عملية التليين: لماذا تحدد التركيبة الكيميائية للمواد على سطح التلامس عمر التروس
عند تجميع مجموعة تروس دودة جديدة وتشغيلها، لا تتطابق أسطح جوانب الأسنان تمامًا. حتى مع التصنيع الدقيق، تكون النتوءات الدقيقة على كلا السطحين أطول من سُمك طبقة الزيت عند بدء التشغيل. تتلاقى هذه النتوءات وتتشوه بشكل لدني - وهي عملية تُسمى التليين - حتى يصبح سطح التلامس أملسًا بما يكفي لكي يفصل التزييت الهيدروديناميكي الأسطح تمامًا.
يعتمد نجاح عملية التليين أو فشلها نتيجة الاحتكاك بشكل كامل على توافق المواد عند نقطة التلامس. في حالة التوافق الصحيح، تتشكل مادة العجلة الأكثر ليونة على البارد وتتلاءم مع سنّ عمود الدوران الأكثر صلابة، مما يُنشئ منطقة تلامس ناعمة ومُقسّاة. أما في حالة التوافق غير الصحيح - كاختلاف الصلابة، أو التركيب الكيميائي الخاطئ لسبيكة العجلة، أو صلابة عمود الدوران غير الكافية - فإن نقاط التلامس الخشنة تُولّد درجات حرارة موضعية عالية تتجاوز عتبة الالتصاق. ينتقل المعدن من سطح إلى آخر، مُكوّنًا جزيئات كاشطة، مما يؤدي إلى تدهور أداء المحرك خلال أسابيع.
لماذا يُعدّ هذا قرارًا متعلقًا بالاقتران؟ تحدد مادة العمود الصلابة التي يجب أن تتوافق معها مادة العجلة. وتحدد مادة العجلة خصائص مقاومة الاحتكاك التي يجب أن يتمتع بها سطح العمود. إن اختيار أحدهما بشكل صحيح والآخر بشكل خاطئ يؤدي إلى نفس نمط العطل الناتج عن اختيار كليهما بشكل خاطئ.
اختيار مادة عمود الدودة - تدرج درجات الفولاذ
يعتمد اختيار مادة عمود الدودة على ثلاثة متطلبات: صلابة السطح لأداء مقاومة الاحتكاك عند الشبكة، وصلابة القلب لمقاومة التحميل بالصدمات والإجهاد، وقابلية التصلب - العمق الذي يمكن الوصول إليه من خلال المعالجة الحرارية.
45-55HRC
فولاذ C45 - صلابة سطحية من 45 إلى 55HRC
المواصفات الأساسية لأعمدة التروس الدودية الخفيفة. يحقق الفولاذ C45 المُقسّى بالكامل صلابة سطحية تتراوح بين 42 و48 HRC فقط، وهي غير كافية لمقاومة الاحتكاك مع البرونز القصديري عند سرعات انزلاق تتجاوز 2 م/ث. يؤدي التصليد الحثي لجوانب اللولب إلى رفع الصلابة السطحية إلى 50-55 HRC، وهو الحد الأدنى المقبول لمحركات التروس الدودية القياسية. يتمثل قيد C45 في انخفاض محتوى السبيكة، مما يجعل قابلية التصليد سطحية. وهو مناسب للتطبيقات الخفيفة ذات الصدمات المنخفضة عند سرعات انزلاق متوسطة.
50-56HRC
فولاذ 40Cr - صلابة سطحية 50-56HRC
المواصفات القياسية لسبائك الصلب المستخدمة في محركات الدودة متوسطة التحمل. توفر إضافة الكروم 1% صلابة أعلى بكثير من C45، حيث يحافظ عمود 40Cr المُصلَّد بالكامل إلى 50-56 HRC على هذه الصلابة عبر المقطع العرضي الكامل لأقطار أعمدة الدودة النموذجية (20-80 مم). هذا يمنع حدوث فشل انتقال الطبقة الخارجية إلى الطبقة الداخلية الذي يؤثر على أعمدة C45 المُصلَّدة بالحث تحت تأثير الصدمات. هذه هي المواصفات الافتراضية لمجموعات تروس الدودة المصنوعة من سبائك الصلب القياسية من شركة Korea Ever-Power، وهي المواصفات الصحيحة لمحركات النقل، والآلات الزراعية، والأتمتة الصناعية في دورات التشغيل المتوسطة.
58-62HRC
فولاذ SCM415 - صلابة سطحية 58-62HRC
المواصفات الممتازة لمحركات الدودة شديدة التحمل، حيث يُشترط تحمل الصدمات، والتشغيل المستمر بعزم دوران عالٍ، أو أقصى عمر خدمة. تعمل عملية الكربنة على نشر الكربون في الطبقة السطحية بعمق يتراوح بين 0.8 و1.5 مم، مما يُنتج سطحًا مارتنسيتيًا صلبًا بصلابة تتراوح بين 58 و62 HRC، بينما يحتفظ اللب بمتانته الأصلية منخفضة الكربون. والأمر الأكثر أهمية هو: أن السن اللولبي مصقول. بعد عملية الكربنة، وليس قبلها. تضمن عملية الطحن بعد الكربنة أن تكون الصلابة النهائية والشكل الهندسي عند قيم المواصفات في آن واحد.
