Вплив високої або низької температури навколишнього середовища на матеріали роликових ланцюгів
У промисловому застосуванні роликові ланцюги, як важливий компонент передачі, широко використовуються в різному механічному обладнанні та виробничих лініях. Однак різні робочі середовища мають різні вимоги до експлуатаційних характеристик роликових ланцюгів, особливо в умовах високих або низьких температур, експлуатаційні характеристики матеріалів роликових ланцюгів суттєво змінюються, що безпосередньо впливає на термін служби та надійність роликових ланцюгів. У цій статті детально досліджено вплив високих або низьких температур на матеріали роликових ланцюгів та надано міжнародним оптовим покупцям рекомендації щодо вибору відповідних матеріалів для роликових ланцюгів.
1. Огляд матеріалів роликових ланцюгів
Роликові ланцюги зазвичай виготовляються з вуглецевої сталі, легованої сталі, нержавіючої сталі та інших матеріалів. Вуглецева сталь має низьку вартість та високу міцність, але погану стійкість до корозії та окислення; легована сталь покращує міцність, в'язкість та корозійну стійкість матеріалу шляхом додавання легуючих елементів, таких як хром, нікель, молібден тощо; нержавіюча сталь має чудову стійкість до корозії, окислення та високу міцність, і підходить для суворих робочих середовищ.
2. Вплив високої температури навколишнього середовища на матеріали роликових ланцюгів
(I) Зміни міцності матеріалу
Зі зростанням температури міцність матеріалів роликових ланцюгів поступово зменшується. Наприклад, міцність ланцюга з вуглецевої сталі починає значно знижуватися, коли температура перевищує 200°C. Коли температура досягає вище 300°C, зниження твердості та міцності буде більш значним, що призведе до скорочення терміну служби ланцюга. Це пояснюється тим, що висока температура змінює структуру решітки металевого матеріалу, послаблює силу зв'язку між атомами і, таким чином, зменшує несучу здатність матеріалу.
(ii) Вплив стійкості до окислення
У середовищах з високими температурами матеріали роликових ланцюгів схильні до реакцій окислення. Ланцюги з вуглецевої сталі легко реагують з киснем, утворюючи оксид заліза за високих температур, який не тільки споживає сам матеріал, але й утворює оксидний шар на поверхні ланцюга, що призводить до збільшення коефіцієнта тертя ланцюга та збільшення зносу. Ланцюги з нержавіючої сталі, оскільки вони містять легуючі елементи, такі як хром, можуть утворювати на поверхні щільну плівку оксиду хрому, що може ефективно запобігати подальшому роз'їданню внутрішньої частини матеріалу киснем, тим самим покращуючи стійкість ланцюга до окислення.
(iii) Проблеми зі змащенням
Високі температури можуть змінити характеристики мастила або консистенції. З одного боку, в'язкість мастила зменшиться, ефект змащування погіршиться, і воно не зможе утворити ефективну мастильну плівку на поверхні пари тертя ланцюга, що призведе до збільшення тертя та посилення зносу; з іншого боку, мастило може розплавитися, випаруватися або навіть згоріти, втратити свою мастильну дію та ще більше прискорити знос ланцюга. Тому під час використання роликових ланцюгів у середовищах з високою температурою необхідно вибирати мастила, придатні для високотемпературних умов, та збільшувати частоту змащування.
III. Вплив низьких температур навколишнього середовища на матеріали роликових ланцюгів
(I) Підвищена крихкість матеріалу
Зі зниженням температури в'язкість матеріалів роликових ланцюгів зменшується, а крихкість зростає. Особливо в умовах низьких температур ударна в'язкість матеріалів значно знижується, і виникає схильність до крихкого руйнування. Наприклад, ударна міцність деяких стандартних сталевих ланцюгів значно погіршується, коли температура нижче -20℃. Це пояснюється тим, що тепловий рух атомів матеріалу послаблюється за низьких температур, рух дислокацій ускладнюється, а здатність матеріалу поглинати зовнішній вплив знижується.
(II) Затвердіння мастильних матеріалів
Низькі температури збільшують в'язкість мастила або мастила, а то й затвердівають. Це ускладнює повне змащування ланцюга під час запуску, збільшуючи тертя та знос. Крім того, затверділі мастила можуть перешкоджати нормальній роботі ланцюга та впливати на його гнучкість. Тому під час використання роликових ланцюгів у середовищах з низькими температурами необхідно вибирати мастила з хорошими низькотемпературними характеристиками, а ланцюг необхідно повністю попередньо розігріти та змастити перед використанням.
(III) Стискання та деформація ланцюга
У умовах низьких температур матеріал роликового ланцюга стискається, що може призвести до зміни розміру ланцюга та вплинути на точність його збігу із зірочкою. Крім того, низькі температури також можуть збільшити залишкове напруження в ланцюзі, що призведе до його деформації під час використання, що вплине на плавність і точність передачі.
