تعد صناعة السيارات صناعة أساسية مهمة في بلدي ، وهي تحتل مكانًا لا يمكن تجاهله في صناعة المعالجة والتصنيع بأكملها. يمكن رؤية المحامل من أجزاء متعددة على جسم السيارة ، والتي لها مهمة خاصة تتمثل في تحميل الحمولة وتقليل الاحتكاك وتوجيه الأجزاء المتحركة. مع التقدم المستمر في التنمية الاقتصادية والتكنولوجيا الصناعية في بلدي ، أصبحت الصين منتجًا رئيسيًا للحوامل بما في ذلك الصلب الحامل للسيارات. ومع ذلك ، لا تزال هناك فجوة كبيرة مع الشركات المصنعة من الدرجة الأولى مثل Schaeffler of Germany و SKF السويدية و TIMKEN من الولايات المتحدة و KOYO اليابانية. كمصدر ، لا يزال اتجاه الجهود المستقبلية هو التحكم الصارم في الجودة المعدنية ، ومستوى الادراج غير المعدنية ، وحجم وتوزيع الكربيدات ، وتحسين مستوى تكنولوجيا المعالجة الحرارية.

تعتبر المعالجة الحرارية عملية أساسية في عملية تصنيع محامل السيارات ، وتعد جودة معالجتها والمواد الخام عاملين مهمين يؤثران على عمر المحمل. المعالجة الحرارية لها تأثير مهم على البنية المجهرية ، والخصائص الميكانيكية ، وجودة السطح ، ودقة الأبعاد ، واستقرار المحامل والأجزاء الأخرى في ظل ظروف الاستخدام. لذلك ، يتم تحسين عملية المعالجة الحرارية ، ويتم اختيار معلمات المعالجة الحرارية المناسبة ، ويتم الحصول على حالة استخدام قطعة العمل. يعد أفضل أداء شامل متوافق مع وضع الفشل موضوعًا مهمًا لتقنية المعالجة الحرارية.

1. تطبيق المواد الحاملة في السيارات

كما نعلم جميعًا ، يتكون المحمل من أربعة أجزاء: الحلقة الخارجية ، الحلقة الداخلية ، عنصر التدحرج (الكرة ، الأسطوانة ، الأسطوانة المخروطية أو الإبرة ، إلخ) ، والقفص. بعضها مجهز بحلقة مانعة للتسرب. باستثناء حلقة الختم وجزء من القفص ، والباقي تحمل مواد التصنيع الصلب بشكل أساسي.

عند اختيار نوع وطراز محامل السيارات ، فإنه يعتمد بشكل أساسي على الطبيعة والاتجاه والحجم وبيئة العمل للجزء الفعلي من الحمل ، ومتطلبات الصلابة والسرعة المحددة والعمر والدقة والجوانب الأخرى للحمل. تحمل ، والتي يكملها المصمم بشكل عام. تُستخدم المحامل على نطاق واسع في المركبات الكاملة وتختلف باختلاف أنواع المركبات ومواقع التركيب والشركات المصنعة ، كما هو موضح في الشكل 1.

الشكل 1 أمثلة تطبيقية للمحامل في السيارات

قام المؤلف بزيارة بعض موردي محامل السيارات المحليين المهمين ، مثل Shanghai Renben ، و Zhejiang Wanxiang Precision ، و Hubei New Torch ، و Changzhou Guangyang ، و Luoyang Dongsheng ، و Chongqing Yangtze River ، وما إلى ذلك. ) ، القابض الكهرومغناطيسي لتكييف الهواء ، محامل الموتر والتباطؤ) ، نظام القيادة (أسنان العمود ، التفاضل ، القابض والمحامل الأخرى في علبة التروس) ، محامل المحور وغيرها من المنتجات ذات الصلة مقدمة لفترة وجيزة.

(1) محامل نظام الطاقة

المحرك هو قلب السيارة ، حيث يوفر الطاقة باستمرار للمكونات الأخرى. كانت المحامل الداخلية تهيمن في السابق على المحامل المنزلقة. في الوقت الحاضر ، يستخدم معظمهم محامل كروية مختومة على أساس تحسين أداء المحامل. يوضح الشكل 2 العديد من المحامل النموذجية في المحركات.

