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La conception des axes et des bagues est l’une des parties importantes du processus de conception des dispositifs de travail des excavatrices.Étant donné que la pelle fonctionne dans un système de travail continu, que les conditions sont mauvaises, qu'il y a beaucoup de poussière, que les conditions de travail sont difficiles et que la charge entre la goupille et le manchon est importante, l'usure de la paire correspondante est très grave.Par conséquent, le manchon d'arbre doit être raisonnablement conçu en termes de sélection de matériaux, de dureté de surface, de ténacité du noyau, de méthode, etc. pour garantir que la paire correspondante de goupille et de manchon d'arbre fonctionne de manière fiable.
1. Conception dimensionnelle du manchon d'arbre
1. Diamètre intérieur du manchon d'arbre
Le diamètre intérieur de la bague est généralement déterminé par le diamètre de la goupille d'accouplement.Le diamètre de l'arbre de la goupille est conçu et vérifié en fonction de la force du point d'articulation du dispositif de travail de la pelle et ne sera pas décrit en détail ici.
2. Longueur du manchon d'arbre
La longueur de la bague est déterminée par la pression de la surface d'appui.Lorsque le diamètre intérieur du roulement est déterminé, plus la longueur est longue, la pression de surface qu'il supporte est relativement réduite et la charge sur le roulement est réduite.Cependant, à ce stade, en raison de l'existence de tolérances géométriques et de déformations, un contact décalé sera provoqué et le refroidissement sera réduit, entraînant une défaillance du roulement.La durée de vie est réduite ;au contraire, si la longueur du roulement est trop courte, la pression superficielle qu'il supporte augmentera relativement et l'huile s'écoulera facilement de la face d'extrémité du roulement, provoquant des défauts et réduisant la durée de vie du roulement.
Généralement, L/d (longueur du roulement/diamètre intérieur du roulement) = 0,5~3.Une attention particulière doit être portée au fait que dans des conditions de charge élevée, il est facile de provoquer un contact décalé.Dans de telles conditions, il est plus approprié de définir L/d<1,0.
2. Conception du trou de siège correspondant du manchon d'arbre
1. Afin de faciliter l'installation de la bague, le trou du siège correspondant doit être chanfreiné.
2. Assortiment de la rugosité de la surface du trou de siège
La rugosité de la surface du trou du siège correspondant est généralement Ra6,3, et la pire ne peut pas être inférieure à Ra=12,5.
3. Diamètre extérieur du siège correspondant
Le manchon d'arbre correspondant au trou de siège doit résister à une contrainte d'expansion importante après avoir été enfoncé. Par conséquent, le diamètre extérieur du trou de siège en matériaux métalliques ferreux est généralement 1,5 fois le diamètre extérieur du manchon d'arbre, tandis que le diamètre extérieur du siège Le trou des matériaux en alliage d'aluminium doit généralement être 1,5 fois le diamètre extérieur du manchon d'arbre.Plus de 2 fois le diamètre extérieur.
3. Conception pertinente de l'arbre correspondant au manchon d'arbre
Les performances des manchons d'arbre autonomes sont largement affectées par la rugosité et la dureté de la surface du matériau de l'arbre correspondant et par le fait que la surface soit électrolytique.Une surface d'arbre assortie de haute qualité peut prolonger la durée de vie du manchon d'arbre.Au contraire, une surface d'arbre rugueuse dégradera le manchon d'arbre.durée de vie.
1. Assortiment de la rugosité de la surface de l'arbre
① Pour les bagues utilisées dans des conditions fluides, lorsque la rugosité de la surface de l'arbre correspondant est importante, les parties saillantes de l'arbre et de la bague couperont le film d'huile, provoquant un contact direct entre les deux.Par conséquent, la surface de l'arbre correspondante doit être dotée d'une finition miroir afin de minimiser l'espacement du film d'huile., le rendant proche de l'état fluide, ce qui permet d'améliorer les performances de la bague.
② La plupart des manchons autoporteurs sont utilisés dans des conditions de friction sèche ou aux limites.Ils ne nécessitent pas de traitement miroir de la surface de l'arbre correspondant comme dans des conditions fluides.Il leur suffit de contrôler la rugosité de la surface de l'arbre correspondant.
Généralement, le matériau de l'arbre correspondant de la bague sur la pelle est généralement de 45, 40Cr, etc., et l'exigence de rugosité de surface correspondante est Ra=1,6.
2. Dureté de l'arbre adaptée
Sur les pelles hydrauliques, les arbres correspondants doivent être traités thermiquement pour répondre aux exigences et s'adapter à l'environnement de mouvement.
