Югары температуралы мохиттә ролик чылбырлары өчен материал сайлау

Югары температуралы мохиттә ролик чылбырлары өчен материал сайлау

Металлургик җылылык эшкәртү, азык-төлек пешерү һәм нефть химиясе кебек сәнәгать шартларында,ролик чылбырлары, үзәк тапшыру компонентлары буларак, еш кына 150°C тан артык мохиттә өзлексез эшли. Экстремаль температуралар гадәти чылбырларның йомшаруына, оксидлашуына, коррозиягә дучар булуына һәм майланмавына китерергә мөмкин. Сәнәгать мәгълүматлары күрсәткәнчә, дөрес сайланмаган ролик чылбырларының гомере югары температура шартларында 50% тан артыкка кыскарырга мөмкин, хәтта җиһазларның эшләмәвенә дә китерә. Бу мәкалә югары температуралы мохиттә ролик чылбырларының эшләү таләпләренә багышланган, сәнәгать белгечләренә тапшыру системаларын тотрыклы яңартуга ирешергә ярдәм итү өчен төрле үзәк материалларның үзенчәлекләрен һәм сайлау логикасын системалы рәвештә анализлый.

I. Ролик чылбырлары өчен югары температуралы мохитнең төп кыенлыклары

Югары температуралы мохит аркасында ролик чылбырларына китерелгән зыян күпкырлы. Төп кыенлыклар ике аспектта ята: материалның сыйфаты начарлануы һәм структураның тотрыклылыгы кимү. Болар шулай ук ​​материал сайлау барышында җиңәргә тиешле техник киртәләргә дә кагыла:

- Материалның механик үзлекләренең начарлануы: Гади углеродлы корыч 300℃ тан югары температурада сизелерлек йомшара, тарту көче 30%-50% ка кими, бу чылбыр пластинасының сынуына, штифт деформациясенә һәм башка ватылуга китерә. Түбән эретмәле корыч, киресенчә, югары температураларда гранулаларара оксидлашу аркасында тагын да тизрәк тузу кичерә, бу чылбырның сузылуының рөхсәт ителгән чикләрдән артып китүенә китерә.

- Оксидлашу һәм коррозиянең артуы: Югары температуралы мохиттә кислород, су пары һәм сәнәгать мохите (мәсәлән, кислоталы газлар һәм майлар) чылбыр өслегенең коррозиясен тизләтә. Нәтиҗәдә барлыкка килгән оксид катламы шарнирның тыгылуына китерергә мөмкин, ә коррозия продуктлары майлауны киметә.

- Майлау системасы эшләми: Гадәти минераль майлау мае 120℃ тан югары температурада парга әйләнә һәм карбонлаша, майлау эффектын югалта. Бу роликлар һәм штифтлар арасындагы ышкылу коэффициентының артуына китерә, тузу тизлеген 4-6 тапкыр арттыра.

- Җылылык киңәюен туры китерү мәсьәләсе: Әгәр чылбыр компонентларының (чылбыр пластиналары, штифтлар, роликлар) җылылык киңәю коэффициентлары сизелерлек аерылып торса, температура циклы вакытында аралар киңәергә яки чылбыр эләгергә мөмкин, бу тапшыру төгәллегенә тәэсир итә.

II. Югары температуралы ролик чылбырларының төп материал төрләре һәм эшчәнлек анализы

Югары температуралы эш шартларының үзенчәлекләре аркасында, төп ролик чылбыр материаллары өч төп системаны формалаштырды: дат басмас корыч, җылылыкка чыдам корыч һәм никель нигезендәге эретмәләр. Һәр материалның югары температурага чыдамлыгы, ныклыгы һәм коррозиягә чыдамлыгы ягыннан үз көчле яклары бар, шуңа күрә билгеле бер эш шартлары нигезендә төгәл туры китерү таләп ителә.

1. Дат басмас корыч сериясе: Урта һәм югары температуралы эш шартлары өчен отышлы сайлау

Оксидлашуга һәм коррозиягә чыдамлыгы югары булган дат басмас корыч, 400 ℃ тан түбән урта һәм югары температуралы мохиттә куллану өчен иң яхшы материалга әйләнде. Алар арасында 304, 316 һәм 310S маркалары ролик чылбырлары җитештерүдә иң киң кулланыла. Эшчәнлек аермалары, нигездә, хром һәм никель нисбәтеннән килеп чыга.