IV. Робота роликових ланцюгів з різних матеріалів у середовищах з високою та низькою температурою
(I) Роликові ланцюги з нержавіючої сталі
Роликові ланцюги з нержавіючої сталі добре працюють як у середовищах з високими, так і з низькими температурами. За високих температур вони добре зберігають свою стійкість до окислення та міцність, і можуть нормально працювати при 400°C або навіть вищих температурах; за низьких температур нержавіюча сталь також має чудову міцність та корозійну стійкість, і її можна використовувати при -40°C або навіть нижчих температурах. Крім того, роликові ланцюги з нержавіючої сталі також мають добру корозійну стійкість і підходять для суворих середовищ, таких як вологість, кислоти та луги.
(II) Роликовий ланцюг з легованої сталі
Роликовий ланцюг з легованої сталі покращує комплексні характеристики матеріалів завдяки додаванню легуючих елементів. У середовищі високих температур міцність та стійкість до окислення ланцюга з легованої сталі кращі, ніж у ланцюга з вуглецевої сталі, і його можна використовувати в діапазоні температур від 300℃ до 450℃; у середовищі низьких температур міцність легованої сталі також краща, ніж у вуглецевої сталі, і він може певною мірою протистояти крихкому руйнуванню за низьких температур. Однак вартість роликового ланцюга з легованої сталі є відносно високою.
(III) Роликовий ланцюг з вуглецевої сталі
Роликовий ланцюг з вуглецевої сталі має низьку вартість, але його експлуатаційні характеристики низькі в умовах високих та низьких температур. При високій температурі його міцність і твердість значно знижуються, він легко деформується та зношується; при низькій температурі крихкість вуглецевої сталі зростає, ударні характеристики погіршуються, і він легко ламається. Тому роликовий ланцюг з вуглецевої сталі більше підходить для використання в умовах нормальних температур.
V. Контрзаходи
(I) Вибір матеріалу
Вибирайте матеріал роликового ланцюга відповідно до температурних умов робочого середовища. Для високотемпературного середовища рекомендується віддавати перевагу роликовим ланцюгам з нержавіючої або легованої сталі; для низькотемпературного середовища можна вибрати роликові ланцюги з легованої або нержавіючої сталі, спеціально оброблені для підвищення їхньої низькотемпературної міцності.
(II) Процес термічної обробки
Характеристики матеріалів роликових ланцюгів можна покращити за допомогою відповідних процесів термічної обробки. Наприклад, гартування та відпуск ланцюгів з легованої сталі може покращити їхню міцність та в'язкість; обробка твердим розчином ланцюгів з нержавіючої сталі може підвищити їхню корозійну стійкість та стійкість до окислення.
(III) Управління змащенням
У середовищах з високими та низькими температурами слід звертати увагу на управління змащуванням роликових ланцюгів. Вибирайте мастила, що підходять для робочої температури, та регулярно проводите технічне обслуговування змащування, щоб забезпечити постійну наявність хорошої змащувальної плівки на поверхні пари тертя ланцюга. У середовищах з високими температурами можна використовувати високотемпературне мастило або тверде мастило; у середовищах з низькими температурами слід вибирати мастила з хорошими низькотемпературними характеристиками, а ланцюг слід попередньо розігріти перед використанням.
VI. Практичні приклади застосування
(I) Випадки застосування в умовах високих температур
Роликові ланцюги з нержавіючої сталі використовуються в системах передач високотемпературних печей у металургійній промисловості. Завдяки чудовій стійкості до окислення та збереженню міцності матеріалів з нержавіючої сталі, ланцюг може стабільно працювати в умовах високих температур, зменшуючи перебої у виробництві, спричинені пошкодженням ланцюга. Водночас регулярне обслуговування змащенням за високих температур ще більше подовжує термін служби ланцюга.
(II) Випадки застосування в умовах низьких температур
У конвеєрному обладнанні холодильних складів логістики холодного ланцюга використовуються роликові ланцюги з легованої сталі, що пройшли спеціальну низькотемпературну обробку. Ці ланцюги мають добру міцність та ударостійкість за низьких температур і можуть адаптуватися до низькотемпературного середовища холодного зберігання. Крім того, використання низькотемпературних мастил забезпечує гнучку роботу та низький знос ланцюга за низьких температур.
VII. Висновок
Високі або низькі температури навколишнього середовища мають значний вплив на експлуатаційні характеристики матеріалів роликових ланцюгів, включаючи зміни міцності матеріалу, різницю в стійкості до окислення та корозії, проблеми зі змащуванням та підвищену крихкість матеріалів. Вибираючи матеріали для роликових ланцюгів, слід повністю враховувати температурні умови робочого середовища, а також обґрунтовано вибирати роликові ланцюги з різних матеріалів, таких як нержавіюча сталь, легована сталь або вуглецева сталь, а також вживати відповідних процесів термічної обробки та заходів щодо управління змащуванням, щоб забезпечити надійну роботу та тривалий термін служби роликового ланцюга в умовах високих та низьких температур. Міжнародним оптовим покупцям розуміння цих факторів впливу та контрзаходів допоможе зробити розумний вибір під час придбання роликових ланцюгів, щоб задовольнити потреби різних клієнтів у різних робочих середовищах.
Час публікації: 12 березня 2025 р.