Les exigences générales sont que le traitement thermique est trempé et revenu 229-277HB, les pièces d'accouplement sont trempées en surface, la dureté est de 52 ~ 60HRC, la profondeur est de 2 ~ 4 mm et la dureté à 2 mm est supérieure à 450 HV.
3. Traitement de surface de l'arbre correspondant
Les principaux objectifs du traitement de surface des arbres correspondants sont :
①Améliorer la résistance à la corrosion
②Améliorer la dureté de la surface
③ Lisser la surface et améliorer les performances
La galvanoplastie sur l'arbre correspondant peut améliorer sa résistance à la corrosion, réduire efficacement l'usure brutale et améliorer la stabilité.Lorsque l'arbre correspondant rouille, les oxydes durs et les objets durs produits sont également intrusifs, ce qui est également l'une des causes de l'usure.Par conséquent, il est recommandé aux utilisateurs de plaquer du chrome dur sur l'arbre correspondant.S'il est exposé à des conditions corrosives similaires telles que l'eau de mer, l'arbre correspondant doit être galvanisé avec deux à trois couches de chrome dur.
4. Conception structurelle de l'arbre correspondant
La rugosité de la surface, les bavures aux coins pointus et les rainures de l'arbre correspondant endommageront la couche coulissante, de sorte que l'arbre correspondant doit avoir une surface lisse sans bavures aux coins pointus, etc.
4. Forme du manchon d'arbre
1. Fluide
Lorsque le fluide s'écoule, un film d'huile fluide visqueux se forme en raison de « l'effet clinch », et les surfaces de l'arbre et du manchon sont complètement séparées par un film d'huile.Puisqu'il n'y a pas de contact direct entre l'arbre et le manchon, le coefficient de frottement est très faible, généralement 0,001 ~ 0,01, et le degré d'usure est également très faible.
2. Limite
À la limite, le film entre l’arbre et la surface du manchon est très fin et un film d’huile visqueux ne peut pas se former.Dans ce cas, le choix du matériau de la bague est crucial.
3. Solide (ou friction sèche)
Solide (ou friction sèche), il n’y a pas de film d’huile visqueux entre l’arbre et la surface du manchon d’arbre.Lorsque le manchon d'arbre frotte contre la pièce double, l'agent solide sur la surface du manchon d'arbre est transféré en continu vers la double surface et forme un film solide uniforme, permettant ainsi d'assurer une bonne friction entre les paires de friction et de réduire efficacement l'usure.
5. Avantages et inconvénients des différents manchons d'arbre
Les produits d'excavatrice sont devenus de plus en plus matures et diverses conceptions de bagues ont également été appliquées aux produits.Voici les avantages et les inconvénients des différentes bagues couramment utilisées.
1. Douille en acier pour canal d'huile en forme de « 8 »
Matériaux couramment utilisés : acier 45, diamètre intérieur après trempe et revenu, trempe à haute fréquence
Avantages : technologie mature, traitement simple et faible coût.
Inconvénients : La zone « îlot » dans l'intervalle « 8 » du réservoir d'huile est grande, ce qui produira un sifflement en cas de manque d'huile.
2. Manchon en cuivre incrusté de graphite (de)
Matériaux couramment utilisés : ZCuZn25Al6Fe3Mn3.
Il est couramment utilisé à la racine du bras de la pelle et à la racine du vérin de flèche.
Avantages : Il a certaines performances autonomes lorsqu'aucun beurre n'est ajouté pendant une courte période de temps, et que le bruit à la racine de la flèche et à la racine du vérin de la flèche est faible et qu'aucun sifflement ne se produit.
Inconvénients : faible capacité de charge, facile à porter, durée de vie courte et coût élevé.
3. Manchon en acier maillé
Matériaux couramment utilisés : 42CrMo et autres aciers alliés, traités au QPQ.
Avantages : haute dureté.
Inconvénients : Les exigences en matière de qualité de surface sont relativement élevées et des bavures sont susceptibles d'apparaître pendant le traitement.Le prix est plus élevé que le slot « 8 », environ 1,5 à 2 fois ce dernier.
4. Manchon en acier pour trou d'huile
Matériaux couramment utilisés : 20CrMnTi, 20Cr et autres traitements de carburation.
Avantages : Grande capacité de stockage d'huile, surface pulvérisée avec MoS2 ou graphite, ce qui facilite le « rodage » précoce et augmente la résistance à l'usure.Capacité de charge élevée.
Inconvénients : Difficulté de traitement.
5. Douille en acier fritté en métal
La structure est une poudre métallique frittée contenant de l'huile de cercle intérieur de matrice métallique.
Avantages : Possède une certaine auto-performance.Il n'y a pas de réservoir d'huile et la zone de pression effective est grande.
Inconvénients : La couche frittée est facile à porter et le coût est élevé.
