Tehnologija površinske obdelave in rešitve za izboljšanje odpornosti proti obrabi za elastične vzmeti
Katere so glavne vrste in dejavniki, ki vplivajo na površinsko obrabo elastičnih palic?
Glavne vrste površinske obrabe elastičnih palic vključujejoadhezivna obraba, abrazivna obraba in obraba zaradi utrujenosti. Adhezivna obraba se pojavi na kontaktnem delu med elastično palico in merilnim blokom. Zaradi vibracij kolesa-tirnice se kovina na kontaktni površini sprime, nato pa se adhezijske točke strgajo, da nastanejo sledi obrabe. Abrazivno obrabo povzročajo trdi delci, kot sta pesek in rja, ki od zunaj vstopajo v kontaktno ploskev. Ti delci bodo povzročili praske na površini elastične palice in pospešili proces obrabe. Utrujalna obraba je, da pod delovanjem dolgotrajne-izmenične obremenitve nastanejo mikro-razpoke na površini elastične palice, širjenje razpok pa vodi do luščenja materiala, kar povzroči jamičasto obrabo. Dejavniki, ki vplivajo na obrabo, so predvsem kontaktni tlak, frekvenca tresljajev in okoljski pogoji. Večji kot je kontaktni tlak, hitrejša je stopnja obrabe. Prevelika prednapetost elastične palice bo povečala kontaktni pritisk; večja kot je hitrost delovanja vlaka, višja je frekvenca vibracij in večje je število ciklov obrabe; vlažno in prašno okolje bo poslabšalo abrazivno obrabo in obrabo lepila, kar bo skrajšalo življenjsko dobo elastične palice.
Katere so glavne tehnične vrste in procesne točke površinske obdelave elastične palice?
Glavne tehnične vrste površinske obdelave elastične palice vključujejoobdelava s fosfatiranjem, utrjevanje s shot peening in obdelava z dakrometom. Obdelava s fosfatiranjem je potopitev elastične palice v raztopino za fosfatiranje, da na njeni površini nastane fosfatni zaščitni film. Debelina filma je nadzorovana pri 5-10 μm, temperatura raztopine za fosfatiranje je 50-60 stopinj, čas obdelave pa 15-20 minut. Fosfatni film lahko poveča odpornost proti obrabi in odpornost proti rji elastične palice ter izboljša oprijem nadaljnjih premazov. Ojačitev s strganjem udari na površino elastične palice z visoko{17}}hitroreznimi jeklenimi sunki, da se ustvari preostala tlačna napetost na površini. Premer jeklenih nabojev je 0,2-0,4 mm, intenzivnost streljanja je 0,2-0,3 A, stopnja pokritosti pa je večja ali enaka 100 %. Preostala tlačna napetost lahko prepreči nastanek razpok zaradi utrujenosti in izboljša obrabno zmogljivost elastične palice proti utrujenosti. Obdelava z Dacrometom je potopitev elastične palice v raztopino premaza z Dacrometom in oblikovanje cink-aluminijeve prevleke po pečenju in strjevanju. Vsebnost cink-aluminijevega prahu v raztopini premaza je večja ali enaka 80 %, temperatura pečenja je 300-350 stopinj, čas je 30 minut, debelina prevleke pa je 6-8 μm, kar ima odlično odpornost proti koroziji in odpornost proti obrabi. Vse tri postopke je treba izvajati v zaporedju, najprej obdelavo s fosfatiranjem, nato utrjevanje s strganjem in na koncu obdelavo z dakrometom, da se zagotovi optimalen učinek površinske obdelave.
Kakšen je mehanizem izboljšanja fosfatiranja na odpornost proti obrabi elastičnih palic?
