Metallinjalostusteollisuudessa, kuten teräksen ja ei-rautametallien, valssaamot ovat materiaalien plastisen muodonmuutoksen ydinlaitteisto. Niistä vuorauslevyt, jotka ovat tärkeitä valssaamovalssijärjestelmän tuki- ja suojakomponentteja, vaikuttavat suoraan valssaustarkkuuteen, tuotteen laatuun ja laitteiden toimintavakauteen. Kuluminen on väistämätön ilmiö, kun työskentely-pitkäaikaisesti altistuu valtaville vierintävoimille, suuritaajuisille-iskuille ja kitkalle. Kulumisen tieteellisellä ymmärtämisellä ja tehokkaiden korjausmenetelmien käyttöönotolla on suuri merkitys tuotantokustannusten hallinnassa ja tuotannon jatkuvuuden varmistamisessa.
Valssaamon vuorauslevyjen kulumisen syyt ja vaikutukset
Pintalevyjen kuluminen on monimutkainen ja kattava prosessi, joka johtuu pääasiassa seuraavista näkökohdista:
1. Mekaaninen kuluminen: Tämä on merkittävin kulumismuoto. Valssausprosessin aikana telat kohdistavat valtavan paineen metalliaihioon muuttaakseen sen muotoa, ja tämä voima välittyy vuorauslevyihin laakerin istukan kautta. Jatkuvaa mikro-kitkaa ja iskuja esiintyy vuorauslevyjen ja laakerin istukan ja valssaimen ikkunoiden välillä, mikä johtaa asteittaiseen pintamateriaalin menettämiseen ja mittatarkkuuden heikkenemiseen.
2. Väsymiskuluminen: Valssaamon työkuormitukselle on ominaista jaksolliset jaksot. Vaihtelevan jännityksen pitkäaikaisen vaikutuksen alaisena mikroskooppisia halkeamia kehittyy vuorauslevyjen pinta- tai pohjakerroksiin. Nämä halkeamat laajenevat ja yhdistyvät jatkuvasti, mikä johtaa lopulta materiaalin irtoamiseen ohuiden hiutaleiden muodossa, jolloin muodostuu kuoppia tai halkeamia.
3. Voiteluolosuhteet: Vaikka vuorauslevyjen kosketuspintojen välillä on voitelua raskaan kuormituksen ja alhaisen -nopeuden olosuhteissa, täydellisen nestemäisen voitelukalvon muodostaminen on vaikeaa, mikä usein johtaa rajavoiteluun tai jopa kuivakitkaan, mikä pahentaa pinnan naarmuuntumista ja kulumista.
4. Asennus- ja kohdistustarkkuus: Jos vuorauslevyt on asennettu väärin tai valssaimen telajärjestelmä on huonosti kohdistettu, se johtaa epätasaiseen kuorman jakautumiseen ja epäkeskiseen kuormitukseen, mikä aiheuttaa joidenkin vuorauslevyjen epänormaalin suuren rasituksen, mikä nopeuttaa niiden kulumista ja vaurioita.
Vuorauslevyn kulumisen suoria vaikutuksia ovat: telojen aksiaalisen ja säteittäisen asemointitarkkuuden menetys, mikä johtaa valssatun nauhan epätasaiseen paksuuteen ja huonoon muotoon; lisääntynyt kulumisvälys, joka aiheuttaa laitteiden tärinää ja melua, mikä vaikuttaa laakerien ja muiden niihin liittyvien komponenttien käyttöikään; ja vaikeissa tapauksissa vuorauslevy voi murtua, mikä johtaa suunnittelemattomiin seisokkeihin, häiritsee tuotantoaikatauluja ja aiheuttaa merkittäviä taloudellisia tappioita. II. Perinteinen vastaus: Uusilla vuorauksilla vaihtamisen rajoitukset
Suorin perinteinen tapa kohdata vuorauksen kulumista on korvata kuluneet vuoraukset uusilla varaosilla. Tällä menetelmällä on selkeitä etuja: uusilla vuorauksilla on vakiomitat ja tasainen suorituskyky, ja niiden asennus palauttaa laitteiston nopeasti alkuperäiseen suunnittelutarkkuuteen, mikä tekee käytöstä yksinkertaista.