54–58HRC
فولاذ 42CrMo - صلابة سطحية 54-58HRC
بالنسبة لأعمدة التروس الدودية ذات المقطع العرضي الكبير وعزم الدوران العالي (عادةً بمعامل M8 وما فوق)، حيث يصبح عمق طبقة الكربنة غير عملي مقارنةً بحجم المقطع، يوفر الفولاذ 42CrMo المُقسّى بالكامل عند صلابة 54-58 HRC صلابةً أكثر اتساقًا في كامل مقطع السن مقارنةً بطبقة الكربنة على ركيزة كبيرة. تبلغ قوة الشد عند هذه الصلابة حوالي 1700-1900 ميجا باسكال. يجب مراعاة تطبيقات عزم الدوران العالي عند المعاملات الكبيرة.
28-34 ساعة
فولاذ SS316 - صلابة سطحية من 28 إلى 34HRC
المادة التي يجب تحديدها عندما تكون مقاومة التآكل، أو الامتثال لمعايير سلامة الأغذية، أو البيئة البحرية هي القيد الأساسي. صلابة السطح من 28 إلى 34 HRC أقل بكثير من أي من درجات سبائك الصلب المذكورة أعلاه. هذه الصلابة المنخفضة تعني مقاومة أقل للإجهاد السطحي وأداءً أقل لمقاومة الاحتكاك لكل وحدة سرعة انزلاق. للتعويض عن ذلك: إبقاء سرعة الانزلاق أقل من 4 م/ث؛ استخدام مُزَلِّق NSF H1 PAO؛ والتأكد من أن عزم التصميم يقع ضمن السعة المُخفَّضة لمجموعة SS316 بدلاً من افتراض سعة مساوية لمجموعة سبائك صلب مكافئة.
مادة العجلة الدودية - ستة سبائك ومجالات تطبيقها
تُعدّ عجلة الدودة الجزء الأكثر عرضة للتآكل في نظام التروس الدودية المُصمّم وفقًا للمواصفات الصحيحة. صُمّم العمود ليكون أكثر صلابة، لذا تتآكل العجلة بشكل أسرع، مُتّسقةً تدريجيًا مع شكل لولب العمود خلال فترة التشغيل الأولي. تُعتبر العجلة، في الواقع، جزءًا استهلاكيًا في عملية الاحتكاك، ويجب التحكم في معدل تآكلها وآلية تآكلها من خلال اختيار المواد.
مصفوفة اختيار اقتران المواد
| العمود → العجلة ↓ | الحث C45 50-55 HRC |
40 كرور روبية هندية 50-56 HRC |
مكربن SCM415. 58-62 HRC |
42CrMo حتى 54-58 HRC |
SS316 28-34 HRC |
|---|---|---|---|---|---|
| برونز القصدير ZCuSn10Pb1 |
✓ مقبول
للاستخدام الخفيف فقط
|
✓✓ الأفضل
الخدمة القياسية
|
ممتاز ✓✓
خدمة شديدة التحمل
|
ممتاز ✓✓
وحدة كبيرة
|
✗ غير مخصص للاستخدام في بيئات التصحيح.
|
| برونز الألومنيوم والحديد ZCuAl10Fe3 |
✗ غير كافٍ
اختلاف الصلابة
|
⚠ هامشي
تجنب الأحمال الصادمة
|
✓✓ صحيح
واجب التأثير
|
✓✓ صحيح
مقطع سميك
|
غير متوفر
|
| نحاس ZCuZn38Mn2Pb2 منغنيز |
✓ للاستخدام الخفيف
|
✓✓ متوسط التحمل
|
✓✓ شديد التحمل
|
✓ شديد التحمل
|
✗ غير مخصص للتصحيح.
|
| الفولاذ المقاوم للصدأ SS316 |
✗ التآكل الجلفاني
|
✗ التآكل الجلفاني
|
✗ التآكل الجلفاني
|
✗ التآكل الجلفاني
|
✓✓ أغذية/بحرية Z1
|
| بلاستيك PA66 / POM |
✓ ضوء
العمود المصقول أولاً
|
✓ للاستخدام الخفيف
|
مبالغة
|
مبالغة
|
✓ جاف منخفض الضوضاء
|
مسار عملي لاتخاذ القرارات للتطبيقات الجديدة
منتجات إيفر باور الكورية
منتجات التروس الدودية حسب مواصفات المواد
الأسئلة الشائعة حول اختيار المواد
أسئلة حول مواد التروس الدودية من المهندسين والمشترين
احصل على توصية بشأن المواد المناسبة لتطبيقك
يرجى تحديد فئة الخدمة، وبيئة التشغيل، وظروف التحميل الصدمي، وعزم الدوران المستمر، وأي متطلبات خاصة (غذائية، بحرية، توثيقية). تتحقق شركة إيفر-باور الكورية من التوافق الصحيح بين مادة العمود والترس من خلال حساب فرق الصلابة قبل تقديم الطلب.
المحرر: Cxm



