Cum funcționează arborele de oțel sub sarcini mari, viteze mari sau condiții de șoc ridicate?

Performanța Arbori de oțel În condiții de încărcare ridicată este direct legată de rezistența materială, de procesul de fabricație și de condițiile de funcționare. În producția industrială și echipamentele mecanice, arborele de oțel trebuie adesea să suporte sarcini axiale și radiale extrem de mari, în special în utilaje grele, structuri de susținere a podurilor, fabrici mari de rulare și alte echipamente, unde sarcinile mari sunt norma. Pentru a se asigura că arborele de oțel nu se deformează și nu se rupe excesiv în timpul funcționării pe termen lung, sunt selectate de obicei oțeluri de aliaj de înaltă rezistență, cum ar fi 42CRMO și GCR15. Aceste materiale pot obține o rezistență la randament mai mare și o rezistență la tracțiune după un tratament termic rezonabil, îmbunătățind astfel capacitatea de rulare a arborelui de oțel. În același timp, optimizarea proiectării structurale a arborelui de oțel este, de asemenea, un mijloc important pentru a face față sarcinilor mari, cum ar fi creșterea diametrului arborelui, adoptarea unei metode rezonabile de susținere a rulmentului și optimizarea distribuției sarcinii pentru a reduce concentrația de tensiune locală și pentru a îmbunătăți durabilitatea arborelui de oțel.
În condiții de încărcare ridicate, proprietățile de oboseală ale materialului sunt cruciale. Deoarece arborele de oțel este supus încărcărilor alternative pentru o lungă perioadă de timp, poate apărea o defecțiune a oboselii. Prin urmare, trebuie să se efectueze un tratament special pe părțile de concentrație de stres ale arborelui, cum ar fi utilizarea tranzițiilor de file, optimizarea proceselor de tratare termică și adăugarea de măsuri de întărire a suprafeței, cum ar fi tratamentul la rulare, tratarea peeningului sau carburizarea suprafeței, pentru a îmbunătăți rezistența la oboseală. În plus, o bună lubrifiere este, de asemenea, un factor cheie în reducerea frecării, scăderea temperaturii și reducerea uzurii. Selecția adecvată a lubrifianților sau grăsimilor de înaltă performanță, combinate cu structuri de etanșare, poate reduce eficient pierderile de frecare și poate îmbunătăți stabilitatea arborelor de oțel în medii cu sarcină mare.
În condiții de funcționare de mare viteză, precizia rotației, echilibrul și rezistența la uzură a materialului arborelor de oțel devin factori cheie care afectează performanța. De exemplu, în aplicații precum motoarele aeronavelor, turbocompresoare și arbori de motor, arborele de oțel nu trebuie doar să reziste la sarcini mari, ci și să mențină o funcționare stabilă la viteze extrem de mari. Dacă precizia de fabricație a arborelui de oțel nu este suficient de mare, aceasta va determina dezechilibrarea arborelui, ceea ce va provoca, la rândul său, vibrații, zgomot și chiar deteriorarea echipamentelor. Prin urmare, în timpul procesului de fabricație, trebuie utilizate metode de procesare de înaltă precizie, cum ar fi rotirea CNC, măcinarea și măcinarea de precizie pentru a asigura coaxialitatea, rotunjimea și finisarea suprafeței arborelui.
În fața condițiilor de înaltă impact, cum ar fi utilaje de inginerie, echipamente miniere, echipamente militare etc., arborele de oțel trebuie să aibă o duritate de impact bun pentru a face față șocurilor bruște de stres. Pentru astfel de aplicații, rezistența și capacitatea de absorbție a impactului oțelului sunt deosebit de importante, iar materialele din oțel din aliaj care au suferit tratamente speciale de stingere și temperare sunt de obicei necesare pentru a îmbunătăți rezistența la impact. În plus, proiectarea rezonabilă a structurii arborelui, cum ar fi creșterea tranzițiilor de file, optimizarea dimensiunii diametrului arborelui și utilizarea modificărilor diametrului arborelui în trepte, poate dispersa eficient stresul de impact și poate evita fractura fragilă cauzată de concentrația de tensiune.