مادة عجلة الفرامل والمعالجة الحرارية: موازنة الصلابة والمتانة والتآكل في مكابح الطبل الصناعية

في العديد من أنظمة الفرامل الأسطوانية الصناعية، يُعامل عجلة الفرامل (التي يُطلق عليها أحيانًا اسم طبل الفرامل في سياقات معينة) على أنها "جزء دوار فقط." في الواقع، هو شريك الاحتكاك الذي يحدد بشكل كبير معدل التآكل، السلوك الحراري، الضوضاء/الاهتزاز، وحتى مدى استقرار عزم الفرامل لديك مع مرور الوقت.

هذا صحيح بشكل خاص لفرامل الأسطوانة الكهربائية الهيدروليكية المستخدمة على نطاق واسع في الرافعات، والنواقل، والآلات الثقيلة—مثل سلسلة YWZ13 من فرامل الأسطوانة الكهربائية الهيدروليكية. إذا كانت مادة عجلة الفرامل أو المعالجة الحرارية غير متطابقة مع دورة العمل وبطانة الاحتكاك، فسترى عادة واحدة (أو أكثر) من هذه النتائج الميدانية: تآكل سريع للبطانة، خدوش على العجلة، تلوين أزرق حراري/أماكن ساخنة، عدم استقرار العزم، أو تشقق.

فيما يلي عرض هندسي عملي لمواد عجلة الفرامل وخيارات المعالجة الحرارية، مع نطاقات البيانات التي يمكنك استخدامها في المواصفات وفحوصات القبول.

[عنصر صورة] لقطة مقربة لمسار احتكاك عجلة الفرامل تظهر (أ) نمط تآكل صحي، (ب) خدوش، (ج) تلوين أزرق حراري.

بالنسبة لفرامل الأسطوانة/الكتلة، يتم إنشاء عزم الفرملة بواسطة بطانة الاحتكاك التي تضغط على العجلة الدوارة. يجب على العجلة أن تقوم بأربعة وظائف في آن واحد:

توفير سطح احتكاك مستقر

• حتى يكون عزم الدوران قابلًا للتكرار من توقف إلى آخر. امتصاص وتوزيع الحرارة
• توليد خلال الفرملة (الكتلة الحرارية التوصيل الحراري). مقاوم للتآكل والخدوش
• من البطانة تحت الحمل والتلوث (الغبار، الرطوبة، القشور). البقاء على قيد الحياة خلال التكرار الحراري
• دون تشقق، تشويه، أو نمو غير عادي في الانحراف. لهذا السبب، "الأصعب هو الأفضل" ليست قاعدة آمنة. قد يقاوم العجلة التي تكون صلبة جدًا التآكل، لكنها تصبح أكثر عرضة للتشقق الحراري وقد تسرع تآكل البطانة. قد تحمي العجلة التي تكون ناعمة جدًا البطانة، لكنها قد تتجعد بسرعة وتفقد الشكل الاحتكاكي الفعال.

2) المواد الشائعة لعجلة الفرامل (ومعاني الأرقام)

عائلة المادة (الدرجات النموذجية)

عادةً ما تصنع عجلات الفرامل الصناعية من الحديد الزهر الرمادي، الحديد القابل للطرق، أو الصلب المصبوب. يعتمد الاختيار الأفضل على دورة العمل، التحميل المفاجئ، وملف درجة الحرارة.

ملاحظة: القيم أعلاه هي قيم صناعية نموذجية. يجب أن تتبع معايير القبول الفعلية الخاصة بك رسمة التصميم الخاصة بك وملف عمل الفرامل.

الحديد الزهر الرمادي:

• يستخدم على نطاق واسع لأنه "يعمل بشكل جيد" في الاحتكاك—امتصاص جيد واستقرار في سلوك السطح، لكن مع متانة أقل. الحديد القابل للطرق:
• غالبًا ما يُختار عندما تدفع الصدمة / الصدمة والخدمة الخارجية الحديد الرمادي نحو خطر التشقق. الصلب المصبوب:
• يُختار عندما تكون المتانة أولوية (صدمة ثقيلة / خطر التحميل الزائد)، لكنه يتطلب تحكمًا دقيقًا في تشطيب السطح واختيار البطانة. 3) لماذا تهم الصلابة—بالإضافة إلى حقيقة أن "الصلابة ليست كافية"

[عنصر صورة] مقارنة البنية المجهرية: رقائق الحديد الرمادي مقابل عُقد الحديد القابل للطرق (توضيحي).