محمل المولد عبارة عن محمل كروي مختوم من صف واحد ، والذي يخضع بشكل أساسي لقوة الجاذبية المركزية. مطلوب للعمل بشكل موثوق بسرعة تزيد عن 2000 لفة / دقيقة ودرجة حرارة تزيد عن 180 درجة مئوية. الحلقات وعناصر الدرفلة مصنوعة من GCr15 عالية النقاء ، والصلابة بعد المعالجة الحرارية هي 58. ~ 64HRC ، يستخدم القفص بشكل عام النايلون PA46 ، وحلقة الختم تستخدم عمومًا مطاط أكريليت ACM. المعيار المرجعي هو JB / T8167—2006.

محمل القابض الكهرومغناطيسي لضاغط تكييف الهواء عبارة عن محمل كروي زاوي مزدوج الصف ، تدور الحلقة الخارجية ، ويمكن أن تصل سرعة بكرة تكييف الهواء إلى 7000 ~ 13000 لفة / دقيقة ، ودرجة الحرارة القصوى هي 160 درجة مئوية ، والمواد هي كما هو مذكور أعلاه ، تم تغيير القفص جزئيًا من جيب كروي واحد مشترك. السطح الأسطواني ، المعيار المرجعي هو JB / T10531-2005.

محامل الموتر والعاطل هي محامل كروية محكمة الغلق عالية الأداء. الأول يعمل على الحافة السائبة لحزام النقل المتزامن ، والأخير يعمل على الحافة الضيقة للحزام الناقل المتزامن. المادة هي في الأساس نفس ما ورد أعلاه. يمكن أن يكون القفص مصنوعًا من اللدائن الهندسية ، أو 08 فولاذ أو 10 فولاذ. التصنيع ، حلقة الختم مصنوعة من ACM أو FPM (مطاط الفلور) ، والمعيار المرجعي هو JB / T10859-2008.

تكون محامل عمود مضخة الماء بشكل عام محامل كروية مزدوجة الصف ، ويكون البعد الشعاعي أصغر من المحامل العادية. إنه أساسًا نظام محمل مزدوج الدعم بهيكل مبسط. لا يحتوي المحملان المدعومان على حلقات داخلية. المجاري المائية للعناصر المتدحرجة مصنوعة مباشرة على العمود. يتم تشكيل الحلقات الخارجية للمحامل المدعومين في مجموعة كاملة. يتم ختم الجانبين بأختام. تصنع أسطواناتها عادةً من فولاذ محمل عالي الكروم ، كما أن مادة العمود والحلقة الخارجية مصنوعة من الفولاذ الكربوني أو الفولاذ عالي الكروم. المعيار المرجعي هو JB / T8563-2010.

(2) محامل نظام القيادة

الممثل النموذجي لنظام النقل هو علبة التروس ، والتي يمكن تقسيمها إلى يدوي (MT) ، أوتوماتيكي (AT) ، ناقل حركة متغير باستمرار (CVT) ، قابض مزدوج (DCT) ، وهو أيضًا الجزء الذي توجد فيه معظم المحامل تستخدم. غالبًا ما يكون هناك العديد من المحامل في علبة التروس لتتناسب مع التروس المختلفة ، والأنواع الرئيسية هي محامل كروية ومحامل أسطوانية ومحامل أسطوانية مدببة ومحامل أسطوانية إبرة وما إلى ذلك. يمكن اعتبار علبة التروس كعلبة تروس ، والتي تحتوي غالبًا على شوائب (برادة حديد ، نتوءات ، رمال ، إلخ) في شحوم التزليق والزيوت المضادة للصدأ. يدور المحمل بسرعة عالية أثناء التشغيل ، مما يقلل بشكل كبير من عمر الخدمة.

