De invloed van hoge of lage temperaturen op het materiaal van rollenkettingen.
Rollenkettingen worden in industriële toepassingen, als belangrijk transmissieonderdeel, veelvuldig gebruikt in diverse mechanische machines en productielijnen. Verschillende werkomgevingen stellen echter verschillende eisen aan de prestaties van rollenkettingen, met name in omgevingen met hoge of lage temperaturen. De prestaties van de materialen waarin de rollenketting is gemaakt, veranderen dan aanzienlijk, wat direct van invloed is op de levensduur en betrouwbaarheid ervan. Dit artikel onderzoekt de impact van hoge en lage temperaturen op de materialen van rollenkettingen en biedt internationale groothandelaren een referentiepunt voor de selectie van geschikte materialen.
1. Overzicht van materialen voor rollenkettingen
Rollenkettingen worden meestal gemaakt van koolstofstaal, gelegeerd staal, roestvrij staal en andere materialen. Koolstofstaal kenmerkt zich door lage kosten en hoge sterkte, maar heeft een slechte corrosie- en oxidatiebestendigheid; gelegeerd staal verbetert de sterkte, taaiheid en corrosiebestendigheid van het materiaal door toevoeging van legeringselementen zoals chroom, nikkel, molybdeen, enz.; roestvrij staal heeft een uitstekende corrosie- en oxidatiebestendigheid en een hoge sterkte, en is geschikt voor zware werkomstandigheden.
2. De invloed van een omgeving met hoge temperaturen op materialen van rollenkettingen
(I) Veranderingen in materiaalsterkte
Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de sterkte van het materiaal van de rollenketting geleidelijk af. De sterkte van een gewone koolstofstalen ketting begint bijvoorbeeld aanzienlijk af te nemen wanneer de temperatuur boven de 200 °C komt. Bij temperaturen boven de 300 °C is de afname in hardheid en sterkte nog groter, wat resulteert in een kortere levensduur van de ketting. Dit komt doordat hoge temperaturen de roosterstructuur van het metaal veranderen, de bindingskracht tussen atomen verzwakken en daardoor het draagvermogen van het materiaal verminderen.
(ii) Effect van oxidatieweerstand
In omgevingen met hoge temperaturen zijn kettingmaterialen gevoelig voor oxidatiereacties. Kettingen van koolstofstaal reageren gemakkelijk met zuurstof en vormen bij hoge temperaturen ijzeroxide. Dit tast niet alleen het materiaal zelf aan, maar vormt ook een oxidelaag op het oppervlak van de ketting, wat resulteert in een verhoogde wrijvingscoëfficiënt en slijtage. Roestvrijstalen kettingen, die legeringselementen zoals chroom bevatten, kunnen een dichte chroomoxidefilm op het oppervlak vormen. Deze film voorkomt effectief dat zuurstof het materiaal verder aantast, waardoor de oxidatiebestendigheid van de ketting verbetert.
(iii) Smeerproblemen
Hoge temperaturen kunnen de prestaties van smeerolie of -vet beïnvloeden. Enerzijds neemt de viscositeit van de smeerolie af, waardoor het smerende effect vermindert en er geen effectieve smeerfilm meer gevormd kan worden op het wrijvingsvlak van de ketting. Dit leidt tot verhoogde wrijving en verergerde slijtage. Anderzijds kan het vet smelten, verdampen of zelfs verbranden, waardoor het zijn smerende werking verliest en de slijtage van de ketting verder versnelt. Daarom is het bij gebruik van rollenkettingen in omgevingen met hoge temperaturen noodzakelijk om smeermiddelen te kiezen die geschikt zijn voor hoge temperaturen en om de smeerfrequentie te verhogen.
