EN
Камалты көтергіштердің тұрақтылығын анықтайтын негізгі механикалық қасиеттер
Жоғары контакттық кернеу әсерінен қаттылық пен беткі бүтіндік
Камалық валдың қызмет ету мерзімі шынында да оның қаттылығына байланысты, себебі ол 1500 МПа-дан асатын үлкен контакттық қысымдарға төзуге тиіс. Беттің дұрыс жасалуы да маңызды. Өндірушілер бетті дұрыс өңдеу мен полировкалауға уақыт жұмсаса, сол кішкентай трещиналардың пайда болуын тоқтатады, ал олар әйтпесе тозу проблемаларын жеделдетер еді. Көптеген инженерлер камалық валдың қаттылығын шамамен 55–65 HRC аралығында ұстау — ең тиімді шешім екендігімен келіседі, себебі бұл тозуға қарсы жақсы қорғаныс береді және бір уақытта қатты қиратылмайтындай беріктік қасиетін сақтайды. Дәнекерленген қоспалы болат бөлшектер бұл жағдайларда әдетте өте жақсы көрсеткіш көрсетеді және жүздеген миллион клапандық көтерілулерден кейін де тұрақты қалады. Кейбір зауыттар камалық валдың алмастыруға дейін 500 миллионнан астам цикл қызмет еткенін хабарлады, бірақ нақты нәтижелер жұмыс жағдайларына байланысты әртүрлі болуы мүмкін.
Жоғары айналу жиілігінде ұзақ мерзімді жұмыс істеуге арналған циклдық төзімділік
Қозғалтқыштар 6000 айналым/мин жоғары жиілікте мыңдаған кернеу циклдары арқылы жұмыс істегенде, олар уақыт өте келе тозуға төзімді материалдарды шынымен қажет етеді. Компоненттер қуатты клапандық серіппелерден туындайтын барлық иілу күштерін трещиналар пайда болмайтындай етіп шыдай алуы керек. Сонымен қатар, материалдың барлық жерінде тұрақты микрқұрылымды қамтамасыз ету де өте маңызды, әсіресе вакуумда балқытылған болаттармен жұмыс істеген кезде. Мұндай болаттарда қысым астында проблемалық аймақтарға айналуы мүмкін жасырын ақаулар аз болады. Негізгі сандық көрсеткіштерге назар аудару осы құбылысты түсіндіруге көмектеседі: тозуға төзімділік кемінде шамамен 800 МПа болуы керек, ал сынуға төзімділік 90 МПа·м½-тен асады. Бұл қасиеттер болған жағдайда детальдар 250 мың мильден аса қашықтықта (яғни 400 мың км-ден аса) сенімді жұмыс істей алады.
Жоғары сапалы камалық вал материалдары және олардың нақты әлемдегі өнімділікке әсер ету ерекшеліктері
Шаралы шойын мен қоспалы болаттар: тозуға төзімділік, беріктік және құн теңдестігі
Камалтық валдар үшін дұрыс материалды таңдау — тозуға төзімділік, конструкциялық беріктік және экономикалық тиімділік арасындағы теңестіру нүктесін табуды қажет етеді. Шар тәрізді графитті шойын (SG шойыны) көптеген басқа материалдарға қарағанда тербелістерді жақсы сіңіреді және циклдық қиындыққа төзімділігі жоғары болғандықтан ерекшеленеді; сондықтан ол сериялық өндірілетін қозғалтқыштарда кеңінен қолданылады. Бұл материалдың ұқасыс шар тәрізді графитті құрылымы кернеуді белгілі бір нүктелерде жұтуды қамтамасыз етеді, сондықтан маймен жағылған жағдайда көтергіштердің тозуы азаяды. Тіпті одан да жоғары өнімділік сипаттамалары қажет болса, 4140 маркалы қоспалы болаттар көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қарағанда көпшілікке қара......
Шарлық графитті темір 7000 айн/мин шамасына дейін өте жақсы жұмыс істейді, одан кейін барлық айналу қозғалысынан пайда болатын кернеудің белгілерін көрсете бастайды. Қоспалы болаттар өте жылдам айналатын жеңіл салмақты бөлшектер үшін одан да жақсы жарамды, бірақ олардың өндіріс кезінде міндетті түрде ұқыпты жылумен өңдеуді талап ететінін ескеру керек, әйтпесе олар кернеу әсерінен күтпеген жерден сызылуы мүмкін. Коммерциялық көлік құралдарын пайдаланған кезде қаржылық шығындар ең маңызды болса, СГ темірі әлі де өзінің алғашқы құнына қарағанда қанша уақыт қызмет ететіндігі бойынша үстемдікке ие болады. Сондықтан гонкалық автокөліктер мен күшейтілген индукциялық жүйелері бар қозғалтқыштар қазіргі нарықтағы басқа материалдарға қарағанда қиратылуға дейін шамамен 15–20 пайызға артық жүктемені көтере алатындықтан, қосымша шығындарға қарамастан, қымбат болат нұсқаларын таңдайды.
Камалық валдың микроқұрылымы мен қызмет ету мерзімін оптимизациялау үшін жылумен өңдеу стратегиялары
Индукциялық қатайту және аустемперлеу: Беттік қаттылықты арттыру мен өзектің беріктігін сақтау
Дұрыс жылумен өңдеу — беттік қаттылық пен өзектің эласттылығы арасындағы «тәтті нүктені» қол жеткізу үшін барлығын анықтайды. Индукциялық қаттылату арқылы біз лопастьтардың бетін нақты мақсаттауға, электромагниттік өрістер арқылы оларды шамамен 900 градус Цельсийге дейін қыздыруға мүмкіндік аламыз. Бұл Роквелл шкаласы бойынша 50-ден асатын өте тұрақты мартенситті қабат түзеді, сонымен қатар дәстүрлі пештік әдістермен салыстырғанда деформацияны әлдеқайда азайтады. Содан кейін бұл процеске қосымша ретінде аустемперлеу қолданылады. Изотермиялық түрлену кезінде өзекті 250–400 °C аралығындағы температурада шайқау арқылы біз материалдың барлық көлемінде сынғыш мартенсит емес, бекем бейнитті құрылымдар алуға жетеміз.
Бұл екі процестің қосылуы екі өзара байланысты пайдалы нәтиже береді:
- Қаттырған бет лифтерлер мен тіректердің тікелей контактілік кернеуіне қарсы тұрады
- Эластты, бейнитті өзек жоғары айналу жиілігінде жұмыс істеген кезде циклдық иілу мен бұралу күштерін жұтады
Нәтижесінде пайда болатын сығылу қалдық керілістері ASM International-ның 2023 жылғы металлургиялық нұсқаулықтарына сәйкес усталық трещиналардың таратылуын 30%-ға азайтады. Бақыланатын суыту жылдамдығы әртүрлі температуралық жұмыс ауқымдарында біркелкілікті бұзатын микрқұрылымдық аномалияларды — мысалы, термоөңделмеген мартенситті — одан әрі болдырмауға көмектеседі.