الشكل 3 عبارة عن رسم تخطيطي لموضع المحمل لعلبة التروس اليدوية MA لشركتنا (الجزء المحدد باللون الأزرق في الشكل) ، حيث يكون الترس الأول هو محمل الكرة ذو الأخدود العميق 25D52E15 ، والعتاد الخامس هو محمل الكرة ذو الأخدود العميق 25D62E17. الترس الأول للعمود الثاني عبارة عن أسطواني أسطواني محمل 32D62E16 ، والترس الخامس للعمود الثاني عبارة عن كرة أخدود عميق محمل 22D57E17.

الشكل 3 موقف المحمل في علبة التروس اليدوية والتفاضلية MA

يوجد أيضًا محامل أسطوانية مخروطية الشكل 38D63E17 في التفاضل ، والتي تقع على التوالي على الجانبين الأيسر والأيمن من العلبة التفاضلية. يتم تثبيتها على فتحة تحمل علبة المخفض. إنها تتحمل وتنقل القوة الدافعة للتفاضل والمخفض. ، تقليل مقاومة الاحتكاك للإرسال ، وتحسين كفاءة وموثوقية ناقل الحركة.

تعتمد عناصر الدرفلة ومواد الحلقة الداخلية والخارجية للمحامل المذكورة أعلاه بشكل أساسي على GCr15 ، و 100Cr6 ، و SUJ2 ، و SKF3 ، باستخدام التبريد المتكامل + درجة الحرارة المنخفضة ، وصلابة المعالجة الحرارية 60 ~ 63HRC (متطلبات عنصر الدرفلة 60 ~ 64HRC) ، النايلون مادة القفص هي PA46 + 30٪ GF ، وحلقة الختم الملامسة هي ACM + SPCC ، وشحم التشحيم هو Chevron SRI-2 (حجم حقن الشحوم 2.0 2.8g).

يقع محمل تحرير القابض ، المعروف باسم عجلة المروحة ، كما هو موضح في الشكل 4. عندما يتم الضغط على دواسة القابض ، يمكن أن تتحرك لوحة الضغط أو لوحة القيادة التي تحمل الدفع الزنبركي باتجاه غطاء القابض ، أي التحرير يميل الرافعة للتغلب على دفع زنبرك لوحة الضغط. لاستكمال أعمال فصل القابض ، يعتمد حاليًا بشكل أساسي على الواردات. عناصر التدحرج هي 100Cr6 ، ومواد الحلقة الداخلية والخارجية هي C67S (الحد الأدنى لصلابة السطح هو 680HV) ، والقفص PA66 + 25٪ FV ، والختم مصنوع من مطاط النتريل المهدرج HNBR. انظر المعيار.

(3) محامل عجلات السيارات مع تحسن الأداء العام للسيارات ، أصبحت متطلبات الحياة والقوة والصلابة والصيانة الخالية من محامل العجلات أكثر صرامة ، وأصبح الناس يدركون بشكل متزايد أهمية الوزن الخفيف والموثوقية ومتعددة الوظائف و نمطية. من حيث الأداء ، تتطور محامل عجلات السيارات نحو درجة عالية من التكامل. تم تطوير وحدة محمل عجلة السيارة من نوع قفل الحلقة الأولي ووحدة نوع قفل القفص (الجيل الأول) إلى الجيل الثاني مع شفة على الحلقة الخارجية ، ثم إلى الحلقة الداخلية بزاوية الملء الكبيرة المناسبة للضغط. في الجيل الثالث من الحافة ، يمكن دمج المستشعر المزود بنظام ABS مع الحافة ، كما هو موضح في الشكل 5. وجميعها محامل كروية مزدوجة الصفوف ، والتي تُستخدم لتحمل الأحمال الأكبر بما في ذلك الجسم بأكمله. تستخدم معظم الموديلات الحالية لشركتنا الجيل الأول من محامل محور العجلة الأمامية والجيل الثالث من العجلات الخلفية. على سبيل المثال ، مادة الحلقة الداخلية والخارجية لمحمل محور العجلة لطراز معين هي SKF3 ، مادة الكرة الفولاذية هي SUJ2 ، مادة الفلنجة هي S55C ، مادة الترباس هي SCM435 ، القفص من النايلون PA66 + 25٪ GF ، وخاتم الختم المدمج هو NBR + SPCC / NBR + SUS430.

