Piemērots temperatūras diapazons rullīšu ķēdes cietības pārbaudei

Piemērots temperatūras diapazons rullīšu ķēdes cietības pārbaudei

Rūpnieciskās ražošanas un mehāniskās transmisijas jomā rullīšu ķēde ir galvenā transmisijas sastāvdaļa, un tās veiktspēja ir tieši saistīta ar mehānisko iekārtu darbības efektivitāti un kalpošanas laiku. Cietība ir svarīgs rullīšu ķēdes veiktspējas rādītājs, kas ietekmē rullīšu ķēdes nodilumizturību, noguruma izturību un kopējo izturību. Lai precīzi novērtētu rullīšu ķēdes cietību un nodrošinātu, ka tā atbilst lietošanas prasībām dažādos darba apstākļos, cietības pārbaude ir kļuvusi par neaizstājamu saikni rullīšu ķēžu ražošanā, kvalitātes pārbaudē un zinātniskajā pētniecībā. Lai nodrošinātu cietības testa rezultātu precizitāti un ticamību, ir ļoti svarīgi precizēt piemērotu temperatūras diapazonu rullīšu ķēdes cietības testam. Sākot ar rullīšu ķēdes cietības testa pamatprincipiem, šajā rakstā tiks padziļināti izpētīta temperatūras ietekme uz cietības testa rezultātiem un apvienoti attiecīgie standarti un eksperimentālie pētījumi, lai analizētu un noteiktu piemērotu temperatūras diapazonu rullīšu ķēdes cietības testam, cenšoties sniegt vērtīgu atsauci rullīšu ķēžu ražotājiem, kvalitātes pārbaudes aģentūrām un saistītajiem praktiķiem.

1. Rullīšu ķēdes cietības testa pamatprincipi
Cietība attiecas uz materiāla spēju pretoties cietu priekšmetu spiedienam uz tā virsmu, un tas ir svarīgs rādītājs materiāla cietības mērīšanai. Rullīšu ķēžu cietības pārbaudei parasti izmanto Rokvela cietības testeri, kurā dimanta vai karbīda iespiešanas instrumentu iespiež testējamās rullīšu ķēdes daļas virsmā ar noteiktu slodzi un nosaka tā cietības vērtību, izmērot iespiešanas dziļumu. Rokvela cietības testerim ir vienkāršas darbības, augstas efektivitātes un neliela iespiešanas priekšrocības, un tas ir piemērots mazu un vidēja izmēra detaļu, kas ražotas partijās, piemēram, rullīšu ķēžu, cietības pārbaudei.
Rullīšu ķēde galvenokārt sastāv no iekšējās ķēdes plāksnes, ārējās ķēdes plāksnes, tapas, uzmavas un veltņa, un katras sastāvdaļas cietības prasības ir atšķirīgas. Piemēram, tapai un uzmavai kā rullīšu ķēdes transmisijas daļām ir jābūt ar augstāku cietību, lai uzlabotu to nodilumizturību un noguruma izturību. Kopumā tapas un uzmavas virsmas cietībai jābūt no HRC30 līdz HRC40, savukārt iekšējās un ārējās ķēdes plāksnes cietība ir relatīvi zema, parasti no HRC20 līdz HRC30. Ar saprātīgu cietības konstrukciju un kontroli var nodrošināt, ka rullīšu ķēdei ir laba sazobes veiktspēja un ilgs kalpošanas laiks transmisijas laikā.

