Rolikli zanjirni temperlash jarayoni: uzatish ishonchliligini belgilovchi asosiy komponent
Sanoat uzatish sektorida,rolikli zanjirlarquvvat va harakatni uzatishning asosiy komponentlari bo'lib, ularning ishlashi butun mashinaning ishlash samaradorligi va xavfsizligiga bevosita ta'sir qiladi. Konchilik mashinalarida og'ir yuk ko'tarishdan tortib, aniq dastgoh asboblarini aniq boshqarishgacha, qishloq xo'jaligi mashinalarida dala ishlaridan tortib, avtomobil dvigatellarida quvvat uzatishgacha, rolikli zanjirlar doimiy ravishda "kuch ko'prigi" rolini o'ynaydi. Rolikli zanjir ishlab chiqarishda issiqlik bilan ishlov berish jarayonining asosiy bosqichi bo'lgan chimchilash "toshni oltinga aylantiradigan" muhim bosqichga o'xshaydi, bu zanjirning mustahkamligi, chidamliligi, aşınmaya bardoshliligi va xizmat muddatini bevosita belgilaydi.
1. Nima uchun rolikli zanjir ishlab chiqarishda chiniqtirish "majburiy kurs" hisoblanadi?
Temperlash jarayonini muhokama qilishdan oldin, avvalo quyidagilarni aniqlashtirishimiz kerak: Nima uchun rolikli zanjirni temperlash muhim? Bu zanjirning asosiy komponentlarini: roliklar, vtulkalar, pinlar va bog'lovchi plitalarni qayta ishlashdan boshlanadi. Shakllantirilgandan so'ng, kalit rolikli zanjir komponentlari odatda söndürme jarayonidan o'tadi: ish qismi kritik haroratdan (odatda 820-860°C) yuqori qizdiriladi, shu haroratda bir muddat ushlab turiladi va keyin metallning ichki tuzilishini martensitga aylantirish uchun tez sovutiladi (masalan, suvda yoki moyda). Söndürme ish qismining qattiqligini sezilarli darajada oshirsa-da (HRC 58-62 ga yetadi), u ham muhim kamchilikni keltirib chiqaradi: juda yuqori ichki kuchlanish va mo'rtlik, bu uni zarba yoki tebranish ostida sinishga moyil qiladi. Söndürülmüş rolikli zanjirni to'g'ridan-to'g'ri uzatish uchun ishlatishni tasavvur qiling. Dastlabki yuk paytida pinning sinishi va rolikning yorilishi kabi nosozliklar yuzaga kelishi mumkin, bu esa halokatli oqibatlarga olib keladi.
Temperlash jarayoni sovigandan keyin "qattiq, ammo mo'rt" muammosini hal qiladi. Sovigan ish qismi kritik haroratdan (odatda 150-350°C) past haroratgacha qayta isitiladi, shu haroratda bir muddat ushlab turiladi va keyin sekin sovutiladi. Bu jarayon qattiqlik va mustahkamlik o'rtasidagi optimal muvozanatga erishish uchun metallning ichki tuzilishini sozlaydi. Rolikli zanjirlar uchun temperlash uchta asosiy sohada muhim rol o'ynaydi:
Ichki stressni yengillashtirish: Söndürme paytida hosil bo'lgan strukturaviy va termal stresslarni yo'qotadi, foydalanish paytida stress konsentratsiyasi tufayli ish qismidagi deformatsiya va yorilishning oldini oladi;
Mexanik xususiyatlarni optimallashtiring: Qattiqlik, mustahkamlik va chidamlilik nisbatlarini qo'llash talablariga asoslanib sozlang - masalan, qurilish mashinalari uchun zanjirlar yuqori qattiqlikni talab qiladi, aniq uzatish zanjirlari esa yuqori qattiqlikni talab qiladi;
Mikrotuzilma va o'lchamlarni barqarorlashtirish: Foydalanish paytida mikrotuzilma o'zgarishlari natijasida zanjirning o'lchamli deformatsiyasini oldini olish uchun metallning ichki mikrotuzilmasini barqarorlashtirish, bu esa uzatish aniqligiga ta'sir qilishi mumkin.
