблеми за време на склопувањето и употребата на валчестиот синџир.
Губењето на димензионалната точност ќе влијае на перформансите на вмрежување на валчестиот синџир и запчаникот. Кога дијаметарот на валјакот на валчестиот синџир станува помал или плочата на ланецот е деформирана, валјакот и запците на запчаникот не се добро поврзани, што резултира со зголемен удар и вибрации за време на процесот на пренос. Ова не само што ќе го забрза абењето на самиот валчест синџир, туку ќе ги оштети и другите компоненти на преносот, како што е запчаникот, намалувајќи ја ефикасноста и животниот век на целиот систем на пренос. Во исто време, димензионалното отстапување може да предизвика валчестиот синџир да се заглави или да скокне на запците за време на процесот на пренос, дополнително влошувајќи го оштетувањето на валчестиот синџир и значително скратувајќи го неговиот век на траење.
(III) Намалени перформанси на замор
Деформацијата на заварувањето ќе ја промени микроструктурата на валчестиот синџир, со што ќе се намалат неговите перформанси на замор. За време на процесот на заварување, поради локалното загревање на висока температура и брзото ладење, металните материјали во заварот и зоната погодена од топлина ќе претрпат промени како што се раст на зрната и нееднаква организација. Овие организациски промени ќе доведат до намалување на механичките својства на материјалот, како што се нееднаква тврдост, намалена пластичност и намалена цврстина.
Намалувањето на перформансите на замор го прави валчестиот ланец поподложен на дефекти предизвикани од замор кога е изложен на наизменични оптоварувања. Во реална употреба, валчестиот ланец обично е во состојба на чести старт-стоп и промена на брзината и е подложен на сложени наизменични напрегања. Кога перформансите на замор се намалени, на почетокот на употребата може да се појават голем број микроскопски пукнатини во валчестиот ланец. Овие пукнатини постепено се шират за време на последователната употреба, што на крајот доведува до кршење на валчестиот ланец. Експерименталните податоци покажуваат дека границата на замор на валчестиот ланец што претрпел деформација на заварување може да се намали за 30% - 50%, што е исклучително неповолно за долгорочното стабилно работење на валчестиот ланец.
(IV) Намалена отпорност на абење
Деформацијата на заварувањето, исто така, ќе има негативно влијание врз отпорноста на абење на валчестиот синџир. Поради ефектот на топлината на заварувањето, состојбата на површината на материјалот во областа на заварување и зоната погодена од топлина се менува, а може да се појават оксидација, декарбуризација и други феномени, што ќе ја намали тврдоста и отпорноста на абење на површината на материјалот. Во исто време, концентрацијата на стрес и нерамномерната организација предизвикани од деформацијата на заварувањето, исто така, ќе предизвикаат поголемо абење на валчестиот синџир за време на употребата.
На пример, за време на процесот на вмрежување помеѓу валјачкиот синџир и запчаникот, ако има деформација на заварувањето на површината на валјакот, распределбата на контактниот напон помеѓу валјакот и запците на запчаникот ќе биде нееднаква, а абењето и пластичната деформација веројатно ќе се појават во областа со висок напон. Со зголемувањето на времето на употреба, абењето на валјакот продолжува да се зголемува, што резултира со издолжување на наклонот на валјачкиот синџир, што дополнително влијае на точноста на вмрежувањето на валјачкиот синџир и запчаникот, формирајќи маѓепсан круг и на крајот скратувајќи го работниот век на валјачкиот синџир поради прекумерно абење.

4. Контролни и превентивни мерки за деформација на заварување
(I) Оптимизирање на параметрите на процесот на заварување
Разумниот избор на параметри на процесот на заварување е клучен за контрола на деформацијата на заварувањето. При заварување на ролери, параметрите како што се струјата на заварување, брзината на заварување, напонот на заварување итн. треба прецизно да се постават според фактори како што се карактеристиките на материјалот, дебелината и структурата на заварените делови. Преку голем број експериментални студии и производствени практики, може да се сумира оптималниот опсег на параметри за заварување за ролери со различни спецификации. На пример, за мали ролери, помала струја на заварување и поголема брзина на заварување се користат за намалување на влезот на топлина при заварување и намалување на можноста за деформација на заварувањето; додека за големи ролери, потребно е соодветно да се зголеми струјата на заварување и да се прилагоди брзината на заварување за да се обезбеди пенетрација и квалитет на заварот, како и да се преземат соодветни мерки против деформација.
