Haroratning sharli vintlarning ishlashi va ishlash muddatiga ta'siri

Nozik uzatish maydonlarining asosiy komponenti sifatida vida vidasi CNC dastgohlari, sanoat robotlari va boshqalarning ishlash aniqligiga bevosita ta'sir qiladi. Haddan tashqari harorat sharoitida, vintlardek mexanik xususiyatlar, termal deformatsiya xususiyatlari va materialning qarish jarayoni sezilarli darajada o'zgaradi. Materialshunoslik, termodinamika va tribologiyani birlashtirgan holda, haroratning ishlash parametrlariga ta'siri, ishlamay qolish rejimlari va shar vintlarining xizmat qilish muddati ushbu maqolada tizimli ravishda tahlil qilinadi.
1.Materiallarning mexanik xususiyatlariga haroratning bevosita ta'siri
1.1 Haroratning mustahkamlik va qattiqlikka ta'siri
Haroratning oshishi bilan po'latning elastik moduli nochiziqli kamayadi. Eksperimental ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, M24 sharli vintning yakuniy va rentabellikdagi yuklari o'rtasidagi farq atrof-muhit harorati 300 darajadan oshganda 30 kN 2 kN xona haroratidan 93% ga kamaydi. Bu o'zgarish yuqori harorat atomlar orasidagi yopishqoqlikni zaiflashtiradi, bu esa panjara distorsiyasiga qarshilikning pasayishiga olib keladi. Oldindan yuklangan bilyali vintlarni loyihalash uchun eksenel qattiqlik har 50 graduslik o'sish bilan taxminan 8% -12% ga kamayadi, bu esa joylashishni aniqlashning takrorlanishiga bevosita ta'sir qiladi.
1.2 Plastik deformatsiya sig'imining keskin o'zgarishi
Kritik haroratlarda (odatda 400-500 daraja) materialning plastikligi g'ayritabiiy ravishda oshadi. Masalan, 38CrMoAlA nitridlangan po'latning maydoni xona haroratida 55% ga kamaydi, 450 gradusda esa 68% gacha ko'tarildi. Plastisitning bu o'sishi tezlashtirilgan o'rmalanish bilan birga keladi, bu esa doimiy yuk ostida vintlarning qaytarilmas cho'zilishiga olib keladi. Avtomobil ishlab chiqarish liniyasining amaliy tadqiqoti shuni ko'rsatdiki, 40 daraja Selsiy atrof-muhit haroratida sharli vint sutkada 0,003 mm gacha siljiydi, buning natijasida uch oy davomida 0,2 mm dan ortiq kümülatif xatolik yuzaga keldi, bu esa qurilma himoyasini o'chirishni keltirib chiqardi.
1.3 Issiqlik kengayish koeffitsientlarining muhandislik oqibatlari
Bilyeli vintli komponentlar orasidagi termal kengayish koeffitsientlarining farqi murakkab kuchlanish maydoniga olib keladi. Po'lat vint (= 11.5 × 10-6 daraja) va mis qotishma yong'oqlari (= 17 × 10-6 daraja) birikmasi 50 daraja S haroratda 0,027 mm eksenel siljish farqini keltirib chiqardi. Bu nomuvofiqlik aa 35% -40% ga olib keladi, bu esa tizimning oldingi yuklanishini blokirovka qilishning qisqarishiga olib keladi. Aeronavtika ishlab chiqaruvchisining ma'lumotlariga ko'ra, bunday termal kuchlanish nosozliklari shar vintidagi nosozliklarning 22% ni tashkil qiladi.