II. Rolikli zanjirni temperlash jarayonining asosiy parametrlari va boshqaruv nuqtalari
Temperlash jarayonining samaradorligi uchta asosiy parametrni aniq boshqarishga bog'liq: harorat, vaqt va sovutish tezligi. Turli parametr kombinatsiyalari sezilarli darajada turli xil ishlash natijalarini berishi mumkin. Temperlash jarayoni turli xil yuk xususiyatlari va ishlash talablari tufayli rolik zanjirining turli komponentlariga (roliklar, vtulkalar, pinlar va plitalar) moslashtirilishi kerak.
1. Haroratni pasaytirish: Ishlashni boshqarish uchun "asosiy tugma"
Temperlash harorati ish qismining yakuniy ishlashini aniqlashda eng muhim omil hisoblanadi. Harorat oshishi bilan ish qismining qattiqligi pasayadi va mustahkamligi oshadi. Rolikli zanjirning qo'llanilishiga qarab, temperlash harorati odatda quyidagicha tasniflanadi:
Past haroratda chidamlilik (150-250°C): Asosan yuqori qattiqlik va aşınmaya bardoshlilikni talab qiladigan komponentlar, masalan, roliklar va vtulkalarda ishlatiladi. Past haroratda chidamlilik ish qismining HRC 55-60 qattiqligini saqlab qoladi, shu bilan birga ba'zi ichki kuchlanishni yo'q qiladi, bu esa uni yuqori chastotali, past ta'sirli uzatish dasturlari (masalan, dastgoh shpindel drayvlari) uchun mos qiladi.
O'rta haroratda chidamlilik (300-450°C): Yuqori mustahkamlik va elastiklikni talab qiladigan komponentlar, masalan, ignalar va zanjir plitalari uchun mos keladi. O'rta haroratda chidamlilikdan so'ng, ish qismining qattiqligi HRC 35-45 ga tushadi, bu uning egiluvchanlik kuchini va elastiklik chegarasini sezilarli darajada yaxshilaydi va og'ir zarba yuklariga bardosh berishga imkon beradi (masalan, qurilish mashinalari va konchilik uskunalarida).
Yuqori haroratda chidamlilik (500-650°C): Yadro rolikli zanjir komponentlari uchun kamdan-kam hollarda qo'llaniladi, u faqat yuqori chidamlilikni talab qiladigan yordamchi komponentlar uchun ixtisoslashgan dasturlarda qo'llaniladi. Bu haroratda qattiqlik yanada pasayadi (HRC 25-35), ammo zarba chidamliligi sezilarli darajada yaxshilanadi.
Asosiy nazorat nuqtalari: Temperlash pechidagi haroratning bir xilligi juda muhim, harorat farqlari ±5°C ichida nazorat qilinadi. Noto'g'ri harorat bir xil partiyadagi ish qismlarida sezilarli ishlash o'zgarishlariga olib kelishi mumkin. Masalan, roliklarda haddan tashqari yuqori mahalliy harorat "yumshoq joylar" ni yaratishi va aşınmaya bardoshliligini pasaytirishi mumkin. Haddan tashqari past haroratlar ichki kuchlanishlarni to'liq bartaraf etmasligi va yorilishga olib kelishi mumkin.
2. Qattiqlashtirish vaqti: Mikrostrukturaviy o'zgarish uchun "yetarli shart"
Qattiqlashtirish vaqti ish qismi ichida yetarli mikrostrukturaviy o'zgarishni ta'minlashi kerak, shu bilan birga haddan tashqari qattiqlashtirish natijasida hosil bo'ladigan ish faoliyatining pasayishiga yo'l qo'ymaydi. Juda qisqa vaqt ichki stressning to'liq yo'qolishiga to'sqinlik qiladi, natijada mikrostrukturaviy o'zgarish to'liq bo'lmaydi va mustahkamlik yetarli bo'lmaydi. Juda uzoq vaqt ishlab chiqarish xarajatlarini oshiradi va qattiqlikning haddan tashqari pasayishiga olib kelishi mumkin. Rolikli zanjir komponentlari uchun qattiqlashtirish vaqti odatda ish qismining qalinligi va pech yuki bilan belgilanadi:
Yupqa devorli komponentlar (masalan, zanjirli plitalar, qalinligi 3-8 mm): Temperlash vaqti odatda 1-2 soat;
Qalin devorli komponentlar (masalan, roliklar va ignalar, diametri 10-30 mm): Temperlash vaqti 2-4 soatgacha uzaytirilishi kerak;
Kattaroq pech yuklari uchun, ish qismining yadrosiga bir tekis issiqlik o'tkazilishini ta'minlash uchun temperatura vaqtini 10% -20% ga oshirish kerak.