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La conception des axes et des bagues est l’une des parties importantes du processus de conception des dispositifs de travail des excavatrices.Étant donné que la pelle fonctionne dans un système de travail continu, que les conditions sont mauvaises, qu'il y a beaucoup de poussière, que les conditions de travail sont difficiles et que la charge entre la goupille et le manchon est importante, l'usure de la paire correspondante est très grave.Par conséquent, le manchon d'arbre doit être raisonnablement conçu en termes de sélection de matériaux, de dureté de surface, de ténacité du noyau, de méthode, etc. pour garantir que la paire correspondante de goupille et de manchon d'arbre fonctionne de manière fiable.
1. Conception dimensionnelle du manchon d'arbre
1. Diamètre intérieur du manchon d'arbre
Le diamètre intérieur de la bague est généralement déterminé par le diamètre de la goupille d'accouplement.Le diamètre de l'arbre de la goupille est conçu et vérifié en fonction de la force du point d'articulation du dispositif de travail de la pelle et ne sera pas décrit en détail ici.
2. Longueur du manchon d'arbre
La longueur de la bague est déterminée par la pression de la surface d'appui.Lorsque le diamètre intérieur du roulement est déterminé, plus la longueur est longue, la pression de surface qu'il supporte est relativement réduite et la charge sur le roulement est réduite.Cependant, à ce stade, en raison de l'existence de tolérances géométriques et de déformations, un contact décalé sera provoqué et le refroidissement sera réduit, entraînant une défaillance du roulement.La durée de vie est réduite ;au contraire, si la longueur du roulement est trop courte, la pression superficielle qu'il supporte augmentera relativement et l'huile s'écoulera facilement de la face d'extrémité du roulement, provoquant des défauts et réduisant la durée de vie du roulement.
Généralement, L/d (longueur du roulement/diamètre intérieur du roulement) = 0,5~3.Une attention particulière doit être portée au fait que dans des conditions de charge élevée, il est facile de provoquer un contact décalé.Dans de telles conditions, il est plus approprié de définir L/d<1,0.
2. Conception du trou de siège correspondant du manchon d'arbre
1. Afin de faciliter l'installation de la bague, le trou du siège correspondant doit être chanfreiné.
2. Assortiment de la rugosité de la surface du trou de siège
La rugosité de la surface du trou du siège correspondant est généralement Ra6,3, et la pire ne peut pas être inférieure à Ra=12,5.
3. Diamètre extérieur du siège correspondant
Le manchon d'arbre correspondant au trou de siège doit résister à une contrainte d'expansion importante après avoir été enfoncé. Par conséquent, le diamètre extérieur du trou de siège en matériaux métalliques ferreux est généralement 1,5 fois le diamètre extérieur du manchon d'arbre, tandis que le diamètre extérieur du siège Le trou des matériaux en alliage d'aluminium doit généralement être 1,5 fois le diamètre extérieur du manchon d'arbre.Plus de 2 fois le diamètre extérieur.
3. Conception pertinente de l'arbre correspondant au manchon d'arbre
Les performances des manchons d'arbre autonomes sont largement affectées par la rugosité et la dureté de la surface du matériau de l'arbre correspondant et par le fait que la surface soit électrolytique.Une surface d'arbre assortie de haute qualité peut prolonger la durée de vie du manchon d'arbre.Au contraire, une surface d'arbre rugueuse dégradera le manchon d'arbre.durée de vie.
1. Assortiment de la rugosité de la surface de l'arbre
① Pour les bagues utilisées dans des conditions fluides, lorsque la rugosité de la surface de l'arbre correspondant est importante, les parties saillantes de l'arbre et de la bague couperont le film d'huile, provoquant un contact direct entre les deux.Par conséquent, la surface de l'arbre correspondante doit être dotée d'une finition miroir afin de minimiser l'espacement du film d'huile., le rendant proche de l'état fluide, ce qui permet d'améliorer les performances de la bague.
② La plupart des manchons autoporteurs sont utilisés dans des conditions de friction sèche ou aux limites.Ils ne nécessitent pas de traitement miroir de la surface de l'arbre correspondant comme dans des conditions fluides.Il leur suffit de contrôler la rugosité de la surface de l'arbre correspondant.
Généralement, le matériau de l'arbre correspondant de la bague sur la pelle est généralement de 45, 40Cr, etc., et l'exigence de rugosité de surface correspondante est Ra=1,6.
2. Dureté de l'arbre adaptée
Sur les pelles hydrauliques, les arbres correspondants doivent être traités thermiquement pour répondre aux exigences et s'adapter à l'environnement de mouvement.