2. Temperatūras ietekme uz rullīšu ķēžu cietības pārbaudi
Temperatūra ir svarīgs faktors, kas ietekmē materiālu cietību. Mainoties temperatūrai, attiecīgi mainās arī rullīšu ķēdes materiāla mikrostruktūra un fizikālās īpašības, kā rezultātā mainās arī tā cietība. Cietības testa laikā temperatūras ietekme uz rullīšu ķēdes cietības testa rezultātiem galvenokārt atspoguļojas šādos aspektos:
(I) Materiālu mikrostruktūras izmaiņas
Metāla materiālu cietība lielā mērā ir atkarīga no to mikrostruktūras. Ņemot par piemēru leģētā tērauda materiālu, ko parasti izmanto rullīšu ķēdēs, leģētā tērauda metalogrāfiskā struktūra mainīsies dažādās temperatūrās. Piemēram, zemākā temperatūrā ferīta, perlīta un citas struktūras leģētajā tēraudā ir relatīvi stabilas, un materiāla cietību galvenokārt nosaka tā ķīmiskais sastāvs un metalogrāfiskā struktūra. Tomēr, paaugstinoties temperatūrai, oglekļa atomu un leģējošo elementu difūzijas ātrums leģētajā tēraudā paātrinās, kas var izraisīt graudu augšanu un strukturālas transformācijas materiāla iekšpusē. Šīs mikrostruktūras izmaiņas tieši ietekmēs materiāla cietību, izraisot novirzes cietības testa rezultātos. Vispārīgi runājot, materiāla cietība samazināsies, paaugstinoties temperatūrai. Tas ir tāpēc, ka temperatūras paaugstināšanās vājina atomu saites spēku materiāla iekšpusē, atvieglojot dislokāciju kustību, kā rezultātā samazinās materiāla spēja pretoties cietu priekšmetu iekļūšanai.
(II) Cietības testera precizitāte
Kā precīzijas mērinstruments, cietības mērītāja precizitāti ietekmēs apkārtējās vides temperatūra. Iespiedējs, atspere, mikrometra mehānisms un citas cietības mērītāja daļas ir izgatavotas no metāla materiāliem. Temperatūras izmaiņas izraisīs šo daļu termisko izplešanos vai saraušanos, tādējādi mainot iespiedēja ģeometriju, atsperes stingrību un mikrometra mehānisma precizitāti. Piemēram, paaugstinoties apkārtējās vides temperatūrai, cietības mērītāja iespiedējs var nedaudz izplesties, kā rezultātā palielinās iespieduma dziļuma mērījuma vērtība, kas samazina izmērīto cietības vērtību; un otrādi, pazeminoties apkārtējās vides temperatūrai, iespiedējs saraujas, iespieduma dziļuma mērījuma vērtība ir mazāka un izmērītā cietības vērtība ir lielāka. Turklāt temperatūras izmaiņas var ietekmēt arī cietības mērītāja rādījumu stabilitāti, kā rezultātā testa rezultātu atkārtojamība un reproducējamība ir slikta. Tāpēc, veicot rullīšu ķēdes cietības testus dažādos temperatūras apstākļos, cietības mērītājs ir jākalibrē un jāpielāgo, lai nodrošinātu mērījumu rezultātu precizitāti.
(III) Rullīšu ķēdes komponentu termiskā izplešanās
Temperatūras izmaiņas izraisīs dažādu veltņu ķēdes komponentu termisko izplešanos vai saraušanos, tādējādi ietekmējot cietības testa pozīciju un mērījumu vērtību. Rullīšu ķēdes iekšējai saitei, ārējai saitei, tapai, uzmavai un veltnim dažādās temperatūrās ir atšķirīgi termiskās izplešanās koeficienti. Temperatūrai paaugstinoties, mainīsies šo komponentu izmēri, kas var izraisīt cietības testa pozīcijas novirzi no konstrukcijas prasībām. Piemēram, pozīcija, kurā jāpārbauda tapas virsmas cietība, var būt nobīdīta uz tapas iekšpusi vai malu tapas termiskās izplešanās dēļ pēc temperatūras paaugstināšanās, tādējādi ietekmējot cietības testa rezultātu precizitāti. Turklāt termiskā izplešanās izraisīs arī sprieguma pārdali veltņu ķēdes komponentu iekšpusē, vēl vairāk ietekmējot tās cietības raksturlielumus.

