Ảnh hưởng của dung dịch làm nguội polymer đến hiệu suất của xích con lăn

Ảnh hưởng của dung dịch làm nguội polymer đến hiệu suất của xích con lăn
Trong lĩnh vực công nghiệp,xích con lănXích con lăn là một bộ phận truyền động quan trọng, hiệu suất của nó liên quan trực tiếp đến hiệu quả hoạt động và độ ổn định của thiết bị cơ khí. Là mắt xích then chốt để nâng cao hiệu suất của xích con lăn, việc lựa chọn và sử dụng dung dịch làm nguội trong quá trình xử lý nhiệt đóng vai trò quan trọng. Là một môi chất làm nguội phổ biến, dung dịch làm nguội polymer đang dần được sử dụng rộng rãi trong xử lý nhiệt xích con lăn. Bài viết này sẽ đi sâu tìm hiểu ảnh hưởng của dung dịch làm nguội polymer đến hiệu suất của xích con lăn.

1. Vật liệu và các yêu cầu cơ bản về hiệu suất của xích con lăn
Xích con lăn thường được làm từ thép carbon, thép hợp kim và các vật liệu khác. Sau khi gia công và tạo hình, các vật liệu này cần được xử lý nhiệt để cải thiện độ cứng, khả năng chống mài mòn, khả năng chống mỏi và các đặc tính khác nhằm đáp ứng yêu cầu sử dụng trong các điều kiện làm việc khác nhau. Ví dụ, trong các hệ thống truyền động tốc độ cao và tải trọng nặng, xích con lăn cần có độ cứng và độ bền cao hơn để chịu được lực căng và lực va đập lớn; trong một số thiết bị khởi động và dừng thường xuyên, khả năng chống mỏi tốt có thể đảm bảo tuổi thọ của xích con lăn.

2. Tổng quan về dung dịch làm nguội polyme
Dung dịch làm nguội polymer được tạo thành từ một loại polymer phân tử cao không ion polyether (PAG) đặc biệt, kết hợp với chất phụ gia tổng hợp có thể tạo ra các tính chất phụ trợ khác và một lượng nước thích hợp. So với dầu và nước làm nguội truyền thống, dung dịch làm nguội polymer có nhiều ưu điểm như tốc độ làm nguội có thể điều chỉnh, thân thiện với môi trường và chi phí sử dụng thấp. Đặc tính làm nguội của nó nằm giữa nước và dầu, và nó có thể kiểm soát hiệu quả tốc độ làm nguội trong quá trình làm nguội phôi, giảm thiểu hiện tượng biến dạng và nứt vỡ của phôi.