Pelkästään uusien osien vaihtamiseen luottamiseen liittyy kuitenkin merkittäviä rajoituksia:
Korkeat kustannukset: Suurten valssaamojen vuoraukset taotaan yleensä korkealaatuisesta-seostetusta teräksestä, ja jokainen yksikkö on kallis. Säännöllinen vaihto merkitsee valtavia varaosien kuluja.
Logistinen paine: Varaosien hankinnasta ja kuljetuksista varastonhallintaan tarvitaan merkittäviä pääoma- ja varastoresursseja. Jos tapahtuu äkillistä ja vakavaa kulumista ja varastoa ei ole riittävästi, uusien osien saapumisen odottaminen voi johtaa pitkittyneisiin seisokkeihin.
Materiaalijäte: Kuluminen keskittyy usein paikallisille työalueille. Koko vuorauksen vaihtaminen tarkoittaa suuren määrän vielä toimivaa materiaalia heittämistä pois, mikä on ristiriidassa luonnonvarojen säästämisen periaatteen kanssa.
Rajoitettu sopeutuvuus: Uusien vakiovuorausten materiaali ja suorituskyky ovat kiinteät, eikä niitä voida "muokata" optimoimaan tiettyjen tehdasosastojen ja tuotteiden erityisiä kulumisolosuhteita varten.
Kuluneiden vuorausten korjaustekniikka: arvo ja lähestymistavat
Täydelliseen vaihtoon verrattuna kuluneiden vuorausten korjaamisesta ja uudelleenkäytöstä on tulossa taloudellisempi ja teknisesti kohdennetumpi vaihtoehto. Korjauksen ydinajatuksena on palauttaa kuluneen vuorauspohjan koko ja muoto sekä parantaa sen paikallista suorituskykyä lisäainevalmistuksen ja muiden menetelmien avulla.
Tällä hetkellä tärkeimmät korjaustekniikan lähestymistavat ovat:
1. Pintojen korjaus: Tämä on laajimmin käytetty tekniikka. Siinä kerrostetaan yksi tai useampi seoshitsausmateriaalin kerros vuorauksen kuluneelle pinnalle käyttämällä menetelmiä, kuten kaarihitsausta ja suojakaasuhitsausta. Korjausprosessin avain on:
Materiaalin yhteensopivuus: Valitse vuorauksen pohjamateriaalin kemiallisen koostumuksen ja työolosuhteiden (kuten paine, isku ja lämpötila) perusteella sopivat tai paremmat hitsauslangat/elektrodit, jotta varmistetaan vahva sidos korjauskerroksen ja perusmateriaalin välillä ja että kovuus, kulutuskestävyys ja murtumiskestävyys vastaavat vaatimuksia.
Prosessin ohjaus: Esilämmityslämpötilan, välivaiheen lämpötilan, hitsausvirran ja -jännitteen ohjaamiseksi tarvitaan tiukkoja hitsausmenetelmiä sekä hitsauksen jälkeisiä hitaan jäähdytystoimenpiteitä, jotta vältetään liiallinen hitsausjännitys, joka johtaa muodonmuutoksiin tai halkeiluihin. Koneistus: Pintahitsauksen päätyttyä käytetään monipuolisia mekaanisia työstömenetelmiä, kuten jyrsintää ja hiontaa, palauttamaan korjatun vuorauksen mittatarkkuus ja pinnan viimeistely suunnittelupiirustusten vaatimusten mukaisiksi.