III. De invloed van een omgeving met lage temperaturen op materialen van rollenkettingen.
(I) Verhoogde broosheid van het materiaal
Naarmate de temperatuur daalt, neemt de taaiheid van het materiaal van rollenkettingen af en de brosheid toe. Vooral in omgevingen met lage temperaturen zal de slagvastheid van het materiaal aanzienlijk afnemen en is de kans op brosbreuk groter. Zo zal de slagvastheid van sommige standaard stalen kettingen aanzienlijk verslechteren wanneer de temperatuur onder de -20℃ komt. Dit komt doordat de atomaire thermische beweging van het materiaal bij lage temperaturen verzwakt is, de dislocatiebeweging moeilijk is en het vermogen van het materiaal om externe schokken op te vangen afneemt.
(II) Stolling van smeermiddelen
Lage temperaturen verhogen de viscositeit van smeerolie of -vet en kunnen het zelfs doen stollen. Hierdoor wordt het lastig om de ketting volledig te smeren bij het starten, wat leidt tot meer wrijving en slijtage. Bovendien kunnen gestolde smeermiddelen de normale werking van de ketting belemmeren en de flexibiliteit ervan verminderen. Daarom is het bij gebruik van rollenkettingen in omgevingen met lage temperaturen noodzakelijk om smeermiddelen te kiezen die goed presteren bij lage temperaturen, en moet de ketting vóór gebruik volledig worden voorverwarmd en gesmeerd.
(III) Samentrekking en vervorming van de keten
Bij lage temperaturen krimpt het materiaal van de rollenketting, waardoor de afmetingen van de ketting kunnen veranderen en de nauwkeurigheid van de aansluiting op het tandwiel kan worden beïnvloed. Bovendien kunnen lage temperaturen de restspanning in de ketting verhogen, waardoor de ketting tijdens gebruik kan vervormen en de soepelheid en nauwkeurigheid van de overbrenging kan worden aangetast.
IV. Prestaties van rollenkettingen van verschillende materialen in omgevingen met hoge en lage temperaturen
(I) Roestvrijstalen rollenkettingen
Roestvrijstalen rollenkettingen presteren goed in zowel hoge als lage temperaturen. Bij hoge temperaturen blijven de oxidatieweerstand en sterkte goed behouden en kunnen ze normaal functioneren bij 400 °C of zelfs hoger. Ook bij lage temperaturen zijn de taaiheid en corrosiebestendigheid van roestvrij staal uitstekend, waardoor ze gebruikt kunnen worden bij -40 °C of zelfs lager. Bovendien hebben roestvrijstalen rollenkettingen een goede corrosiebestendigheid en zijn ze geschikt voor veeleisende omgevingen zoals vochtige, zure en alkalische omstandigheden.
(II) Rollenketting van gelegeerd staal
Rollenkettingen van gelegeerd staal verbeteren de algehele eigenschappen van materialen door de toevoeging van legeringselementen. In omgevingen met hoge temperaturen zijn de sterkte en oxidatiebestendigheid van kettingen van gelegeerd staal beter dan die van koolstofstaal, en ze kunnen worden gebruikt in het temperatuurbereik van 300℃ tot 450℃. In omgevingen met lage temperaturen is de taaiheid van gelegeerd staal ook beter dan die van koolstofstaal, en kan het tot op zekere hoogte brosbreuk bij lage temperaturen weerstaan. De kosten van rollenkettingen van gelegeerd staal zijn echter relatief hoog.
(III) Koolstofstalen rollenketting
Een rollenketting van koolstofstaal is goedkoop, maar presteert slecht bij zowel hoge als lage temperaturen. Bij hoge temperaturen nemen de sterkte en hardheid aanzienlijk af en is de ketting gevoelig voor vervorming en slijtage. Bij lage temperaturen neemt de brosheid van koolstofstaal toe, verslechtert de slagvastheid en breekt de ketting gemakkelijk. Daarom is een rollenketting van koolstofstaal meer geschikt voor gebruik bij normale temperaturen.