تؤثر الصلابة على مقاومة التآكل، لكن التآكل يتأثر أيضًا بنوع البطانة، توزيع الضغط، التلوث، ودرجة الحرارة. علاقة التآكل الكلاسيكية (تستخدم كنموذج مفيد توجيهيًا) هي:

V \,\propto \,\frac{W \,\cdot \,s}{H}

حيث V هو حجم التآكل، W هو الحمل العادي، s هو مسافة الانزلاق، و H هو الصلابة. يوضح هذا سبب ميل المواد الصلبة إلى التآكل بشكل أبطأ. ومع ذلك، غالبًا ما ينحرف تآكل الفرامل الحقيقي لأنه:

• التلوث (زيت/غبار) يمكن أن يحول التآكل إلى خدش/خدوش.
• الاتصال غير المنتظم (سوء التوافق/الانحراف) يخلق نقاط ساخنة محلية و"تآكل انتقائي".
• 4) خيارات المعالجة الحرارية لعجلات الفرامل (وما يضحي به كل منها)

لذا، نعالج الصلابة كنطاق مسيطر عليه وليس هدفًا واحدًا "الأكثر صلابة هو الأفضل".

المعالجة الحرارية هي الطريقة التي تضبط بها التوازن بين مقاومة التآكل السطحي والمتانة الأساسية. تشمل الطرق الشائعة:

أ) الصب المباشر / تخفيف الإجهاد

يُستخدم عندما تفي خصائص الصب الأساسية بالمتطلبات والهدف هو بشكل رئيسي تقليل الضغط المتبقي (تحسين الاستقرار الأبعادي). يمكن أن يساعد ذلك في تقليل التشويه وتغييرات الانحراف خلال الخدمة المبكرة.

ب) التطبيع (شائع لعجلات الصلب المصبوب)

التطبيع يحسن بنية الحبيبات ويعزز التوحيد. يُختار غالبًا عندما تحتاج إلى خصائص ميكانيكية متسقة عبر العجلة، خاصة للأقسام الأسمك التي تبرد بشكل غير متساوٍ.

ج) Quench & temper (Q&T) (لأهداف القوة / المتانة الأعلى)

تحسن Q&T القوة والمتانة ولكن يمكن أن ترفع الصلابة إلى ما يتجاوز ما تتيحه بعض أنظمة البطانة مثل. إذا تم استخدام Q&T، حدد نطاق صلابة مسيطر عليه و أكد توافق الاحتكاك مع مادة البطانة الخاصة بك (عضوي مقابل شبه معدني مقابل مسحوب).

د) المعالجة السطحية (مثل المعالجة بالتحريض) (عند الحاجة فقط)

5) الاختيار العملي: مطابقة مادة العجلة والمعالجة لدوامة العمل

إن المعالجة السطحية تخلق طبقة تآكل صلبة مع الاحتفاظ بنواة أكثر متانة. يمكن أن يكون هذا مفيدًا في بيئات التآكل الشديد، لكنه يزيد من خطر التشقق الحراري السطحي إذا أنتجت دورة العمل درجات حرارة عالية. إذا قمت بتحديد المعالجة السطحية، يجب أن تحدد أيضًا عمق الحالة الفعلي وكيفية قياس الصلابة (HB/HRC)، بالإضافة إلى كيفية فحص الشقوق.

[عنصر صورة] اختبار الصلابة على مسار عجلة الفرامل (HBW) مثال لمواقع القياس حول المحيط.

إذا كنت تختار عجلة فرامل لفرامل سفر الرافعة، أو رافعة، أو محرك ناقل، ابدأ بملف العمل ونمط الفشل الذي تريد تجنبه.

إذا كانت مشكلتك الرئيسية هي التآكل السريع للعجلة / الأخاديد العميقة

التحقق من

• التلوث (زيت/شحم) و الغبار الكاشط أولاً—ترقيات المادة لن تصلح ختم علبة التروس المتسرب. تأكيد المحاذاة ونمط الاتصال. يمكن أن يقطع الاتصال غير المتساوي الأخاديد بسرعة.
• ثم فكر في الانتقال من مواصفة عجلة ناعمة إلى نطاق صلابة أعلى مسيطر عليه، أو الانتقال من الحديد الرمادي إلى الحديد القابل للطرق اعتمادًا على تاريخ التشقق الخاص بك.
• إذا كانت مشكلتك الرئيسية هي التشقق / الفحص الحراري

التشقق غالبًا ما يكون مزيجًا من

• درجة حرارة عالية جدًا التكرار الحراري + الضغط المتبقي + راجع طاقة الفرملة وارتفاع درجة الحرارة أولاً (العديد من التشققات هي مشكلات دورة العمل)..
• فكر في خيارات مواد ذات متانة أعلى (الحديد القابل للطرق أو الصلب المصبوب) وعمليات تخفيف الإجهاد / التطبيع لتحسين الاستقرار.
• تجنب دفع صلابة السطح إلى مستوى مرتفع بدون إثبات السلوك الحراري.
• إذا كانت مشكلتك الرئيسية هي الفرملة غير المستقرة (الضوضاء/الاهتزاز/انحراف العزم)

تشطيب السطح وامتصاص المادة مهمان. غالبًا ما يؤدي الحديد الزهر الرمادي أداءً جيدًا لامتصاص الاهتزاز.