3. Piemērots temperatūras diapazons rullīšu ķēdes cietības pārbaudei

Saskaņā ar attiecīgajiem standartiem un lielu skaitu eksperimentālu pētījumu, piemērots temperatūras diapazons veltņu ķēdes cietības pārbaudei parasti ir 10 ℃–35 ℃. Cietības pārbaude šajā temperatūras diapazonā var samazināt temperatūras ietekmi uz testa rezultātiem un nodrošināt cietības pārbaudes rezultātu precizitāti un ticamību.

(I) Attiecīgo standartu temperatūras prasības
Starptautiskais standarts: ISO 606:2015 “Īsa soļa precīzijas veltņu ķēdes, zobrati un ķēdes piedziņas sistēmas transmisijai” nosaka, ka veltņu ķēžu cietības pārbaude jāveic istabas temperatūrā, kas parasti attiecas uz apkārtējās vides temperatūras diapazonu 20 ℃ ± 5 ℃. Šis standarts nodrošina vienotu cietības pārbaudes temperatūras specifikāciju veltņu ķēžu starptautiskai ražošanai un kvalitātes pārbaudei, kas palīdz nodrošināt dažādu ražotāju ražoto veltņu ķēžu cietības rādītāju konsekvenci un salīdzināmību.
Valsts standarts: Ķīnas valsts standarts GB/T 1243-2006 “Īsa soļa precīzijas veltņu ķēdes un zobrati transmisijai” arī skaidri nosaka, ka veltņu ķēžu cietības pārbaude jāveic istabas temperatūrā, kas parasti tiek kontrolēta no 10 ℃ līdz 35 ℃. Šī temperatūras diapazona iestatīšana pilnībā ņem vērā klimatiskos apstākļus un rūpnieciskās ražošanas vidi dažādos valsts reģionos, un tai ir spēcīga piemērojamība un darbspēja.
(II) Eksperimentālo pētījumu rezultāti
Temperatūras ietekme uz cietības testa rezultātiem: Veicot lielu skaitu eksperimentālu pētījumu, ir konstatēts, ka temperatūras diapazonā no 10 ℃ līdz 35 ℃ dažādu veltņu ķēdes komponentu cietības vērtības ir relatīvi stabilas, un temperatūras izmaiņu ietekme uz cietības testa rezultātiem ir neliela. Piemēram, viena un tā paša specifikācijas veltņu ķēdes tapu partija tika pārbaudīta attiecīgi 10 ℃, 15 ℃, 20 ℃, 25 ℃, 30 ℃ un 35 ℃ temperatūrā. Rezultāti liecina, ka temperatūras diapazonā no 10 ℃ līdz 35 ℃ tapas cietības vērtības svārstību diapazons parasti ir ±2 HRC robežās. Šis svārstību diapazons ir pieņemamā kļūdu diapazonā un būtiski neietekmēs veltņu ķēdes kvalitātes novērtējumu un veiktspējas novērtējumu.
Temperatūras pārsniegšanas ietekme: Kad temperatūra ir zemāka par 10 ℃, veltņu ķēdes materiāla cietība ievērojami palielinās, kas var izraisīt augstu cietības testa rezultātu un nepareizi novērtēt veltņu ķēdes cietības pakāpi. Vienlaikus pārāk zema temperatūra var padarīt veltņu ķēdes komponentus trauslus un cietus, samazināt to izturību un cietības testa laikā viegli radīt plaisas vai lūzumus, ietekmējot testa normālu norisi. Kad temperatūra ir augstāka par 35 ℃, veltņu ķēdes materiāla cietība ievērojami samazināsies, un testa rezultāti būs zemi, kas nevar patiesi atspoguļot veltņu ķēdes faktisko cietības līmeni. Turklāt augstāka temperatūra var arī paātrināt veltņu ķēdes komponentu nodilumu un deformāciju, kā arī saīsināt to kalpošanas laiku.