Шунысын да билгеләп үтәргә кирәк, дат басмас корыч чылбырлар "хатасыз" түгел. 304 дат басмас корыч 450℃ тан югарырак сизгерлеккә ия, бу исә гранулаларара коррозиягә китерә. 310S җылылыкка чыдам булса да, аның бәясе 304 белән чагыштырганда якынча 2,5 тапкыр кыйммәтрәк, бу исә хезмәт итү вакыты таләпләрен комплекслы исәпкә алуны таләп итә.

2. Җылылыкка чыдам корыч сериясе: Экстремаль температураларда ныклык лидерлары

Эш температурасы 800℃ тан артканда, гадәти дат басмас корычның ныклыгы сизелерлек кими. Бу вакытта, хром һәм никель күләме югарырак булган җылылыкка чыдам корыч төп сайлау булып тора. Бу материаллар, эретмә элементлары нисбәтен көйләү аша, югары температурада тотрыклы оксид пленкасы барлыкка китерә, шул ук вакытта яхшы сыгылучанлыкны саклый:

- 2520 Җылылыкка чыдам корыч (Cr25Ni20Si2): Еш кулланыла торган югары температуралы материал буларак, аның озак вакытлы хезмәт итү температурасы 950℃ га кадәр җитә ала, бу карбюратор атмосферасында бик яхшы нәтиҗәләр күрсәтә. Өслек хром диффузиясе белән эшкәртүдән соң, коррозиягә чыдамлыкны 40% ка арттырырга мөмкин. Ул гадәттә күп максатлы мич чылбырлы конвейерларында һәм тешле алдан оксидлаштыру мич конвейер системаларында кулланыла. Аның тарту көче ≥520MPa һәм озайту көче ≥40% югары температураларда структура деформациясенә нәтиҗәле каршы тора.

- Cr20Ni14Si2 җылылыкка чыдам корыч: Никель күләме 2520 дән бераз түбәнрәк булганлыктан, ул чыгымлырак вариант тәкъдим итә. Аның даими эшләү температурасы 850℃ га кадәр җитә ала, бу аны пыяла җитештерү һәм утка чыдам материалларны ташу кебек чыгымнарга сизгер югары температуралы кушымталар өчен яраклы итә. Аның төп үзенчәлеге - тотрыклы җылылык киңәю коэффициенты, бу исә йолдызлы дөңгәл материаллары белән яхшырак туры килүчәнлекне тәэмин итә һәм трансмиссия бәрелүен киметә.

3. Никель нигезендәге эретмә сериясе: Катлаулы эш шартлары өчен иң яхшы чишелеш

1000℃ тан артык экстремаль шартларда яки югары коррозияле мохит булганда (мәсәлән, аэрокосмик компонентларны һәм атом сәнәгате җиһазларын җылылык белән эшкәртү), никель нигезендәге эретмәләр югары температурага чыдам булулары аркасында алыштыргысыз материаллар булып тора. Inconel 718 мисалында никель нигезендәге эретмәләр 50%-55% никельдән тора һәм ниобий һәм молибден кебек элементлар белән ныгытылган, хәтта 1200℃ температурада да бик яхшы механик үзлекләрен саклый.

Никель нигезендәге эретмә ролик чылбырларының төп өстенлекләре: 1. Сөрелүчәнлек 310S дат басмас корычныкына караганда өч тапкырдан артык; 1000℃ температурада 1000 сәгать өзлексез эшләгәннән соң, даими деформация ≤0,5% тәшкил итә; 2. Бик көчле коррозиягә чыдам, күкерт кислотасы һәм азот кислотасы кебек көчле коррозияле мохиткә чыдам; 3. Югары температурада арыганлыкка каршы торуның югары сыйфаты, еш температура циклы шартлары өчен яраклы. Ләкин аларның бәясе 310S дат басмас корычныкына караганда 5-8 тапкыр кыйммәтрәк, һәм алар гадәттә югары сыйфатлы төгәллекле тапшыру системаларында кулланыла.