• تحقق من الانحراف، محاذاة التركيب، وتوافق درجة البطانة (استقرار معامل الاحتكاك).
• تأكيد أن الفرامل تطلق بالكامل—الاحتكاك يمكن أن "يصقل" العجلة ويغير سلوك الاحتكاك.
• 6) ما يجب تحديده عند طلب عجلة فرامل (تجنب المتطلبات الغامضة)

الواقع الميداني: في العديد من تطبيقات الرافعات والنواقل، التحسين الأكثر فعالية من حيث التكلفة ليس "الفولاذ الأكثر صلابة"، بل السيطرة الأشد على الفراغ، نقطة الإطلاق، ومنع تلوث الزيت.

للمشتريات والهندسة، أسرع طريقة للحصول على عجلات فرامل متسقة هي تحديد متطلبات قابلة للقياس. يجب أن تتضمن مواصفات الشراء العملية:

درجة المادة

• (مثل درجة HT/QT/ZG أو ما يعادلها) حالة المعالجة الحرارية
• (كما هو مصبوب / مخفف الإجهاد / مطهر / Q&T / معالج سطحي) نطاق الصلابة على مسار الاحتكاك
• (HB، يفضل طريقة القياس HBW للصب) حدود الانحراف / التمركز
• على مسار الاحتكاك (ربط ذلك بتصميم فرامل الخاص بك) تشطيب السطح
• متطلب (نطاق Ra) وقاعدة "عدم وجود عيوب صب عميقة" على المسار طريقة الفحص
• : نقاط الصلابة وعددها، معايير بصرية، اختياري MT/PT لفحص التشققات (إذا كانت مهمة جدًا)ملاحظة المنتج: مطابقة عجلات الفرامل مع عائلات الفرامل (لماذا يقلل "مطابقة OEM" من وقت التوقف عن العمل)

[عنصر رابط داخلي] تحميل: قائمة فحص طلب عجلة الفرامل (الأبعاد المادة الصلابة نقاط التفتيش).

في أنظمة الفرامل الأسطوانية، العجلة والبطانة هما زوج احتكاك متطابق. عندما يقوم العملاء بتركيب مادة عجلة مختلفة أو صلابة دون النظر في البطانة، غالبًا ما يحدث شيئين:

تتآكل البطانة بسرعة غير معتادة (العجلة صلبة جدًا / السطح عدواني جدًا).

• تتجعد أو تسخن العجلة بشكل مفرط (العجلة ناعمة جدًا أو حالة السطح سيئة).
• 8) فحوصات سريعة ميدانية لصحة عجلة الفرامل (ما يمكن للفنيين قياسه بسرعة)

بالنسبة للعملاء الذين يستخدمون عائلات فرامل الأسطوانة الكهربائية الهيدروليكية (مثل YWZ/YWZ13)، نوفر عجلات فرامل كمكونات متطابقة (على سبيل المثال، سلسلة ZDL عجلات الفرامل) بحيث يتوافق سلوك الاحتكاك مع عزم الدوران والملف الحراري المقصود للفرامل.

[عنصر رابط داخلي] سلسلة ZDL عجلة الفرامل (صفحة المنتج)

[عنصر رابط داخلي] قطع الغيار: عجلة الفرامل البطانة مجموعات الدبابيس/الوسادات لفرامل YWZ/YWZ13

حالة المسار البصرية:

• ابحث عن الأخاديد، البقع الساخنة (التلوين الأزرق)، التزجيج، والشقوق. فحص الانحراف:
• يمكن لمؤشر قرص على المسار تحديد التشوه الذي يسبب فرملة غير متساوية وتآكل الوسادة. مسح درجة الحرارة:
• بعد دورة عمل عادية، قم بمسح المسار باستخدام الأشعة تحت الحمراء—أماكن السخونة الموضعية غالبًا ما تشير إلى سوء التوافق أو السحب. فحص التلوث:
• زيت/شحم على المسار هو سبب رئيسي؛ أصلح التسربات قبل استبدال الأجزاء. هل تحتاج إلى مساعدة في اختيار مواصفات عجلة الفرامل الصحيحة؟

[عنصر رابط داخلي] إعداد فحص انحراف مؤشر القرص على مسار عجلة الفرامل.

إذا شاركت نموذج الفرامل الخاص بك (مثل حجم YWZ13)، أبعاد عجلة الفرامل، دورة العمل (وقفات/ساعة السرعة)، البيئة (غبار/زيت/خارجي)، ونوع بطانة الاحتكاك، يمكننا أن نوصي بمادة عجلة الفرامل وهدف المعالجة الحرارية الذي يوازن عمر التآكل وخطر التشقق.

في العديد من أنظمة فرامل الأسطوانة الصناعية، يُعامل عجلة الفرامل (التي يُطلق عليها أحيانًا اسم طبل الفرامل في سياقات معينة) على أنها "جزء دوار فقط." في الواقع، هو شريك الاحتكاك الذي يحدد بشكل كبير معدل التآكل، سلوك درجة الحرارة، الضوضاء/الاهتزاز، وحتى مدى استقرار عزم الفرامل لديك مع مرور الوقت. هذا صحيح بشكل خاص للأنظمة الكهربائية الهيدروليكية…

[عنصر رابط داخلي] اتصل بفريق الهندسة لدينا لدعم اختيار عجلة الفرامل والتوافق مع الاستبدال.