Asosiy nazorat nuqtalari: "Pog'onali harorat rampasi" usulidan foydalanish temperaturani pasaytirish samaradorligini optimallashtirishi mumkin - avval pech haroratini maqsadli haroratning 80% gacha ko'taring, 30 daqiqa ushlab turing va keyin haroratning tez ko'tarilishi tufayli ish qismidagi yangi termal kuchlanishlarning oldini olish uchun uni maqsadli haroratgacha ko'taring.
3. Sovutish tezligi: Barqaror ishlash uchun "oxirgi himoya chizig'i"
Temperatsiyadan keyingi sovutish tezligi ish qismining ishlashiga nisbatan kichik ta'sir ko'rsatadi, ammo uni baribir to'g'ri boshqarish kerak. Havo sovutish (tabiiy sovutish) yoki pech sovutish (pech sovutish) odatda qo'llaniladi:
Past haroratda temperaturadan so'ng, havo sovutish odatda haroratni xona haroratiga tezda tushirish va o'rtacha haroratga uzoq vaqt ta'sir qilishdan saqlanish uchun ishlatiladi, bu esa qattiqlikning yo'qolishiga olib kelishi mumkin.
Agar o'rtacha haroratda chiniqtirishdan keyin yuqori chidamlilik talab etilsa, pechda sovutish usulidan foydalanish mumkin. Sekin sovutish jarayoni donalarning hajmini yanada aniqlashtiradi va zarbaga chidamliligini oshiradi.
Asosiy nazorat nuqtalari: Sovutish jarayonida ish qismi yuzasi va havo o'rtasida notekis aloqa bo'lishining oldini olish muhimdir, bu esa oksidlanish yoki dekarburizatsiyaga olib kelishi mumkin. Sirt sifatini ta'minlash uchun azot kabi himoya gazlari temperlash pechiga kiritilishi yoki ish qismi yuzasiga antioksidlanish qoplamalari qo'llanilishi mumkin.
III. Rolikli zanjirning temperlanishidagi keng tarqalgan muammolar va yechimlar
Asosiy parametrlar tushunilgan taqdirda ham, uskunalar, operatsiya yoki materiallar kabi omillar tufayli haqiqiy ishlab chiqarishda chidamlilik sifati bilan bog'liq muammolar paydo bo'lishi mumkin. Quyida rolikli zanjirni chidamlilik paytida duch keladigan eng keng tarqalgan to'rtta muammo va ularga mos keladigan yechimlar keltirilgan:
1. Yetarli emas yoki notekis qattiqlik
Alomatlar: Ish qismining qattiqligi dizayn talabidan pastroq (masalan, rolikning qattiqligi HRC 55 ga yetmaydi) yoki bir xil ish qismining turli qismlari orasidagi qattiqlik farqi HRC 3 dan oshadi. Sabablari:
Temperatsiya harorati juda yuqori yoki ushlab turish vaqti juda uzoq;
Temperlash pechining harorati taqsimoti notekis;
Sovutgandan keyin ish qismini sovutish tezligi yetarli emas, natijada martensitning to'liq hosil bo'lmasligi kuzatiladi.
Yechimlar:
Temperlash pechining termojuftini sozlang, pech ichidagi harorat taqsimotini muntazam ravishda kuzatib boring va eskirgan isitish quvurlarini almashtiring;
Jarayon jadvaliga muvofiq harorat va vaqtni qat'iy nazorat qiling va bosqichma-bosqich ushlab turishni qo'llang;
Ish qismining tez va bir xil sovishini ta'minlash uchun sovutish va sovutish jarayonini optimallashtiring.
2. Ichki stress bartaraf etilmaydi, bu esa foydalanish paytida yorilishga olib keladi
Alomatlar: Zanjirni dastlabki o'rnatish va ishlatish paytida pin yoki zanjir plastinkasi ogohlantirishsiz sinishi va mo'rt sinishi mumkin.