4. Temperatūras kontroles pasākumu piemērošana rullīšu ķēdes cietības testā
Lai nodrošinātu rullīšu ķēdes cietības testa rezultātu precizitāti, faktiskā testa procesa laikā jāveic efektīvi temperatūras kontroles pasākumi:
(I) Apkārtējās vides temperatūras kontrole
Cietības pārbaudes laboratorijai jābūt aprīkotai ar gaisa kondicionētāju, nemainīgas temperatūras aprīkojumu utt., lai stingri kontrolētu apkārtējās vides temperatūru atbilstošā diapazonā no 10 ℃ līdz 35 ℃. Pirms testa temperatūras kontroles aprīkojums jāieslēdz iepriekš, lai stabilizētu laboratorijas temperatūru un uzturētu to relatīvi nemainīgu, tādējādi neietekmējot testa rezultātus temperatūras svārstību dēļ. Vienlaikus jāizvairās no cietības testu veikšanas tiešos saules staros, siltuma avotu vai ventilācijas atveru tuvumā utt., lai samazinātu ārējo vides faktoru ietekmi uz laboratorijas temperatūru.
(II) Parauga temperatūras regulēšana
Pirms veltņu ķēdes parauga ievietošanas cietības testā, tas uz laiku jānovieto laboratorijas vidē, lai līdzsvarotu tā temperatūru ar laboratorijas vides temperatūru. Parasti paraugu ieteicams novietot ilgāk par 2–3 stundām, lai nodrošinātu parauga temperatūras vienmērīgumu. Dažiem veltņu ķēdes paraugiem, kas ņemti no augstas vai zemas temperatūras vides, īpaša uzmanība jāpievērš temperatūras regulēšanai, lai izvairītos no kondensāta vai termiskā sprieguma, ko izraisa liela atšķirība starp parauga temperatūru un apkārtējās vides temperatūru, kas ietekmēs cietības testa rezultātus.
(III) Cietības mērītāja temperatūras kalibrēšana
Cietības mērītājs lietošanas laikā regulāri jākalibrē, lai nodrošinātu tā mērījumu precizitāti dažādos temperatūras apstākļos. Cietības mērītāju var kalibrēt ar standarta cietības bloku. Standarta cietības bloka cietības vērtību ir kalibrējusi autoritatīva organizācija, un tai ir zināma cietības vērtība dažādās temperatūrās. Kalibrējot cietības mērītāju, standarta cietības bloks un cietības mērītājs jānovieto kopā tādā pašā apkārtējās vides temperatūrā kā veltņķēdes cietības tests. Pēc temperatūras līdzsvarošanas jāveic kalibrēšanas darbība, un cietības mērītāja mikromērīšanas mehānisms un indikācija jāpielāgo tā, lai mērījumu rezultāts atbilstu standarta cietības bloka cietības vērtībai. Regulāri kalibrējot temperatūru, var efektīvi novērst temperatūras izmaiņu ietekmi uz cietības mērītāja mērījumu precizitāti un nodrošināt veltņķēdes cietības testa rezultātu ticamību.