2. Haroratning tribologik xarakteristikaga ta'siri
2.1 Moylash materiallarining ishlashidagi asosiy o'zgarishlar
Yog'ning konusning kirib borishi harorat bilan eksponent ravishda oshadi. Litiy{1}}asosli surtma uchun uning ish viskozitesi 80 ° C haroratda xona haroratining -beshdan bir qismiga tushadi va moy plyonkasi qalinligi 2 mkm dan 0,4 mkm gacha kamayadi. O'zgartirish aloqa nisbatini 12% dan 47% gacha va ishqalanish koeffitsientini 0,008 dan 0,035 gacha oshiradi. Yarimo'tkazgich uskunalari ishlab chiqaruvchisi tomonidan o'tkazilgan sinovlar shuni ko'rsatdiki, soqol ishlamay qolishi shar vintidagi ish momentini 220% ga oshirib, vosita haddan tashqari yuk himoyasini ishga tushirdi.
2.2 Harorat-Driven Wear rejimiga o‘tish
Yuqori haroratlar asosiy aşınma mexanizmini o'zgartiradi. Xona haroratida charchoqning parchalanishi asosiy sababdir, oksidlovchi aşınma esa 150 darajada sezilarli bo'ladi. 300 gradusda vintli vint yuzasi Fe3O4 oksidi qatlami 0,5-1 mikron qalinligini hosil qiladi. Garchi bu qatlam (HV650) substratdan (HV280) qattiqroq bo'lsa-da, uning mo'rtligi kattaroq zarrachalarni (3-5 marta kattaroq) olib keladi. Ushbu qattiq zarralar sirkulyatsiya tizimida uch tanali abraziv aşınma hosil qiladi, bu esa vintning ishlash muddatini 60% -70% ga qisqartiradi.
2.3 Oldindan yuklanishning dinamik zaiflashuvi
Haroratning o'zgarishi oldindan yuklanishda davriy o'zgarishlarga olib kelishi mumkin. Ishlov berish markazidagi Z o'qi shar vidasi uchun 20-60 daraja S haroratda aylanishda kunlik oldindan yuklanishning susayishi 0,8 kN ga etadi. Bu zaiflashuv yong'oq va rulman qobiqlari orasidagi termal deformatsiya farqlari bilan bog'liq. Harorat farqi 30 darajadan oshganda, radial bo'shliq 0,015 mm ga oshib, g'ayritabiiy tebranishlarni keltirib chiqaradi. Tebranish tezlashuvi darajasi 0,5 g dan 2,1 g gacha oshganda, sharsimon sirtning charchoq yoriqlarining tarqalish tezligi sakkiz baravar ko'paydi.
3. Materialning qarishiga haroratning tezlashtiruvchi ta'siri
3.1 Nitridlangan qatlamlarning termik parchalanishi
520 daraja gazsimon nitrifikatsiyadan so'ng 38CrMoAlA po'latdan qalinligi 0,6 mm bo'lgan e-fazali birikma qatlami (Fe2-3N) hosil bo'ladi. Ishlash harorati 480 darajadan oshganda, bu nitridlangan qatlam parchalana boshlaydi va qattiqlik 200 soat ichida HV1000 dan HV600 gacha tushadi. Inyeksion kalıplama mashinasi misolida o'rganish shuni ko'rsatdiki, nitridlangan qatlamning buzilishi vintlarning aşınma tezligini oyiga 0,002 mm dan 0,025 mm gacha oshirdi va almashtirish davrini 5 yildan 8 oygacha qisqartirdi.
3.2 Qoplama materiallarining termal nosozligi
Qattiq xrom qoplamalarining donning qo'pollashishi darajasi 200 darajadan oshdi va g'ovaklilik 3% dan 12% gacha oshdi. Shamol turbinasi pitch tizimida o'tkazilgan tajribalar shuni ko'rsatdiki, qoplama ishlamay qolgandan keyin vintli substratning korroziya tezligi 15 baravar ko'paygan. Tutilish (chuqurligi 0,1 mm dan ortiq) qirg'oq bo'yidagi yuqori namlikda (RH90%) 6 oy ichida sodir bo'ldi. Korroziya mahsulotlarining katalizi (FeCl2 4H2O) eskirishni yanada tezlashtirdi va sinergik korroziya aşınma effektini hosil qiladi.