Sabablari:
Temperatsiya harorati juda past yoki ushlab turish vaqti juda qisqa, bu ichki stressning yetarli darajada chiqarilishiga olib keladi;
Ish qismi sovigandan so'ng darhol (24 soatdan ortiq) qattiqlashtirilmaydi, bu esa ichki stressning to'planishiga olib keladi. Yechim:
Ish qismining qalinligiga qarab (masalan, ignalar uchun 300°C dan 320°C gacha) temperatura haroratini mos ravishda oshiring va ushlab turish vaqtini uzaytiring.
Sovutgandan so'ng, ish qismi uzoq vaqt davomida stress to'planishining oldini olish uchun 4 soat ichida chiniqtirilishi kerak.
Qoldiq stressni yanada bartaraf etish uchun asosiy komponentlar uchun "ikkilamchi temperaturalash" jarayonidan foydalaning (dastlabki temperaturalashdan keyin xona haroratiga qadar sovuting va keyin yuqori haroratda yana temperaturalash).
3. Sirt oksidlanishi va dekarburizatsiyasi
Alomatlar: Ish qismi yuzasida kulrang-qora oksid shkalasi paydo bo'ladi yoki qattiqlik sinov qurilmasi sirt qattiqligi yadro qattiqligidan pastroq ekanligini ko'rsatadi (dekarburizatsiya qatlami qalinligi 0,1 mm dan ortiq).
Sabab:
Temperlash pechidagi ortiqcha havo miqdori ish qismi va kislorod o'rtasida reaksiyaga sabab bo'ladi.
Haddan tashqari chiniqtirish vaqti uglerodning sirtdan tarqalishiga va tarqalishiga olib keladi. Yechim: Pechdagi kislorod miqdorini 0,5% dan pastroq darajada nazorat qilish uchun azot yoki vodoroddan himoya qiluvchi atmosferaga ega muhrlangan chiniqtirish pechidan foydalaning. Ish qismlarini haddan tashqari to'ldirishning oldini olish uchun keraksiz chiniqtirish vaqtini qisqartiring va pechni yuklash usulini optimallashtiring. Bir oz oksidlangan ish qismlari uchun sirt shkalasini olib tashlash uchun chiniqtirishdan keyin zarba bilan portlatish ishlarini bajaring.
4. O'lchovli deformatsiya
Alomatlar: Haddan tashqari rolikli ovallik (0,05 mm dan ortiq) yoki zanjir plastinka teshiklarining noto'g'ri joylashishi.
Sababi: Haddan tashqari tez qizdirish yoki sovutish tezligi deformatsiyaga olib keladigan termal stressni keltirib chiqaradi.
Pechni yuklash paytida ish qismlarini noto'g'ri joylashtirish notekis kuchlanishga olib keladi.
Yechim: Termal stressni kamaytirish uchun sekin isitish (soatiga 50°C) va sekin sovutishdan foydalaning.
Siqilish deformatsiyasining oldini olish uchun ishlov beriladigan qismning temperlash paytida bo'sh qolishini ta'minlash uchun maxsus moslamalarni loyihalash.
Yuqori aniqlikdagi qismlar uchun, o'lchamlarni to'g'rilash uchun bosimni tekislash yoki issiqlik bilan ishlov berish yordamida temperaturadan keyin tekislash bosqichini qo'shing.
IV. Temperlash jarayonining sifatini tekshirish va qabul qilish mezonlari
Rolikli zanjir komponentlarining temperaturadan keyin ishlash talablariga javob berishini ta'minlash uchun to'rt o'lchov bo'yicha: tashqi ko'rinish, qattiqlik, mexanik xususiyatlar va mikrotuzilma bo'yicha keng qamrovli tekshiruvlarni o'tkazadigan keng qamrovli sifatni tekshirish tizimi yaratilishi kerak.
1. Tashqi ko'rinishni tekshirish
Tekshirish mazmuni: shkala, yoriqlar va chuqurchalar kabi sirt nuqsonlari.
Tekshirish usuli: Vizual tekshirish yoki kattalashtiruvchi oyna bilan tekshirish (10 baravar kattalashtirish).
Qabul qilish mezonlari: Sirtda ko'rinadigan shkala, yoriqlar yoki burmalar yo'q va rangi bir xil.
2. Qattiqlikni tekshirish
Tekshirish mazmuni: Sirt qattiqligi va qattiqlikning bir xilligi.