Pintahitsauksen korjauksen edut piilevät korjauskerroksen suuressa paksuudessa ja korkeassa tarttumislujuudessa, mikä mahdollistaa joustavan materiaalin täydentämisen kulumisolosuhteiden mukaan. Haasteita ovat käyttäjille asetetut korkeat tekniset vaatimukset, virheellisten prosessien aiheuttamien vikojen riski ja mahdollisuus, että lämpö{1}}muuttaa perusmateriaalin paikallisia ominaisuuksia.
2. Terminen ruiskutuskorjaus: Tämä tekniikka sisältää sulan tai puoli{1}}sulan pinnoitemateriaalin (kuten metalliseokset, keramiikka tai metalli-keraamiset komposiitit) ruiskutuksen esikäsitellylle vuorauksen pinnalle nopealla{4}}kaasuvirralla pinnoitteen muodostamiseksi. Yleisesti käytettyjä menetelmiä ovat kaariruiskutus, liekkiruiskutus ja plasmaruiskutus.
Sen etuja ovat suhteellisen alhainen työskentelylämpötila, alhainen lämmöntuotto vuorauksen perusmateriaaliin ja alhainen muodonmuutosriski; se voi ruiskuttaa erilaisia{0}}suorituskykyisiä materiaaleja, mikä parantaa merkittävästi pinnan kulutuskestävyyttä ja korroosionkestävyyttä; ja pinnoitteen paksuus on säädettävissä.
Rajoitukset sisältävät, että pinnoitteen ja perusmateriaalin välinen sidos on pääosin mekaanista (joissakin prosesseissa voidaan saavuttaa metallurginen sidos), ja sidoslujuus voi olla pienempi kuin pintakerroksen, kun siihen kohdistuu suuria iskukuormituksia; pinnoite on yleensä ohut eikä sovellu syvän kulumisen korjaamiseen.
3. Komposiittikorjaustekniikka: Käytännön sovelluksissa komposiittiteknologioita käytetään usein niiden vahvuuksien hyödyntämiseen ja heikkouksien lieventämiseen. Esimerkiksi syvälle kuluneille alueille pintahitsausta käytetään täyttämään alue ensin, ja sitten pinnalle ruiskutetaan kerros kulutusta kestävämpää -erityismateriaalia. tai käytetään laserpinnoitustekniikkaa, jolla voidaan saavuttaa jauhemateriaalien metallurginen sitominen perusmateriaaliin erittäin alhaisella laimennusnopeudella, mikä johtaa pienempään lämpömuodonmuutokseen ja tiheämpään rakenteeseen, mutta laiteinvestoinnit ja kustannukset ovat korkeammat.
Korjauksen ja vaihdon vertaileva analyysi
Valinta korjauksen ja vaihdon välillä edellyttää kokonaisvaltaista harkintaa, joka perustuu teknisiin ja taloudellisiin tekijöihin:
Kustannusten suhteen: Korjauskustannukset ovat yleensä vain 30–60 % uusien osien hankintakustannuksista, mikä on merkittävä etu. Tämä pätee erityisesti suuriin ja kalliisiin lainereihin, joissa säästöt ovat erityisen merkittäviä.
Jakson ajan suhteen: Korjaussykli on yleensä lyhyempi kuin uusien osien hankinta- ja valmistussykli, erityisesti yrityksissä, joilla on-korjauskapasiteettia paikan päällä tai paikallisia korjauskumppaneita, mikä voi merkittävästi vähentää seisokkeja.
Suorituskyvyn suhteen: Korjaustekniikka tarjoaa mahdollisuuden "suorituskyvyn parantamiseen". Käyttämällä kulumista-ja iskunkestäviä-korjausmateriaaleja voidaan vahvistaa heikkoja kohtia, jotka olivat aiemmin alttiita kulumiselle, ja korjatun osan käyttöikä voi jopa ylittää alkuperäisen uuden osan. Uuden osan suorituskyky on kuitenkin kiinteä.