4. Ярдәмче материаллар һәм өслек эшкәртү технологиясе

Субстрат сайлаудан тыш, өслек эшкәртү технологиясе югары температура эшчәнлеген яхшырту өчен бик мөһим. Хәзерге вакытта төп процесслар түбәндәгеләрне үз эченә ала: 1. Хром инфильтрациясе: чылбыр өслегендә Cr2O3 оксиды пленкасы барлыкка китерә, коррозиягә чыдамлыкны 40% ка арттыра, югары температуралы химик мохит өчен яраклы; 2. Никель нигезендәге эретмә сиптергеч каплау: штифтлар һәм роликлар кебек җиңел тузыла торган детальләр өчен каплау катылыгы HRC60 яки аннан да югарыракка җитә ала, хезмәт итү вакытын 2-3 тапкыр озайта; 3. Керамик каплау: 1200°C тан югарырак шартларда кулланыла, югары температуралы оксидлашуны нәтиҗәле рәвештә изоляцияли, металлургия сәнәгате өчен яраклы.

III. Югары температуралы ролик чылбырлары өчен материал сайлау логикасы һәм практик тәкъдимнәр

Материал сайлау "температурага чыдамлык югарырак булган саен, яхшырак" дигәнне генә аңлатмый, ә "температура-йөкләнеш-уртача-бәя" дигән дүрт бердә бәяләү системасын булдыруны таләп итә. Төрле сценарийларда сайлау өчен практик тәкъдимнәр:

1. Төп эш параметрларын ачыклагыз

Сайлау алдыннан өч төп параметрны төгәл җыярга кирәк: 1 Температура диапазоны (өзлексез эш температурасы, иң югары температура һәм цикл ешлыгы); 2 Йөкләнеш шартлары (номиналь куәт, бәрелү йөкләнеше коэффициенты); 3 Әйләнә-тирә мохит (су пары, кислоталы газлар, май һ.б. булу). Мәсәлән, азык-төлек пешерү сәнәгатендә, 200-300℃ югары температураларга чыдам булудан тыш, чылбырлар FDA гигиена стандартларына да туры килергә тиеш. Шуңа күрә 304 яки 316 дат басмас корыч өстенлекле сайлау булып тора, һәм кургашлы каплаулардан баш тартырга кирәк.

2. Температура диапазоны буенча сайлау

- Уртача температура диапазоны (150-400℃): 304 дат басмас корыч өстенлекле сайлау булып тора; әгәр дә бераз коррозия булса, 316 дат басмас корычка күчегез. Азык-төлек сыйфатындагы югары температуралы май (азык-төлек сәнәгате өчен яраклы) яки графит нигезендәге май (сәнәгать кушымталары өчен яраклы) куллану чылбырның гомерен гади чылбырларныкыннан өч тапкырдан артыкка озайта ала.

- Югары температура диапазоны (400-800℃): 310S дат басмас корыч яки Cr20Ni14Si2 җылылыкка чыдам корыч төп сайлау булып тора. Чылбырны хром белән каплау һәм югары температуралы графит майын куллану (температурага чыдамлык ≥1000℃), майлауны һәр 5000 цикл саен тулыландыру тәкъдим ителә.

- Бик югары температура диапазоны (800℃ тан югарырак): Бюджетка нигезләнеп, 2520 җылылыкка чыдам корычны (уртадан югарыга кадәр) яки Inconel 718 никель нигезендәге эретмәне (югары сыйфатлы) сайлагыз. Бу очракта, майлау җитешсезлеген булдырмас өчен, майлаусыз конструкция яки каты майлау материалы (мәсәлән, молибден дисульфиды каплавы) кирәк.

3. Материалларның һәм структураның туры килүен ассызыклагыз

Югары температураларда барлык чылбыр компонентларының җылылык киңәюенең тотрыклылыгы бик мөһим. Мәсәлән, 310S дат басмас корыч чылбыр пластиналарын кулланганда, температура үзгәрүе аркасында килеп чыккан аномаль киңәюне булдырмас өчен, штифтлар шул ук материалдан яки 2520 җылылыкка чыдам корыч кебек җылылык киңәю коэффициентына ия булырга тиеш. Бер үк вакытта, югары температураларда деформациягә каршы торучанлыкны арттыру өчен каты роликлар һәм калынрак чылбыр пластина конструкцияләре сайларга кирәк.