Les exigences générales sont que le traitement thermique est trempé et revenu 229-277HB, les pièces d'accouplement sont trempées en surface, la dureté est de 52 ~ 60HRC, la profondeur est de 2 ~ 4 mm et la dureté à 2 mm est supérieure à 450 HV.
3. Traitement de surface de l'arbre correspondant
Les principaux objectifs du traitement de surface des arbres correspondants sont :
①Améliorer la résistance à la corrosion
②Améliorer la dureté de la surface
③ Lisser la surface et améliorer les performances
La galvanoplastie sur l'arbre correspondant peut améliorer sa résistance à la corrosion, réduire efficacement l'usure brutale et améliorer la stabilité.Lorsque l'arbre correspondant rouille, les oxydes durs et les objets durs produits sont également intrusifs, ce qui est également l'une des causes de l'usure.Par conséquent, il est recommandé aux utilisateurs de plaquer du chrome dur sur l'arbre correspondant.S'il est exposé à des conditions corrosives similaires telles que l'eau de mer, l'arbre correspondant doit être galvanisé avec deux à trois couches de chrome dur.
4. Conception structurelle de l'arbre correspondant
La rugosité de la surface, les bavures aux coins pointus et les rainures de l'arbre correspondant endommageront la couche coulissante, de sorte que l'arbre correspondant doit avoir une surface lisse sans bavures aux coins pointus, etc.
4. Forme du manchon d'arbre
1. Fluide
Lorsque le fluide s'écoule, un film d'huile fluide visqueux se forme en raison de « l'effet clinch », et les surfaces de l'arbre et du manchon sont complètement séparées par un film d'huile.Puisqu'il n'y a pas de contact direct entre l'arbre et le manchon, le coefficient de frottement est très faible, généralement 0,001 ~ 0,01, et le degré d'usure est également très faible.
2. Limite
À la limite, le film entre l’arbre et la surface du manchon est très fin et un film d’huile visqueux ne peut pas se former.Dans ce cas, le choix du matériau de la bague est crucial.
3. Solide (ou friction sèche)
Solide (ou friction sèche), il n’y a pas de film d’huile visqueux entre l’arbre et la surface du manchon d’arbre.Lorsque le manchon d'arbre frotte contre la pièce double, l'agent solide sur la surface du manchon d'arbre est transféré en continu vers la double surface et forme un film solide uniforme, permettant ainsi d'assurer une bonne friction entre les paires de friction et de réduire efficacement l'usure.
5. Avantages et inconvénients des différents manchons d'arbre
Les produits d'excavatrice sont devenus de plus en plus matures et diverses conceptions de bagues ont également été appliquées aux produits.Voici les avantages et les inconvénients des différentes bagues couramment utilisées.
1. Douille en acier pour canal d'huile en forme de « 8 »
Matériaux couramment utilisés : acier 45, diamètre intérieur après trempe et revenu, trempe à haute fréquence
Avantages : technologie mature, traitement simple et faible coût.
Inconvénients : La zone « îlot » dans l'intervalle « 8 » du réservoir d'huile est grande, ce qui produira un sifflement en cas de manque d'huile.
2. Manchon en cuivre incrusté de graphite (de)
Matériaux couramment utilisés : ZCuZn25Al6Fe3Mn3.
Il est couramment utilisé à la racine du bras de la pelle et à la racine du vérin de flèche.
Avantages : Il a certaines performances autonomes lorsqu'aucun beurre n'est ajouté pendant une courte période de temps, et que le bruit à la racine de la flèche et à la racine du vérin de la flèche est faible et qu'aucun sifflement ne se produit.
Inconvénients : faible capacité de charge, facile à porter, durée de vie courte et coût élevé.
3. Manchon en acier maillé
Matériaux couramment utilisés : 42CrMo et autres aciers alliés, traités au QPQ.
Avantages : haute dureté.
Inconvénients : Les exigences en matière de qualité de surface sont relativement élevées et des bavures sont susceptibles d'apparaître pendant le traitement.Le prix est plus élevé que le slot « 8 », environ 1,5 à 2 fois ce dernier.
4. Manchon en acier pour trou d'huile
Matériaux couramment utilisés : 20CrMnTi, 20Cr et autres traitements de carburation.
Avantages : Grande capacité de stockage d'huile, surface pulvérisée avec MoS2 ou graphite, ce qui facilite le « rodage » précoce et augmente la résistance à l'usure.Capacité de charge élevée.
Inconvénients : Difficulté de traitement.
5. Douille en acier fritté en métal
La structure est une poudre métallique frittée contenant de l'huile de cercle intérieur de matrice métallique.
Avantages : Possède une certaine auto-performance.Il n'y a pas de réservoir d'huile et la zone de pression effective est grande.
Inconvénients : La couche frittée est facile à porter et le coût est élevé.