Mehanizem izboljšanja obdelave s fosfatiranjem na odpornost proti obrabi elastičnih palic se odraža predvsem v dveh vidikih:zmanjšanje koeficienta trenja in oblikovanje zaščitne pregrade. Fosfatirni film je porozna kristalna struktura, ki lahko shrani mazalno olje, tvori oljni film na kontaktnem vmesniku med elastično palico in merilnim blokom, zmanjša koeficient trenja z 0,3 na manj kot 0,1 in zmanjša pojavnost obrabe lepila. Trdota folije za fosfatiranje je višja od trdote matrice elastične palice, Vickersova trdota lahko doseže 300-400HV, kar lahko upre praskanje trdih delcev in prepreči poškodbe matrice zaradi abrazivne obrabe. Fosfatirni film lahko tudi izolira stik med zrakom, vlago in matrico elastične palice, prepreči rjavenje matrice in prepreči abrazivno obrabo, ki jo povzročajo delci rje. Poleg tega lahko folija za fosfatiranje poveča hrapavost površine elastične palice, izboljša učinek naknadne ojačitve s strganjem, naredi globino plasti preostale tlačne napetosti globljo in porazdelitev bolj enakomerno ter dodatno izboljša učinkovitost proti{11}}utrujajoče obrabe elastične palice. S fosfatiranjem se lahko življenjska doba odpornosti proti obrabi elastične palice podaljša za 20 %-30 %, kar ustreza zahtevam uporabe železnic za visoke hitrosti in železnic za težke razdalje.
Kakšne so izbirne razlike v tehnologijah površinske obdelave za različne vrste elastičnih palic?
Izbirne razlike v tehnologijah površinske obdelave za različne vrste elastičnih palic so v glavnem določene zscenarij materiala in uporabe elastične palice. Elastična palica tipa W-, ki se uporablja v-hitrostnih železnicah, je izdelana iz 55SiCrA z visokim modulom elastičnosti in veliko prednapetostjo ter jo je treba sprejetifosfatiranje + shot peening + dacromettehnologija obdelave kompozitov, ki zagotavlja, da odpornost proti obrabi in odpornost proti utrujenosti izpolnjujeta standarde in se prilagajata delovnemu okolju visoko-frekvenčnih vibracij. Elastična palica tipa Ω-, ki se uporablja v težkih-železnicah, ima močno nosilnost in velik kontaktni pritisk ter mora dodatiobdelava s trdo eloksacijona osnovi kompozitne tehnologije obdelave. Debelina eloksiranega filma je večja ali enaka 10 μm, trdota je večja ali enaka 500 HV, kar dodatno izboljša zmogljivost proti -abrazivni obrabi. Elastična palica tipa E-, ki se uporablja v navadnih-hitrih železnicah, ima razmeroma blago delovno okolje in se lahko prilagodifosfatiranje + shot peeningpoenostavljena tehnologija obdelave za zmanjšanje proizvodnih stroškov in izpolnjevanje osnovnih zahtev glede odpornosti proti obrabi. Zaradi pogostih speljevanj in ustavljanj ter velikih vplivov vibracij je treba uporabiti elastične palice, ki se uporabljajo v mestnem železniškem prometushot peening + elektroforetska prevlekatehnologija zdravljenja. Oprijem elektroforetske prevleke je večji ali enak 4 MPa, odpornost na udarce pa je večja ali enaka 50 kg·cm, kar se prilagaja kompleksnemu delovnemu okolju.
Kakšne so metode odkrivanja in sprejemljivi standardi za kakovost površinske obdelave elastičnih palic?
Metode odkrivanja kakovosti površinske obdelave elastičnih palic vključujejopregled videza, pregled debeline filma in pregled delovanja. Pregled videza sprejme vizualno metodo, ki zahteva, da je sloj obdelave na površini elastične palice enoten in neprekinjen, brez manjkajočega premaza, luščenja, lupljenja in drugih napak. Fosfatni film je siv ali črn, prevleka dakrometa pa je srebr-siva. Inšpekcija debeline filma sprejme merilnik debeline vrtinčnega toka. Debelina fosfatiranega filma je 5-10 μm, debelina prevleke dacromet je 6-8 μm, debelina anodiziranega filma je večja ali enaka 10 μm, odstopanje debeline pa je manjše ali enako ±1 μm. Preizkušanje zmogljivosti vključuje preskus koeficienta trenja, preskus slanega pršenja in preskus obrabe zaradi utrujenosti. Koeficient trenja mora biti manjši ali enak 0,1, čas odpornosti proti koroziji pri preskusu solnega razprševanja je večji ali enak 1000 ur, preskus obrabe zaradi utrujenosti pa zahteva, da elastična palica nima očitne obrabe pod 1 × 10⁷ cikli izmenične obremenitve. Standard sprejemljivosti temelji na TB/T 3395-2015. Stopnja kvalifikacije pregleda videza mora biti 100 %, stopnja usposobljenosti debeline filma in pregleda učinkovitosti pa mora biti večja ali enaka 98 %. Nekvalificirane elastične palice je treba ponovno površinsko obdelati, dokler ne izpolnjujejo standardov.