Покрај тоа, употребата на напредни процеси и опрема за заварување може да помогне и во контролата на деформацијата на заварувањето. На пример, технологијата за пулсно заварување ја контролира ширината на пулсот и фреквенцијата на струјата за заварување за да ја направи топлината што ја прима заварениот дел за време на процесот на заварување порамномерна, да го намали внесувањето на топлина и со тоа ефикасно да ја намали деформацијата на заварувањето. Во исто време, автоматизираната опрема за заварување може да ја подобри стабилноста и конзистентноста на процесот на заварување, да ги намали флуктуациите на параметрите на заварување предизвикани од човечки фактори, да го обезбеди квалитетот на заварувањето и со тоа да ја контролира деформацијата на заварувањето.
(II) Подобрување на дизајнот на алатките и прицврстувачите
Разумниот дизајн и употреба на алатки и прицврстувачи играат витална улога во спречувањето на деформација на заварувањето. Во производството на валчести синџири, прицврстувачите со доволна цврстина и добра точност на позиционирање треба да бидат дизајнирани според структурните карактеристики на валчестиот синџир и барањата на процесот на заварување. На пример, користете материјали за прицврстувачи со поголема цврстина, како што се леано железо или легиран челик со висока цврстина, и зголемете ја цврстината и стабилноста на прицврстувачот преку разумен структурен дизајн, така што тој може ефикасно да се спротивстави на стресот генериран за време на заварувањето и да спречи деформација на заварот.
Во исто време, подобрувањето на точноста на позиционирањето на прицврстувачот е исто така важно средство за контрола на деформацијата на заварувањето. Преку прецизен дизајн и производство на уреди за позиционирање, како што се позиционирачки иглички, позиционирачки плочи итн., се обезбедува точна и правилна положба на заварениот дел за време на склопувањето и заварувањето, а се намалуваат и деформациите на заварувањето предизвикани од грешки во позиционирањето. Покрај тоа, флексибилните прицврстувачи може да се користат и за прилагодување според различните облици и големини на заварените делови за да се задоволат потребите за заварување на ролери со различни спецификации, како и за подобрување на разновидноста и прилагодливоста на прицврстувачите.
(III) Разумен избор на материјали
При производството на ролери, разумниот избор на материјали е основа за контрола на деформацијата на заварувањето. Материјалите со добри термички физички својства и механички својства треба да се изберат според условите за работа и барањата за перформанси на ролерискиот синџир. На пример, изборот на материјали со помал коефициент на термичка експанзија може да ја намали термичката деформација за време на заварувањето; изборот на материјали со добра топлинска спроводливост е погоден за брза спроводливост и рамномерна распределба на топлината на заварувањето, намалувајќи го стресот и деформацијата на заварувањето.
Покрај тоа, за некои материјали со висока цврстина и тврдост, нивните перформанси на заварување треба целосно да се земат предвид. Под претпоставка за исполнување на барањата за употреба, обидете се да изберете материјали со подобри перформанси на заварување или да извршите соодветна претходна обработка на материјалите, како што е жарење, за да ги подобрите нивните перформанси на заварување и да ја намалите деформацијата на заварувањето. Во исто време, преку разумно усогласување на материјалите и оптимизација на структурата на материјалот, може да се подобри целокупната отпорност на деформација и перформансите на валчестиот синџир, со што се продолжува неговиот век на траење.
(IV) Третман по заварувањето
Третманот по заварувањето е важна алка во контролирањето на деформацијата на заварувањето. Најчесто користените методи на третман по заварувањето вклучуваат термичка обработка и механичка корекција.
Термичката обработка може да го елиминира преостанатиот стрес при заварувањето, да ги подобри организациските својства на заварените материјали и да ја намали деформацијата на заварувањето. На пример, жарењето на валчестиот синџир може да ги рафинира зрната на металните материјали во заварот и зоната погодена од топлина, да ја намали тврдоста и кршливоста и да ја подобри пластичноста и цврстината, со што се намалува можноста за концентрација на стрес и деформација. Покрај тоа, третманот со стареење помага и за стабилизирање на димензионалната точност на заварениот материјал и намалување на деформацијата за време на последователната употреба.
Механичката корекција може директно да ја корегира деформацијата на заварувањето. Со примена на надворешна сила, заварениот дел се враќа во обликот и големината потребни за дизајнот. Сепак, механичката корекција треба да се изврши по термичката обработка за да се спречи стресот генериран за време на процесот на корекција негативно да влијае на заварениот дел. Во исто време, големината и насоката на силата на корекција треба строго да се контролираат за време на процесот на механичка корекција за да се избегне прекумерна корекција што доведува до нова деформација или оштетување.