3. Ảnh hưởng của dung dịch làm nguội polymer đến hiệu suất của xích con lăn
(I) Độ cứng và sức mạnh
Khi tôi luyện xích con lăn trong dung dịch tôi polymer, polymer trong dung dịch tôi sẽ hòa tan ở nhiệt độ cao và tạo thành một lớp phủ giàu nước trên bề mặt xích con lăn. Lớp phủ này có thể điều chỉnh tốc độ làm nguội của xích con lăn sao cho tốc độ làm nguội trong phạm vi chuyển đổi mactenxit ở mức vừa phải, nhờ đó thu được cấu trúc mactenxit đồng nhất và lý tưởng. So với tôi bằng nước, tôi bằng dung dịch polymer có thể giảm tốc độ làm nguội, giảm ứng suất tôi và tránh các vết nứt do tôi gây ra bởi tốc độ làm nguội quá nhanh của xích con lăn; so với tôi bằng dầu, tốc độ làm nguội của nó tương đối nhanh, và có thể đạt được độ cứng và độ bền cao hơn. Ví dụ, độ cứng của xích con lăn được tôi bằng dung dịch tôi polymer có nồng độ thích hợp có thể đạt đến phạm vi HRC30-HRC40. So với xích con lăn chưa được tôi hoặc sử dụng các môi trường tôi khác, độ cứng và độ bền được cải thiện đáng kể, do đó cải thiện khả năng chịu tải và khả năng chống mài mòn của xích con lăn.
(II) Khả năng chống mài mòn
Khả năng chống mài mòn tốt là một yếu tố quan trọng đảm bảo hoạt động bình thường của xích con lăn. Lớp màng polymer được hình thành bởi dung dịch tôi polymer trên bề mặt xích con lăn không chỉ điều chỉnh tốc độ làm nguội mà còn giảm thiểu quá trình oxy hóa và khử cacbon của xích con lăn trong quá trình tôi ở một mức độ nhất định, đồng thời duy trì hoạt tính kim loại và tính toàn vẹn của bề mặt xích con lăn. Trong quá trình sử dụng tiếp theo, độ cứng bề mặt của xích con lăn được tôi bằng dung dịch tôi polymer cao hơn, có thể chống lại ma sát và mài mòn giữa con lăn và tấm xích, trục chốt và các bộ phận khác một cách hiệu quả, kéo dài tuổi thọ của xích con lăn. Đồng thời, sự phân bố vi cấu trúc tôi đồng đều cũng giúp cải thiện khả năng chống mài mòn tổng thể của xích con lăn, nhờ đó nó vẫn duy trì được độ chính xác và hiệu quả truyền động tốt trong quá trình hoạt động lâu dài.
(III) Khả năng chống mỏi
Trong điều kiện làm việc thực tế, xích con lăn thường xuyên chịu ứng suất uốn và ứng suất kéo lặp đi lặp lại, điều này đòi hỏi xích con lăn phải có khả năng chống mỏi tuyệt vời. Dung dịch tôi polymer có thể làm giảm ứng suất dư bên trong xích con lăn bằng cách kiểm soát sự phân bố ứng suất trong quá trình làm nguội, từ đó cải thiện độ bền mỏi của xích con lăn. Sự tồn tại của ứng suất dư sẽ ảnh hưởng đến sự hình thành và mở rộng vết nứt mỏi của xích con lăn dưới tải trọng chu kỳ, và việc sử dụng hợp lý dung dịch tôi polymer có thể tối ưu hóa trạng thái ứng suất dư của xích con lăn, giúp nó chịu được nhiều chu kỳ hơn mà không bị hư hỏng do mỏi khi chịu ứng suất thay đổi. Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng tuổi thọ đứt gãy của xích con lăn được xử lý bằng dung dịch tôi polymer trong các thử nghiệm mỏi có thể được kéo dài gấp nhiều lần hoặc thậm chí hàng chục lần so với xích con lăn không được xử lý, điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc nâng cao độ tin cậy của thiết bị cơ khí và giảm chi phí bảo trì.
(IV) Tính ổn định về kích thước
Trong quá trình tôi luyện, độ chính xác kích thước của xích con lăn sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như tốc độ làm nguội và ứng suất tôi luyện. Do tốc độ làm nguội của dung dịch tôi luyện polymer tương đối đồng đều và có thể điều chỉnh được, nó có thể giảm thiểu hiệu quả ứng suất nhiệt và ứng suất kết cấu của xích con lăn trong quá trình tôi luyện, từ đó cải thiện độ ổn định kích thước của xích con lăn. So với tôi luyện bằng nước, dung dịch tôi luyện polymer có thể giảm biến dạng tôi luyện của xích con lăn và giảm công việc hiệu chỉnh gia công cơ khí tiếp theo; so với tôi luyện bằng dầu, tốc độ làm nguội của nó nhanh hơn, có thể cải thiện độ cứng và độ bền của xích con lăn trên cơ sở đảm bảo độ ổn định kích thước. Điều này cho phép xích con lăn đáp ứng tốt hơn các yêu cầu kích thước thiết kế sau khi tôi luyện bằng dung dịch tôi luyện polymer, cải thiện độ chính xác lắp ráp và độ chính xác truyền động, và đảm bảo hoạt động bình thường của thiết bị cơ khí.

