ČLANAK BR. 180 | Odnos između tvrdoće kliznog kanala i brzine trošenja krakova od nehrđajućeg čelika
ČLANAK BR. 180 | Odnos između tvrdoće kliznog kanala i brzine trošenja krakova od nehrđajućeg čelika
Klizna cipeladržač za trenje prozorapomiče se duž tračnice bezbroj puta tijekom vijeka trajanja prozora. Svaki prolaz uključuje kontakt između papuče i stijenki tračnice, a svaki kontakt proizvodi malu količinu trošenja. Brzina kojom se to trošenje akumulira uvelike ovisi o relativnoj tvrdoći dviju površina u kontaktu - kliznog kanala i kraka makaza od nehrđajućeg čelika. Kada su ove vrijednosti tvrdoće pravilno usklađene, trošenje je minimalno i makaza traje desetljećima. Kada nisu usklađene, jedna površina uništava drugu ubrzanom brzinom. Razumijevanje ovog odnosa temeljno je za odabir i održavanje okova za makaze s trenjem.
Mehanika trošenja kliznog kontakta
Trošenje u kliznom kontaktu nastaje kada se dvije površine pomiču jedna protiv druge pod opterećenjem.držač za trenje prozoraKlizna papuča - obično metalna ili polimerna komponenta - kreće se duž stijenki tračnice od nehrđajućeg čelika. Kontaktni tlak između papuče i stijenke tračnice, u kombinaciji s kliznom udaljenosti i svojstvima materijala obje površine, određuje koliko se materijala uklanja sa svake. Odnos slijedi Archardovu jednadžbu trošenja: volumen trošenja proporcionalan je normalnom opterećenju pomnoženom s kliznom udaljenosti, podijeljenom s tvrdoćom mekšeg materijala. Ova jednadžba otkriva ključnu istinu o kliznom trošenju: gotovo uvijek se troši mekši materijal. Tvrđa površina ostaje uglavnom nepromijenjena, djelujući kao alat koji postupno reže mekšu. Kod tarnog oslonca to znači da brzina trošenja kraka od nehrđajućeg čelika izravno ovisi o tome je li tvrđa ili mekša od kliznog kanala uz koji se kreće.
Neusklađenost tvrdoće i ubrzano trošenje
Kada je klizni kanal znatno tvrđi od nehrđajućeg čelikadržač za trenje prozorakrak, krak postaje žrtvena komponenta trošenja. Tvrđa površina kanala, sa svojim hrapavim neravninama, djeluje kao turpija koja postupno uklanja materijal s mekše površine nehrđajućeg čelika. Krak razvija vidljive zareze, postupno gubi debljinu poprečnog presjeka i na kraju oslabljuje do točke u kojoj više ne može nositi svoje predviđeno opterećenje. Suprotno tome, kada je krak od nehrđajućeg čelika tvrđi od kliznog kanala, kanal se umjesto toga troši. Stijenke kanala postaju užljebljene i nepravilne, klizna papuča razvija zazor, a precizno prianjanje koje je održavalo glatki rad se gubi. Nijedan uvjet nije poželjan. Idealno uparivanje postiže slične vrijednosti tvrdoće za obje površine, tako da se trošenje ravnomjerno raspoređuje i odvija se najmanjom mogućom brzinom.
Raspon tvrdoće nehrđajućeg čelika
Nehrđajući čelik koji se koristi udržač za trenje prozoraObično je austenitnog stupnja 304 ili 316 u hladno obrađenom stanju. Proizvodni procesi - savijanje, štancanje i vučenje - povećavaju njegovu tvrdoću očvršćavanjem. Rezultirajuća tvrdoća obično se kreće u rasponu od 150 do 250 na Vickersovoj ljestvici, ovisno o stupnju hladne obrade. Tračnica, koja se najviše oblikuje, obično je tvrđa od kraka. Krak, oblikovan s manje agresivnom deformacijom, može zadržati tvrdoću bliže donjem kraju ovog raspona. Ove vrijednosti tvrdoće su umjerene u usporedbi s kaljenim alatnim čelicima, koji mogu premašiti 600 Vickersa, ali su prikladne za primjenu jer je površina za spajanje odabrana da bude kompatibilna.