2. مواد تحمل السيارات ومتطلبات الأداء

في الوقت الحاضر ، تتطور السيارات نحو الخفة والراحة والصلابة والطاقة العالية والهيكل المدمج والمتانة وأداء التسارع الجيد والموثوقية العالية. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لتقدم تقنية التحكم الإلكتروني ، تتطور السيارات أيضًا في اتجاه الأداء العملي مثل الاستهلاك المنخفض للطاقة والبساطة والراحة وقابلية التشغيل القوية. لذلك ، يجب أن تتكيف المحامل المتدحرجة ، باعتبارها مكونًا مهمًا لدعم السيارة ، مع هذا الاتجاه.

في عملية خدمة محامل السيارات ، يجب أن تتحمل مساحة الوحدة لعناصر التدحرج والأسطح الحلقية قدرًا كبيرًا من الضغط ، والذي يمكن حسابه حتى 5000 نيوتن / مم 2. بالإضافة إلى التدحرج والانزلاق عند تشغيل المحمل ، فإنه يخضع للتردد العالي والتيار المتردد. بالإضافة إلى إجهاد التلامس ، فإنه يتأثر أيضًا بقوة الطرد المركزي ، كما هو موضح في الشكل 6. وفقًا لسجلات الأدبيات ، تشمل أنماط الفشل الرئيسية لمحامل السيارات التقشير ، والتنقر ، والالتصاق ، والشد ، والكسر ، وفقدان الدقة ، والاهتزاز المفرط والضوضاء ، وما إلى ذلك. لذلك ، فإن أداء الصلب المحمل له المتطلبات التالية: ① درجة نقاء عالية. انخفاض نسبة الأكسجين. ③ صلابة عالية ومقاومة التآكل. ④ استقرار الأبعاد جيد. ⑤ قوة ضغط كافية ومقاومة للتشوه. ⑥ أداء عملية جيد.

يعتبر الفولاذ المحمل أحد أصناف الصلب الخاصة المهمة ، وتعكس جودته وأدائه إلى حد كبير المستوى المعدني للبلد. يمثل الصلب المحمل للسيارات حوالي 40 ٪ من الإنتاج السنوي من الصلب المحمل ، واستهلاكه كبير. يرتبط عمر وموثوقية محامل السيارات بالتأكيد بالتصميم الأولي والتصنيع والتشحيم والتركيب والصيانة ، ولكن المواد الخام هي المفتاح.

يمكن أن نرى مما سبق أنه من بين العديد من المكونات الرئيسية لتجميع محمل السيارات ، باستثناء أن القفص قد تم تغييره من الفولاذ الختم الأصلي إلى مادة النايلون الشائعة (مثل PA66 المقولب بالحقن + 30٪ GF) و غالبًا ما تكون الأختام عبارة عن مواد مطاطية (مثل ACM + SPCC ، NBR + SUS430) ، يتم استخدام عناصر الدرفلة والحلقات الداخلية والخارجية لمحامل السيارات الصينية على نطاق واسع في هذا النوع من المحامل عالية الكربون المحتوية على الكروم مع ث C = 0.95٪ ~ 1.05٪ و w Cr = 1.40٪ ~ 1.65٪ Steel ، من أجل تحسين الصلابة لتلبية احتياجات التغييرات في سمك الجدار للأجزاء ، يمكن تطوير سلسلة من الفولاذ عالي التحمل عالي الكربون من الكروم عن طريق زيادة محتوى Mo: على سبيل المثال ، 100Cr6 و 100CrMo في ألمانيا ، و SKF2 و SKF3 في السويد ، و 52100.3 في الولايات المتحدة ، و 52100.4 ، و SUJ2 ، و SUJ3 ، و SUJ4 ، و SUJ5 اليابانية ، وما إلى ذلك ، ومناسب لتبريد مارتينيت ، ومناسب أيضًا لتبريد bainite أجزاء الجدار الحاملة سميكة للغاية. توجد اختلافات طفيفة في التركيب الكيميائي بينهما ، كما هو موضح في الجدول 1. في الواقع ، يمكن اعتبار درجات الفولاذ هذه متغيرات لـ GCr15.