5. Gadījuma analīze
Kad rullīšu ķēžu ražotājs saražoja augstas stiprības rullīšu ķēžu partiju, tas stingri termiski apstrādāja un apstrādāja dažādas rullīšu ķēdes sastāvdaļas saskaņā ar ražošanas procesa prasībām. Pirms rūpnīcas atstāšanas cietības kvalitātes pārbaudes posmā rullīšu ķēdes tapas tika pārbaudītas saskaņā ar uzņēmuma kvalitātes kontroles standartiem. Tomēr testa laikā tika konstatēts, ka dažu tapu cietības vērtības bija zemākas par konstrukcijas prasību apakšējo robežu, kas piesaistīja uzņēmuma uzmanību.
Pēc detalizētas izmeklēšanas tika konstatēts, ka cietības testa dienā laboratorijas gaisa kondicionēšanas iekārtu darbības traucējumu dēļ apkārtējās vides temperatūra sasniedza pat 38°C, kas pārsniedza rullīšu ķēžu cietības testam piemēroto temperatūras diapazonu. Uzņēmums nekavējoties veica pasākumus, lai pārvietotu cietības testu uz citu laboratoriju ar apkārtējās vides temperatūru, kas atbilda prasībām (22°C), atkārtotai testēšanai. Atkārtotās testēšanas rezultāti parādīja, ka tapu cietības vērtības atbilda projektēšanas prasībām un kvalitātes standartiem. Tas liecina, ka augstās temperatūras vide izraisīja cietības testa rezultātu novirzi, kā rezultātā tapu cietības vērtība tika novērtēta par zemu. Šis gadījums parāda temperatūras kontroles nozīmi rullīšu ķēžu cietības testā. Tikai veicot cietības testus piemērotā temperatūras diapazonā, var nodrošināt testa rezultātu autentiskumu un ticamību, izvairīties no temperatūras faktoru izraisītiem kvalitātes nepareiziem novērtējumiem un garantēt rullīšu ķēžu izstrādājumu kvalitāti un veiktspēju.

6. Secinājums
Piemērots temperatūras diapazons rullīšu ķēžu cietības testiem ir viens no svarīgākajiem faktoriem, lai nodrošinātu testa rezultātu precizitāti un ticamību. Temperatūras ietekme uz rullīšu ķēžu cietības testiem galvenokārt atspoguļojas materiāla mikrostruktūras izmaiņās, cietības testera precizitātē un rullīšu ķēžu sastāvdaļu termiskajā izplešanās. Saskaņā ar attiecīgo standartu noteikumiem un eksperimentālo pētījumu apstiprinājumu, 10–35 °C tiek uzskatīta par piemērotu temperatūras diapazonu rullīšu ķēžu cietības testiem. Cietības testu veikšana šajā temperatūras diapazonā var samazināt temperatūras ietekmi uz testa rezultātiem un nodrošināt uzticamu pamatu rullīšu ķēžu kvalitātes pārbaudei un veiktspējas novērtēšanai.
Faktiskajā rullīšu ķēžu cietības pārbaudes procesā uzņēmumiem un kvalitātes kontroles aģentūrām stingri jāievēro standarta prasības un jāveic efektīvi temperatūras kontroles pasākumi, tostarp apkārtējās vides temperatūras kontrole, parauga temperatūras regulēšana un cietības testera temperatūras kalibrēšana, lai nodrošinātu cietības testa rezultātu precizitāti un ticamību. Vienlaikus padziļināta izpratne par temperatūras ietekmes mehānismu uz rullīšu ķēžu cietības pārbaudi palīdzēs vēl vairāk optimizēt cietības pārbaudes metodes un procesus, uzlabot rullīšu ķēžu izstrādājumu kvalitātes kontroles līmeni un veicināt veselīgu rullīšu ķēžu nozares attīstību.

Īsāk sakot, piemērots temperatūras diapazons veltņu ķēžu cietības pārbaudei ir jautājums, kam jāpievērš īpaša uzmanība. Tikai veicot cietības pārbaudi atbilstošos temperatūras apstākļos, var patiesi atspoguļot veltņu ķēdes cietības raksturlielumus un nodrošināt tās uzticamu pielietojumu dažādos darba apstākļos. Nākotnē, nepārtraukti attīstoties materiālzinātnei un testēšanas tehnoloģijām, mums ir pamats uzskatīt, ka pētījumi par veltņu ķēžu cietības pārbaudes temperatūru būs padziļinātāki un precīzāki, nodrošinot jaudīgāku tehnisko atbalstu veltņu ķēžu kvalitātes pārbaudei un veiktspējas uzlabošanai.