4. Нәтиҗәлелек һәм чыгымнарны тигезләү өчен чыгымнарның нәтиҗәлелеге формуласы

Экстремаль булмаган эш шартларында, югары сыйфатлы материалларны сукыр сайларга кирәкми. Мәсәлән, металлургия сәнәгатендәге гадәти җылылык эшкәртү мичләрендә (температура 500℃, көчле коррозия юк), 310S дат басмас корыч чылбырларын куллану бәясе 2520 җылылыкка чыдам корычның якынча 60% тәшкил итә, ләкин хезмәт итү вакыты нибары 20% ка гына кими, нәтиҗәдә гомуми чыгымнарның нәтиҗәлелеге югарырак була. Чыгымнарның нәтиҗәлелеген материал бәясен хезмәт итү вакыты коэффициентына тапкырлап исәпләп була, вакыт берәмлегенә иң түбән чыгымнар белән вариантка өстенлек биреп.

IV. Еш бирелә торган сорауларга җаваплар һәм сайлаудагы ялгыш фикерләр

1. Ялгыш фикер: Материал җылылыкка чыдам булган очракта, чылбыр һәрвакыт яраклы булачакмы?

Дөрес түгел. Материал - нигез генә. Чылбырның структура дизайны (мәсәлән, ара зурлыгы һәм майлау каналлары), җылылык белән эшкәртү процессы (мәсәлән, югары температура ныклыгын яхшырту өчен эремә эшкәртү) һәм урнаштыру төгәллеге - болар барысы да югары температура эшчәнлегенә тәэсир итә. Мәсәлән, 310S дат басмас корыч чылбыры, әгәр ул 1030-1180℃ температурада эремә эшкәртүдән үтмәгән булса, аның югары температура ныклыгы 30% ка кими.

2. Сорау: Югары температуралы мохиттә чылбырның тыгылуын материалларны көйләү юлы белән ничек хәл итәргә?

Казналыклар күбесенчә оксид кабыгы кабырчыклануы яки тигез булмаган җылылык киңәюе аркасында барлыкка килә. Чишелешләр: 1. Әгәр бу оксидлашу проблемасы булса, 304 дат басмас корычны 310S ка кадәр яңартыгыз яки хром белән каплау эшкәртмәсен башкарыгыз; 2. Әгәр бу җылылык киңәю проблемасы булса, барлык чылбыр компонентларының материалларын берләштерү яки түбәнрәк җылылык киңәю коэффициенты булган никель нигезендәге эретмә штифтларын сайлагыз.

3. Сорау: Азык-төлек сәнәгатендә югары температуралы чылбырлар югары температурага чыдамлык һәм гигиена таләпләрен ничек тигезли ала?

304 яки 316L дат басмас корычтан эшләнгән материалларга өстенлек бирегез, авыр металлар булган капламалардан сакланыгыз; җиңел чистарту өчен чокырсыз конструкция кулланыгыз; FDA тарафыннан сертификатланган азык-төлек сыйфатындагы югары температуралы майлау мае яки үз-үзен майлаучы структура (мәсәлән, PTFE майлау материалы булган чылбырлар) кулланыгыз.

V. Кыскача мәгълүмат: Материал сайлаудан системаның ышанычлылыгына кадәр

Югары температуралы мохит өчен ролик чылбыр материалларын сайлау, нигездә, экстремаль эш шартлары һәм сәнәгать чыгымнары арасында оптималь чишелеш табуны үз эченә ала. 304 дат басмас корычның икътисади яктан практиклыгыннан алып, 310S дат басмас корычның эшчәнлек балансына кадәр, аннары никель нигезендәге эретмәләрнең иң югары казанышына кадәр, һәр материал эш шартларының конкрет таләпләренә туры килә. Киләчәктә, материаллар технологиясенең үсеше белән, югары температура ныклыгы һәм түбән бәяләрне берләштергән яңа эретмә материаллары трендка әйләнәчәк. Ләкин, хәзерге этапта, эш параметрларын төгәл җыю һәм фәнни бәяләү системасын булдыру тотрыклы һәм ышанычлы тапшыру системаларына ирешү өчен төп алшарт булып тора.