4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của dung dịch làm nguội polymer trên xích con lăn
(I) Làm nguội nhanh nồng độ chất lỏng
Nồng độ dung dịch làm nguội polymer là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất làm nguội và hiệu quả làm nguội của xích con lăn. Nói chung, nồng độ dung dịch làm nguội càng cao, hàm lượng polymer càng nhiều, lớp phủ hình thành càng dày và tốc độ làm nguội càng chậm. Xích con lăn với các vật liệu và thông số kỹ thuật khác nhau cần lựa chọn nồng độ dung dịch làm nguội phù hợp để đạt được hiệu suất làm nguội tốt nhất. Ví dụ, đối với một số xích con lăn nhỏ, tải nhẹ, có thể sử dụng dung dịch làm nguội polymer có nồng độ thấp hơn, chẳng hạn như 3%-8%; trong khi đối với xích con lăn lớn, tải nặng, nồng độ dung dịch làm nguội cần được tăng lên một cách thích hợp, từ 10%-20% hoặc thậm chí cao hơn để đáp ứng yêu cầu về độ cứng và độ bền. Trong sản xuất thực tế, nồng độ dung dịch làm nguội phải được kiểm soát chặt chẽ, và cần tiến hành kiểm tra và điều chỉnh thường xuyên để đảm bảo chất lượng làm nguội ổn định.
(II) Nhiệt độ tôi
Nhiệt độ tôi cũng có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu suất của xích con lăn. Nhiệt độ tôi cao hơn có thể làm cho các hạt austenit bên trong xích con lăn phát triển, nhưng cũng dễ làm giảm độ cứng và độ dẻo dai sau khi tôi, làm tăng nguy cơ nứt do tôi; nếu nhiệt độ tôi quá thấp, có thể không đạt được độ cứng và cấu trúc mactenit cần thiết, ảnh hưởng đến việc cải thiện hiệu suất của xích con lăn. Đối với các loại thép và xích con lăn có thông số kỹ thuật khác nhau, cần phải xác định phạm vi nhiệt độ tôi thích hợp theo tính chất vật liệu và yêu cầu quy trình. Nói chung, nhiệt độ tôi của xích con lăn thép cacbon nằm trong khoảng 800℃-900℃, trong khi nhiệt độ tôi của xích con lăn thép hợp kim cao hơn một chút, thường nằm trong khoảng 850℃-950℃. Trong quá trình tôi, cần kiểm soát chặt chẽ tính đồng đều và chính xác của nhiệt độ nung nóng để tránh sự khác biệt về hiệu suất của xích con lăn do dao động nhiệt độ.
(III) Tuần hoàn và khuấy trộn môi chất làm mát
Trong quá trình làm nguội, sự tuần hoàn và khuấy trộn của môi chất làm nguội có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả trao đổi nhiệt giữa dung dịch làm nguội polymer và xích con lăn. Sự tuần hoàn và khuấy trộn tốt giúp dung dịch làm nguội tiếp xúc hoàn toàn với bề mặt xích con lăn, đẩy nhanh quá trình truyền nhiệt và cải thiện tính đồng đều của tốc độ làm nguội. Nếu dòng chảy của môi chất làm nguội không được trơn tru, nhiệt độ của dung dịch làm nguội tại một khu vực cục bộ sẽ tăng quá nhanh, dẫn đến tốc độ làm nguội không đồng đều ở các phần khác nhau của xích con lăn, gây ra ứng suất và biến dạng quá mức. Do đó, khi thiết kế và sử dụng bể làm nguội, cần trang bị hệ thống tuần hoàn và khuấy trộn phù hợp để đảm bảo trạng thái dòng chảy của dung dịch làm nguội tốt và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình làm nguội đồng đều của xích con lăn.
(IV) Tình trạng bề mặt của xích con lăn
Tình trạng bề mặt của xích con lăn cũng sẽ ảnh hưởng nhất định đến hiệu quả làm mát và hiệu suất cuối cùng của dung dịch tôi polymer. Ví dụ, nếu trên bề mặt xích con lăn có các tạp chất như dầu, mạt sắt, cặn bẩn, v.v., nó sẽ ảnh hưởng đến sự hình thành và độ bám dính của màng polymer, làm giảm hiệu suất làm mát của dung dịch tôi, và dẫn đến độ cứng tôi không đồng đều hoặc nứt tôi. Do đó, trước khi tôi, bề mặt của xích con lăn phải được làm sạch kỹ lưỡng để đảm bảo bề mặt sạch sẽ và không có các khuyết tật như dầu và cặn bẩn, nhằm đảm bảo dung dịch tôi polymer có thể phát huy hết tác dụng và nâng cao chất lượng tôi của xích con lăn.
(V) Sử dụng chất phụ gia
Để nâng cao hơn nữa hiệu suất của dung dịch làm nguội polymer và cải thiện hiệu quả làm nguội của xích con lăn, đôi khi người ta thêm một số chất phụ gia đặc biệt vào dung dịch làm nguội. Ví dụ, thêm chất ức chế gỉ có thể ngăn xích con lăn bị gỉ sau khi làm nguội và kéo dài tuổi thọ; thêm chất khử bọt có thể giảm bọt sinh ra trong quá trình làm nguội và cải thiện hiệu suất cũng như độ an toàn của dung dịch làm nguội; thêm chất hoạt động bề mặt có thể cải thiện khả năng thấm ướt và độ bám dính của dung dịch làm nguội polymer, tăng cường hiệu quả tiếp xúc với bề mặt xích con lăn và cải thiện hiệu quả làm mát. Khi lựa chọn và sử dụng chất phụ gia, cần phải kết hợp hợp lý theo quy trình làm nguội cụ thể và yêu cầu về hiệu suất của xích con lăn, và lượng chất phụ gia cần được kiểm soát chặt chẽ để tránh ảnh hưởng xấu đến hiệu suất của dung dịch làm nguội.