الجدول 1 جدول مقارنة للتركيب الكيميائي (جزء الكتلة) لـ GCr15 و 100Cr6 (٪)

الدرجة C Cr Si Mn SP Mo Ni Cu O GCr15 0.95 ～ 1.05 1.4 1.65 0.15 ～ 0.35 0.25 ～ 0.45 ≤12ppm ≤20ppm 0.1 ≤0.2 ≤0.25 10ppm 100Cr6 0.93 ～ 1.05 1.35 1.6 0.15 ～ 0.35 0.25 ～ 0.45 ≤10ppm ≤25 جزء في المليون ≤0.1 ≤0.3 ≤0.25 8 جزء في المليون

على الرغم من أن تنوعها فردي نسبيًا ، إلا أنها تعد أيضًا من أكثر متطلبات الجودة تطلبًا بين الفولاذ الإنشائي (فولاذ التروس ، والفولاذ المحمل ، والصلب الزنبركي ، والفولاذ غير المروى والمقسى ، والفولاذ البارد). ما هو مهم هو الحاجة إلى تحسين نقاء الفولاذ وتقليل محتوى العناصر النزرة بشكل صارم مثل O و S و Ca و N و Ti. من الضروري أيضًا التحكم في العيوب التي قد تحدث في عملية التعدين بما في ذلك الصهر ، والصب ، والدرفلة ، والتزوير ، وما إلى ذلك ، مثل عمليات الصهر في كثير من الأحيان مثل التفريغ بالفراغ ، وإعادة الصهر بالكهرباء ، والتكرير خارج الفرن. . إنها حقيقة لا جدال فيها في الصناعة أن تقليل محتوى الأكسجين يمكن أن يطيل بشكل كبير من عمر التعب للمحمل. يوضح الشكل 7 العلاقة بين محتوى الأكسجين والعمر النسبي للمحمل. في المعيار الوطني GB / T 18254-2002 ، تم تحديد محتوى O للصلب المحمل بالكروم عالي الكربون: فولاذ مصبوب ≤15ppm ، فولاذ الصب المستمر ≤12ppm. في الإنتاج الفعلي ، مع تطوير المعدات والعمليات المعدنية ، يكون التحكم أكثر صرامة. ، يمكن أن يصل أدنى مستوى إلى 5 جزء في المليون. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي المعايير أو الاتفاقيات الفنية على قيود ذات صلة على طرق الصهر ، والمحتويات غير المعدنية ، والفصل ، وإزالة الكربنة ، والبنية الكلية ، والبنية الدقيقة ، وعدم تجانس الكربيد ، وجودة السطح ، والتفاوتات المسموح بها في الأبعاد. يجب أن تقوم مصانع الصلب وشركات إنتاج المحامل بفحص وإدارة الفولاذ بدقة عند دخول المصنع ، ويجب ألا تكون قذرة.

وتجدر الإشارة إلى أنه بالإضافة إلى معظم محامل السيارات هي المتداول محامل

s ، فقط شجيرات العمود المرفقي ، وشجيرات قضيب التوصيل ، وبطانات المكبس ، ومقاعد توجيه امتصاص الصدمات ، وبطانات التروس العكسية لعلبة التروس ، وما إلى ذلك هي محامل منزلقة. لا تتضمن المعالجة الحرارية التي تعتمد بشكل أساسي على تلبيد مسحوق المعادن + المتداول. عادة ما تكون المادة مصنوعة من الفولاذ مع wC≤0.15 ٪ على الجانب الخلفي (مثل 08Al) ، والمحمل الرئيسي عبارة عن طبقة سبيكة (مثل Al-Sn20Cu أو شائع قائم على القصدير أو الرصاص أو النحاس أو سبائك الألومنيوم). المعالجة الحرارية التي تمت مناقشتها لاحقًا تهدف أيضًا إلى محامل درفلة السيارات.