Materijali kliznih kanala i njihova tvrdoća
Klizni kanal - površina stijenke tračnice po kojoj klizi papuča - može se izraditi od nekoliko različitih materijala. U premiumdržač za trenje prozoraU izvedbama, tračnica je izrađena od istog nehrđajućeg čelika kao i krak. Obje površine imaju sličnu tvrdoću, a trošenje se odvija sporo i ravnomjerno. U proračunskim izvedbama, klizni kanal može biti izrađen od drugog materijala. Neki koriste aluminijske profile s vrijednostima tvrdoće daleko ispod tvrdoće kraka od nehrđajućeg čelika. Krak, tvrđi od kanala, postupno se urezuje u aluminij, stvarajući utor koji se produbljuje sa svakim ciklusom. Drugi koriste umetke od kaljenog čelika s tvrdoćom daleko većom od tvrdoće kraka od nehrđajućeg čelika. Kaljeni umetak, tvrđi od kraka, troši površinu od nehrđajućeg čelika. Neusklađenost u bilo kojem smjeru proizvodi isti ishod: ubrzano trošenje mekše komponente i skraćeni vijek trajanja makaza.
Uloga tarne pločice
Tarna pločica unutar klizne papuče komplicira odnos tvrdoće udržač za trenje prozoraPločica je namjerno mekša od gusjenice i kraka - žrtvene komponente dizajnirane da se troši više od strukturnih elemenata. Materijal pločice, obično polimerni kompozit ili sinterirana bronca, ima tvrdoću daleko ispod tvrdoće nehrđajućeg čelika. U idealnim uvjetima, pločica apsorbira trošenje, a metalne površine ostaju netaknute. Pločica je zamjenjiva, a njezino trošenje je očekivano i kontrolirano. Međutim, ova zaštitna funkcija ovisi o održavanju integriteta pločice. Ako se pločica istroši ili se kontaminira tvrdim česticama, metalne površine dolaze u izravan kontakt, a odnos tvrdoće između kliznog kanala i kraka postaje odlučujući faktor u brzini trošenja. Zato je redovita provjera tarne pločice bitna: istrošena pločica izlaže metalne površine režimu trošenja koji nisu dizajnirane da izdrže.
Podmazivanje i njegov utjecaj na brzinu trošenja
Podmazivanje mijenja odnos tvrdoće udržač za trenje prozoraodvajanjem dviju površina. Potpuni film maziva sprječava kontakt metala s metalom, smanjujući trošenje gotovo na nulu, bez obzira na relativnu tvrdoću kliznog kanala i kraka. Film maziva nosi opterećenje, a površine klize jedna pored druge bez dodirivanja. Međutim, potpuno podmazivanje filmom rijetko se postiže kod frikcionih makaza jer mehanizam ovisi o trenju kako bi držao krilo u položaju. Mazivo smanjuje trošenje, ali ne eliminira kontakt. Zato odnos tvrdoće ostaje važan čak i kod dobro podmazanih makaza. Mazivo pomiče stopu trošenja prema dolje, ali relativna tvrdoća površina i dalje određuje koja se komponenta troši kada dođe do kontakta.
Praktične implikacije za specifikaciju
Odnos tvrdoće između kliznog kanala i kraka od nehrđajućeg čelika ima praktične implikacije zadržač za trenje prozoraspecifikacija. Prilikom odabira opruga, kupac treba provjeriti jesu li tračnica i krak izrađeni od istih ili sličnih vrsta nehrđajućeg čelika. To osigurava kompatibilne vrijednosti tvrdoće i minimizira različito trošenje. Opruge s konstrukcijom od miješanih materijala - krakovi od nehrđajućeg čelika koji se okreću u aluminijskim kanalima ili umetci od kaljenog čelika koji se okreću uz krakove od nehrđajućeg čelika - treba pažljivo procijeniti. Početnu uštedu troškova dizajna od miješanih materijala može nadmašiti skraćeni vijek trajanja i potreba za ranijom zamjenom. Za obalna ili industrijska okruženja gdje produkti korozije mogu djelovati kao abrazivi trećeg tijela, usklađivanje tvrdoće obje površine postaje još važnije, jer će svi ostaci korozije ubrzati trošenje mekše komponente.
Zaključak
Stopa trošenja ruke od nehrđajućeg čelika udržač za trenje prozoranije određen samo rukom. To je svojstvo kliznog sustava - interakcija između ruke, kliznog kanala i tarne pločice koja ih razdvaja. Kada klizni kanal i ruka dijele slične vrijednosti tvrdoće, trošenje je ravnomjerno i sporo. Kada su neusklađene, mekša površina snosi puni teret uklanjanja materijala, a vijek trajanja makaza se shodno tome skraćuje. Odnos tvrdoće je od početka ugrađen u makaze, kroz izbor materijala za svaku komponentu. Odabir makaza s kompatibilnim materijalima i održavanje tarne pločice koja štiti obje površine praktičan je put do maksimalnog vijeka trajanja okova za tarne makaze.