5. Анализа на вистински случај
(I) Случај 1: Производител на синџири за мотоцикли со ролер
За време на производствениот процес, производител на ролер синџири за мотоцикли открил дека некои серии ролер синџири се кршат по одреден период на употреба. По анализата, се покажа дека тоа главно се должи на концентрацијата на стрес предизвикана од деформација на заварувањето, што го забрзало иницијацијата и ширењето на пукнатините од замор. Компанијата презеде низа мерки за контрола на деформацијата на заварувањето: прво, параметрите на процесот на заварување беа оптимизирани, а оптималната струја на заварување и опсегот на брзина беа одредени преку повторени тестови; второ, дизајнот на прицврстувачот беше подобрен, а материјалот на прицврстувачот со подобра цврстина беше употребен, а точноста на позиционирањето беше подобрена; покрај тоа, материјалот на ролер синџирот беше оптимизиран, а материјалите со мал коефициент на термичка експанзија и добри перформанси на заварување беа избрани; конечно, по заварувањето беше додаден процес на термичка обработка за да се елиминира преостанатиот стрес од заварувањето. По спроведувањето на овие мерки за подобрување, деформацијата на заварувањето на ролер синџирот беше ефикасно контролирана, проблемот со фрактурата беше значително подобрен, животниот век на производот беше зголемен за околу 40%, стапката на жалби од клиентите беше значително намалена, а пазарниот удел на компанијата дополнително се прошири.
(II) Случај 2: Добавувач на ролери за производствена линија за индустриска автоматизација
Кога добавувач на ролериски ланци за линија за производство на индустриска автоматизација им обезбедил ролериски ланци на клиентите, клиентот пријавил дека димензионалната точност на ролерискиот ланец за време на процесот на склопување не ги исполнувала барањата, што резултирало со проблеми со бучава и вибрации во преносниот систем. По истрагата, било откриено дека ова се должи на деформацијата на заварувањето што го надминува дозволениот опсег на толеранција. Како одговор на овој проблем, добавувачот ги презел следниве решенија: од една страна, опремата за заварување била надградена и модифицирана, а бил усвоен напреден автоматизиран систем за заварување за да се подобри стабилноста и точноста на процесот на заварување; од друга страна, била зајакната проверката на квалитетот за време на процесот на заварување, параметрите на заварување и деформацијата на заварот биле следени во реално време, а процесот на заварување бил прилагоден на време. Во исто време, била спроведена и професионална обука за операторите за да ги подобрат своите вештини за заварување и свеста за квалитетот. Преку спроведување на овие мерки, димензионалната точност на ролерискиот ланец била ефикасно загарантирана, проблемот со склопувањето бил решен, задоволството на клиентите значително се подобрило, а односот на соработка меѓу двете страни станал постабилен.

6. Резиме и перспектива
Влијанието на деформацијата на заварувањето врз животниот век наролер синџирие комплексно и важно прашање, кое вклучува технологија на заварување, тела, својства на материјалите и други аспекти. Со длабоко разбирање на причините и механизмите на влијание врз деформацијата на заварувањето, преземање ефикасни мерки како што се оптимизирање на параметрите на процесот на заварување, подобрување на дизајнот на тела, рационален избор на материјали и зајакнување на пост-заварувачкиот третман, негативните ефекти од деформацијата на заварувањето врз животниот век на валчестите синџири можат значително да се намалат, квалитетот и сигурноста на валчестите синџири можат да се подобрат и да се задоволат потребите на меѓународните купувачи на големо за висококвалитетни валчести синџири.
Во идниот развој, со континуираниот напредок на технологијата за машинско производство, со развојот и примената на нови материјали, процесот на производство на ролерски ланци ќе продолжи да иновира и да се подобрува. На пример, се очекува новите технологии за заварување, како што се ласерското заварување и триењето, да бидат пошироко користени во производството на ролерски ланци. Овие технологии имаат предности на низок внес на топлина, голема брзина на заварување и висок квалитет на заварување, што може дополнително да ја намали деформацијата на заварувањето и да ги подобри перформансите и животниот век на ролерските ланци. Во исто време, со воспоставување поцелосен систем за контрола на квалитетот и стандардизиран процес на производство, стабилноста на квалитетот на ролерските ланци може подобро да се гарантира, конкурентноста на претпријатијата на меѓународниот пазар може да се подобри и може да се постави солидна основа за одржлив и здрав развој на индустријата за ролерски ланци.