Este artículo hace hincapié en obtener primero el espectro de temperatura real y la trayectoria térmica de la pieza, y luego seleccionar materiales y soluciones de aislamiento para evitar un diseño excesivo basado únicamente en la temperatura máxima de la zona del arco de soldadura o la falta de eslabones débiles en el sistema.
La resistencia a la temperatura de la muñeca está determinada por los materiales, el tratamiento térmico, los rodamientos, la lubricación, el sellado, los cables y el aislamiento térmico; Reemplazar una sola carcasa con acero resistente al calor no puede resolver automáticamente el problema de la precisión térmica y la vida útil. El proceso específico aún debe confirmarse combinando el espectro de temperatura real de la muñeca, la radiación de calor y las rutas de conducción, los valores máximos y la duración, el rendimiento del material a alta temperatura, la expansión térmica, la lubricación de los rodamientos, el sellado y las limitaciones del cable.
Problemas, causas, controles y evidencias
| Problema | Causa probable | Acción de control | Evidencia de aceptación |
|---|---|---|---|
| caliente revertir apretado | La expansión térmica de la carcasa, el eje y los cojinetes es diferente y el juego interno se desgasta. | Establezca una cadena dimensional térmica y verifique el movimiento bajo el espectro de temperatura real. | Curvas de separación térmica, par y temperatura. |
| Fallo prematuro del rodamiento o del sello | Desajuste en los límites de temperatura del lubricante, la jaula, el sello y el material | Seleccione según el límite de temperatura más bajo de todo el conjunto de componentes y agregue aislamiento/refrigeración | Especificaciones de componentes, ciclos térmicos y registros de verificación de vida. |
| Las dimensiones a temperatura ambiente son aceptables, pero la temperatura es alta. | No se consideran la resistencia del material a altas temperaturas, la relajación de tensiones ni los gradientes térmicos. | Seleccione el estado del material verificado y conserve la nueva prueba de calentamiento | Datos de posición, forma y lote de material de precalentamiento y poscalentamiento |
Obtenga el espectro de temperatura real antes de seleccionar materiales.
El arco de soldadura, la pieza de trabajo y las salpicaduras crean fuentes de calor radiantes y localizadas, pero las temperaturas que experimentan las piezas de la muñeca dependen de la distancia, la actitud, el ritmo, el escudo térmico, el enfriamiento y las rutas de conducción térmica. El valor máximo instantáneo, la temperatura del ciclo y la temperatura estable a largo plazo deben distinguirse y medirse en las condiciones de funcionamiento típicas y en las peores. Tomar la temperatura de la zona del arco directamente como la temperatura del asiento del rodamiento provocará una distorsión en la selección del material.
Los materiales dependen de su comportamiento a altas temperaturas.
La resistencia y dureza a temperatura ambiente no pueden representar la estabilidad dimensional, de fluencia, de oxidación y de carga a altas temperaturas. Las aleaciones de aluminio son ligeras, pero su módulo y resistencia cambian con la temperatura y tienen una gran expansión térmica; El acero aleado o el acero inoxidable resistente al calor tienen un potencial de temperatura más alto, pero la calidad, el procesamiento, la corrosión y el costo son diferentes. Las calidades específicas deben evaluarse en función del espectro de temperaturas, las hojas de datos de carga y materiales, y no se puede dar una respuesta unificada fuera de las condiciones de trabajo.
En condiciones de trabajo a alta temperatura, aún es necesario garantizar la estabilidad del sistema de orificios y la referencia coincidente.
La expansión térmica cambia los rodamientos y los ajustes.
Los materiales de la carcasa, el eje, el anillo del cojinete y los sujetadores son diferentes, y el ajuste y el juego interno cambiarán después del calentamiento. Un aumento de la interferencia puede provocar que la rotación se ajuste, mientras que una disminución de la interferencia puede provocar un arrastre. La revisión del proceso debe establecer una cadena dimensional térmica para controlar la redondez, cilindricidad y coaxialidad de la posición del rodamiento, y volver a realizar la prueba después del ciclo térmico. El espesor y la estabilidad del revestimiento de la superficie también entran en el análisis de ajuste.
La lubricación, el sellado y los cables a menudo llegan primero a sus límites
Los datos de SKF señalan que la temperatura permitida de los rodamientos puede estar limitada por la lubricación o los materiales. Las altas temperaturas reducirán la viscosidad y la estabilidad térmica del lubricante; Las jaulas, sellos y cables también tienen sus propios límites de temperatura. El diseño de la muñeca debe evaluarse teniendo en cuenta las restricciones mínimas de todo el sistema, no sólo de la carcasa metálica. Utilice protección térmica, refrigeración por aire/agua o reorganice los cables para reducir las temperaturas reales si es necesario.
La selección del material debe basarse en espectros de temperatura reales y en las limitaciones del cojinete, el sellado y el cable de la cubierta.
El procesamiento requiere controlar el tratamiento térmico y el estrés residual.
La condición del material del acero resistente al calor, del acero templado y revenido o del acero inoxidable afecta la distorsión del procesamiento y la estabilidad final a altas temperaturas. El mecanizado de desbaste y acabado, el tratamiento térmico y el rectificado deben organizarse en torno a puntos de referencia funcionales para evitar márgenes insuficientes de los orificios después del tratamiento térmico. Los procesos de soldadura o recubrimiento también pueden introducir deformaciones, y las ubicaciones de los cojinetes, las caras de los extremos y los sistemas de orificios deben volver a probarse antes del ensamblaje final.
Homologado con datos de ejercicio después del ciclismo térmico.
La calificación dimensional a temperatura ambiente sólo puede probar el estado inicial. La verificación debe registrar la variación de la posición de la muñeca, el par de rotación, la vibración y la recuperación después del enfriamiento bajo ciclos de carga, actitud y temperatura específicos. Si el material o esquema de aislamiento cambia, se debe volver a validar. Los ejemplos de temperatura en artículos públicos no pueden convertirse directamente en límites de producto. El proyecto debe basarse en el espectro de temperatura real medido y los requisitos del proveedor de componentes.
Resumen
La resistencia a la temperatura de la muñeca está determinada por los materiales, el tratamiento térmico, los rodamientos, la lubricación, el sellado, los cables y el aislamiento térmico; Reemplazar una sola carcasa con acero resistente al calor no puede resolver automáticamente el problema de la precisión térmica y la vida útil. El proceso específico aún debe confirmarse combinando el espectro de temperatura real de la muñeca, la radiación de calor y las rutas de conducción, los valores máximos y la duración, el rendimiento del material a alta temperatura, la expansión térmica, la lubricación de los rodamientos, el sellado y las limitaciones del cable.
FAQ
¿La muñequera tiene que ser de acero inoxidable resistente al calor?
No necesariamente. Es necesario combinar el espectro de temperatura real, la carga, la masa, la corrosión y la selección de la solución de aislamiento.
¿Es suficiente simplemente aumentar la resistencia a la temperatura del material?
No es suficiente. Los rodamientos, la lubricación, los sellos, los cables y los ajustes pueden alcanzar sus límites antes.
Cómo verificar la precisión del estado térmico
Registre la temperatura, la deriva de posición, el par de rotación y la recuperación de enfriamiento en condiciones de trabajo específicas y correlacione la geometría de la pieza.
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