Tekshirish usuli: Rolik va ignalarning sirt qattiqligini sinash uchun Rokvell qattiqlik sinov qurilmasidan (HRC) foydalaning. Har bir partiyadan ish qismlarining 5% tasodifiy namunalar olinadi va har bir ish qismidagi uch xil joy tekshiriladi.
Qabul qilish mezonlari:
Roliklar va vtulkalar: HRC 55-60, bir xil partiyada ≤ HRC3 qattiqlik farqi bilan.
Pin va zanjir plastinkasi: HRC 35-45, bir xil partiyada qattiqlik farqi ≤ HRC2. 3. Mexanik xususiyatlarni sinash
Sinov tarkibi: cho'zilish kuchi, zarbaga chidamlilik;
Sinov usuli: Standart namunalar har chorakda bir partiya ish qismlaridan cho'zilish sinovi (GB/T 228.1) va zarba sinovi (GB/T 229) uchun tayyorlanadi;
Qabul qilish mezonlari:
Cho'zilish kuchi: ignalar ≥ 800 MPa, zanjirlar ≥ 600 MPa;
Zarbaga chidamlilik: Pinlar ≥ 30 J/sm², Zanjirlar ≥ 25 J/sm².
4. Mikrotuzilma sinovlari
Sinov tarkibi: Ichki tuzilish bir xil temperlangan martensit va temperlangan bainitdan iborat;
Sinov usuli: Ish qismining ko'ndalang kesimlari kesiladi, sayqallanadi va o'yiladi, so'ngra metallografik mikroskop yordamida kuzatiladi (400 marta kattalashtirish);
Qabul qilish mezonlari: Tarmoq karbidlari yoki qo'pol donalari bo'lmagan bir xil tuzilish va dekarburizatsiyalangan qatlam qalinligi ≤ 0,05 mm.
V. Sanoat tendentsiyalari: Aqlli temperlash jarayonlarini rivojlantirish yo'nalishi
Sanoat 4.0 texnologiyalarining keng qo'llanilishi bilan rolikli zanjirli temperlash jarayonlari aqlli, aniq va yashil jarayonlarga qarab rivojlanmoqda. Quyida e'tiborga loyiq uchta asosiy tendentsiya keltirilgan:
1. Aqlli haroratni boshqarish tizimi
Narsalar interneti (IoT) texnologiyasidan foydalangan holda, real vaqt rejimida harorat ma'lumotlarini to'plash uchun temperlash pechiga bir nechta yuqori aniqlikdagi termojuftlar va infraqizil harorat sensorlari joylashtiriladi. Sun'iy intellekt algoritmlaridan foydalangan holda, isitish quvvati ±2°C ichida haroratni boshqarish aniqligiga erishish uchun avtomatik ravishda sozlanadi. Bundan tashqari, tizim har bir ish qismi partiyasi uchun temperlash egri chizig'ini qayd etadi va bu kuzatiladigan sifat yozuvini yaratadi.
2. Raqamli jarayonlarni simulyatsiya qilish
Cheklangan elementlarni tahlil qilish dasturidan (masalan, ANSYS) foydalanib, ishlov berish qismining temperatura va kuchlanish maydonlari potentsial deformatsiya va notekis ishlashni bashorat qilish uchun simulyatsiya qilinadi va shu bilan jarayon parametrlarini optimallashtiradi. Masalan, simulyatsiya ma'lum bir rolik modeli uchun optimal chimchilash vaqtini aniqlashi mumkin, bu esa an'anaviy sinov va xato usullariga nisbatan samaradorlikni 30% ga oshiradi.
3. Yashil va energiya tejovchi jarayonlar
Past haroratli, qisqa muddatli temperaturalash texnologiyasini ishlab chiqish katalizator qo'shish orqali temperaturalash harorati va energiya sarfini kamaytiradi. Ish qismlarini oldindan qizdirish uchun temperaturalash pechidan chiqarilgan yuqori haroratli tutun gazidan chiqadigan issiqlikni qayta ishlash uchun chiqindi issiqlikni qayta tiklash tizimini joriy etish, 20% dan ortiq energiya tejashga erishish. Bundan tashqari, an'anaviy moy asosidagi qoplamalarga alternativa sifatida suvda eriydigan antioksidlanish qoplamalaridan foydalanishni rag'batlantirish VOC chiqindilarini kamaytiradi.
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 8-sentabr