3.3 Polimer kataklarning termal deformatsiyasi
Neylon 66 kataklarining 80 graduslik chiziqli kengayish koeffitsienti 80 × 10 - 6 / daraja, po'lat elementlardan etti marta. Bu farq to'pning 0,05 mm gacha deformatsiyasiga olib kelishi mumkin, bu esa to'pning tiqilib qolishiga olib keladi. CNC dastgohining noto'g'ri tahlili shuni ko'rsatdiki, qafasning termal deformatsiyasi ish shovqinini 65 dB dan 82 dB gacha oshirdi va vintning g'ayritabiiy harorat ko'tarilishiga (DT > 15 daraja) sabab bo'lib, ayiq doira hosil qildi.
4. Haroratni nazorat qilish uchun texnik qarshi choralar
4.1 Materiallarni tanlashni optimallashtirish
For high temperature applications (>150 daraja), kobalt asosidagi qotishmalar (masalan, volfram xrom kobalt 6B) yoki keramik qoplama materiallari tanlanishi kerak. Neft-kimyo kompaniyasining amaliy tadqiqoti shuni ko'rsatdiki, Stellite 6B qoplamalari vintlardek ishlash muddatini 3 oydan 3 yilgacha uzaytirib, texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini 82% ga qisqartirdi. Past haroratlarda (-40 daraja va undan past) mo'rt sinishning oldini olish uchun ostenitik zanglamaydigan po'latdan (masalan, . 316 litr) foydalanish kerak.
4.2 Issiqlik boshqaruvi innovatsiyalari
Majburiy sovutish tizimi vintning ish haroratini maqbul diapazonda ushlab turishi mumkin. Avtomobilni payvandlash liniyasining amaliy tadqiqoti shuni ko'rsatdiki, moy{1}}sovutilgan vintlar haroratni 65 darajadan 28 darajaga tushirdi va joylashishni aniqlash aniqligini 0,005 mm ga oshirdi. Aniq o'lchash ilovalarida termoelektrik sovutgichlar + -0.1 daraja haroratni nazorat qilish imkonini beradi, bu esa vintlardagi termal siljish xatolarini 0,2 mkm/m dan kamroq chegaralaydi.
4.3 Strukturaviy kompensatsiyani loyihalash
Ikki-yong'oqni oldindan yuklash konstruksiyalarining elastikligi termal deformatsiyalarning 80% dan ortig'ini o'zlashtiradi. Aerokosmik ishlab chiqaruvchi tomonidan olib borilgan amaliy tadqiqot shuni ko'rsatdiki, disk kamonini kompensatsiya qilish moslamasi -30 darajadan 60 daraja C gacha bo'lgan haroratlarda eksenel siljish farqlarini 0,12 mm dan 0,015 mm gacha qisqartirdi. Qo'shimcha uzun vintlar uchun (L > 4 m) termal kompensatsiyaga ega oraliq tayanch dizayni egilish deformatsiyasini kamaytiradi65.
V. Xulosa va istiqbol
Harorat materialning xususiyatlarini, ishqalanish holatini va qarish jarayonini o'zgartirish orqali shar vintlarining aniqligini saqlash va xizmat qilish muddatiga tubdan ta'sir qiladi. Kelgusi tadqiqotlar uchta jihatga qaratiladi: 1) manfiy termal kengayish koeffitsientlariga ega aqlli materiallarni ishlab chiqish, 2) issiqlik-yuk-bilan bog'liqligini bashorat qilishning birlashtirilgan modellarini o'rnatish va 3) termal deformatsiyani qoplashda raqamli egizak texnologiyasini targ'ib qilish. Sanoat 4.0 da uskunaning ishonchliligiga bo'lgan talab ortib borayotganligi sababli, tizimning haroratni boshqarish vidali vida texnologiyasining texnologik rivojlanishining kaliti bo'ladi.