5. Bảo trì và quản lý dung dịch làm nguội polyme
Để đảm bảo tính ổn định và hiệu suất lâu dài của dung dịch làm nguội polymer trong quá trình xử lý nhiệt xích con lăn, cần phải bảo trì và quản lý hiệu quả dung dịch này.
Kiểm tra nồng độ thường xuyên: Sử dụng các thiết bị chuyên nghiệp như khúc xạ kế để kiểm tra nồng độ dung dịch làm nguội thường xuyên và điều chỉnh kịp thời theo kết quả kiểm tra. Thông thường, nên kiểm tra nồng độ mỗi tuần một lần. Nếu phát hiện nồng độ vượt quá yêu cầu của quy trình, cần pha loãng hoặc thêm dung dịch polymer mới kịp thời.
Kiểm soát hàm lượng tạp chất: Thường xuyên làm sạch các tạp chất và dầu nổi ở đáy bể tôi để ngăn ngừa tạp chất quá mức ảnh hưởng đến hiệu suất làm mát và tuổi thọ của dung dịch tôi. Có thể lắp đặt hệ thống lọc để tuần hoàn và lọc dung dịch tôi nhằm loại bỏ các tạp chất rắn như mạt sắt và cặn oxit.
Ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn: Dung dịch làm nguội polymer dễ bị vi khuẩn phát triển trong quá trình sử dụng, dẫn đến sự xuống cấp và suy giảm hiệu suất. Do đó, cần phải bổ sung chất diệt khuẩn thường xuyên và giữ cho dung dịch làm nguội sạch sẽ và thông thoáng để tránh sự phát triển của vi khuẩn. Thông thường, chất diệt khuẩn được thêm vào hai tuần một lần, và cần chú ý kiểm soát nhiệt độ và độ pH của dung dịch làm nguội để giữ chúng trong phạm vi thích hợp.
Hãy chú ý đến hệ thống làm mát: Thường xuyên kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống làm mát của bể tôi để đảm bảo nhiệt độ dung dịch tôi được kiểm soát hiệu quả. Hỏng hệ thống làm mát có thể khiến nhiệt độ dung dịch tôi quá cao hoặc quá thấp, ảnh hưởng đến hiệu suất làm mát và chất lượng tôi của xích con lăn. Thường xuyên kiểm tra xem đường ống làm mát có bị tắc nghẽn không, bơm nước làm mát có hoạt động tốt không, v.v., và tiến hành sửa chữa và bảo dưỡng kịp thời.

6. Kết luận
Dung dịch làm nguội polymer đóng vai trò quan trọng trong quá trình xử lý nhiệt xích con lăn. Nó cải thiện đáng kể các đặc tính tổng thể của xích con lăn như độ cứng, độ bền, khả năng chống mài mòn, khả năng chống mỏi và độ ổn định kích thước bằng cách điều chỉnh tốc độ làm nguội và tối ưu hóa cấu trúc tổ chức bên trong. Tuy nhiên, để phát huy tối đa ưu điểm của dung dịch làm nguội polymer và đạt được hiệu suất xích con lăn lý tưởng, cần phải xem xét toàn diện nhiều yếu tố như nồng độ dung dịch làm nguội, nhiệt độ làm nguội, sự tuần hoàn và khuấy trộn của môi chất làm mát, điều kiện bề mặt của xích con lăn và việc sử dụng các chất phụ gia, đồng thời duy trì và quản lý chặt chẽ dung dịch làm nguội. Chỉ bằng cách này, chúng ta mới có thể đảm bảo rằng xích con lăn có thể hoạt động ổn định và đáng tin cậy trong các thiết bị cơ khí khác nhau và đáp ứng các yêu cầu hiệu suất cao của sản xuất công nghiệp hiện đại đối với các bộ phận truyền động.