V. Tegenmaatregelen
(I) Materiaalselectie
Kies het materiaal van de rollenketting op een verstandige manier, afhankelijk van de temperatuursomstandigheden in de werkomgeving. Voor omgevingen met hoge temperaturen wordt aanbevolen om de voorkeur te geven aan rollenkettingen van roestvrij staal of gelegeerd staal; voor omgevingen met lage temperaturen kunt u rollenkettingen van gelegeerd staal of roestvrij staal kiezen die speciaal behandeld zijn om hun taaiheid bij lage temperaturen te verbeteren.
(II) Warmtebehandelingsproces
De prestaties van rollenkettingmaterialen kunnen worden verbeterd door geschikte warmtebehandelingen. Zo kunnen gelegeerde stalen kettingen door middel van harden en temperen hun sterkte en taaiheid verbeteren; roestvrijstalen kettingen kunnen door middel van oplossingsgloeien een verhoogde corrosie- en oxidatieweerstand ondergaan.
(III) Smeermiddelbeheer
In omgevingen met hoge en lage temperaturen is het belangrijk om aandacht te besteden aan het smeerbeheer van rollenkettingen. Kies smeermiddelen die geschikt zijn voor de bedrijfstemperatuur en voer regelmatig smeeronderhoud uit om ervoor te zorgen dat er altijd een goede smeerfilm op het oppervlak van het kettingwrijvingspaar aanwezig is. In omgevingen met hoge temperaturen kan een hittebestendig vet of vast smeermiddel worden gebruikt; in omgevingen met lage temperaturen moeten smeermiddelen met goede prestaties bij lage temperaturen worden gekozen en moet de ketting voor gebruik worden voorverwarmd.
VI. Praktische toepassingsvoorbeelden
(I) Toepassingsgevallen in omgevingen met hoge temperaturen
Roestvrijstalen rollenkettingen worden gebruikt in transmissiesystemen voor ovens met hoge temperaturen in de metallurgische industrie. Dankzij de uitstekende oxidatiebestendigheid en sterktebehoud van roestvrij staal kan de ketting stabiel functioneren in omgevingen met hoge temperaturen, waardoor productiestoringen als gevolg van kettingbeschadiging worden verminderd. Tegelijkertijd verlengt regelmatig onderhoud met smering bij hoge temperaturen de levensduur van de ketting verder.
(II) Toepassingsgevallen in omgevingen met lage temperaturen
In de transportsystemen voor koelopslag in de koelketenlogistiek worden rollenkettingen van gelegeerd staal gebruikt die een speciale behandeling voor lage temperaturen hebben ondergaan. Deze ketting heeft een goede taaiheid en slagvastheid bij lage temperaturen en is geschikt voor de lage temperaturen in een koelopslag. Bovendien zorgen smeermiddelen voor lage temperaturen voor een soepele werking en minimale slijtage van de ketting bij lage temperaturen.
VII. Conclusie
Hoge of lage temperaturen hebben een aanzienlijke invloed op de prestaties van rollenkettingmaterialen, waaronder veranderingen in materiaalsterkte, verschillen in oxidatie- en corrosiebestendigheid, smeerproblemen en een verhoogde broosheid van het materiaal. Bij de materiaalkeuze voor rollenkettingen moet volledig rekening worden gehouden met de temperatuursomstandigheden van de werkomgeving. Rollenkettingen van verschillende materialen, zoals roestvrij staal, gelegeerd staal of koolstofstaal, moeten op een verstandige manier worden geselecteerd, en de juiste warmtebehandeling en smeerbeheersingsmaatregelen moeten worden getroffen om een betrouwbare werking en een lange levensduur van de rollenketting in zowel hoge als lage temperaturen te garanderen. Voor internationale groothandelaren is inzicht in deze beïnvloedende factoren en de bijbehorende tegenmaatregelen essentieel om weloverwogen keuzes te maken bij de aanschaf van rollenkettingen die voldoen aan de behoeften van verschillende klanten in diverse werkomgevingen.
Geplaatst op: 12 maart 2025