3. تكنولوجيا المعالجة الحرارية تحمل السيارات

يتمثل الدور الرئيسي لكروم عنصر السبائك الرئيسي في الصلب المحمل للسيارات في تحسين صلابة الفولاذ ، بحيث يمكن للأجزاء الحصول على هيكل أكثر اتساقًا في القسم بأكمله بعد التبريد والتلطيف. يمكن للكروم أن يشكل سبيكة سمنتيت (Fe ، Cr) 3C ، ويصقل حبيبات الأوستينيت ، ويقلل من الحساسية المفرطة للصلب عند تسخينه ، ويحسن مقاومة التآكل ، ويجعل الفولاذ يحصل على أشكال تشبه الإبرة الدقيقة أو مخفية أثناء التبريد. يزيد المارتينسيت البلوري من صلابة الفولاذ على أساس القوة العالية. بشكل عام ، ليست هناك حاجة للمعالجة المبردة لمحامل السيارات ، ما لم تكن هناك متطلبات خاصة لاستقرار أبعاد الأجزاء ومحتوى الأوستينيت المحتفظ به.

(1) مسار عملية الإنتاج للأجزاء الحاملة للسيارات

مسار الإنتاج العام لعناصر درفلة الكرة الفولاذية هو: شريط مخزون ← كرة فارغة تشكيل رصيف ساخن ← كرة ملساء (حفظ) ← طحن ناعم ← معالجة حرارية ← طحن صلب ← طحن ناعم ← تشطيب (تلميع).

مسار الإنتاج العام للحلقة الداخلية والخارجية هو: مادة الأنابيب (الطحن البارد) ← التلدين ← الدوران ← الطحن الناعم ← المعالجة الحرارية ← الطحن ← التشطيب.

مسار الإنتاج العام للقفص هو: قفص صلب (نايلون): فارغ ← دوران ← سحب وحفر نافذة ← معالجة السطح.

قفص الختم (المعدن): شريط أو لوح ← تشكيل ← قطع سفلي ← نافذة تثقيب ← منحدر ضغط ← تمدد ← معالجة السطح.

يجب معالجة عناصر التدحرج ، والحلقات الخارجية ، والحلقات الداخلية لمحامل السيارات ، وشفاه الجيل الثاني والثالث من محامل محور العجلة بشكل صحيح لإفساح المجال كاملاً لإمكانات المادة نفسها ، والحصول على الأداء المتوقع للأجزاء وزيادة عمر خدمة التجمع. التلدين الكروي ، التبريد الشامل + درجة الحرارة المنخفضة ، المعالجة الحرارية الكيميائية ، المعالجة الحرارية بالحث وطرق أخرى.

(2) الوضع العام للمعالجة الحرارية لأجزاء تحمل مفتاح السيارة

فيما يلي مقدمة موجزة عن معدات المعالجة الحرارية وأمثلة العمليات والمتطلبات الفنية وتوقعات التطوير.

عادة ما تستخدم معدات التلدين الكروية فرن الغلاف الجوي الواقي ، بحيث يكون سطح الأجزاء الملدنة أقل ، بدون أكسدة ، ويمكن أن يحسن معدل استخدام المواد للأجزاء المحمل. درجة حرارة تسخين مادة المحمل هي 835 ~ 850 ℃ ، ودرجة حرارة الكروي 750 ~ 760 ℃ ، كما هو موضح في الشكل 8.

بعد تشكيل عناصر الدرفلة الكروية ، استخدم فرن تلدين الغلاف الجوي الواقي المستمر القائم على النيتروجين من نوع أسطوانة Achelin ، كما هو موضح في الشكل 9 أ. درجة حرارة التلدين الكروية هي 760 ℃ ، احتمال الأكسجين ≥900 ، نقطة الندى ≤20 ℃ ، معدل تدفق البروبان هو 0.18 ± 0.02m 3 / h ، ضغط الفرن 150 ~ 300MPa ، الصلابة ≤210HBW ، طبقة نزع الكربنة أقل من أو تساوي 0.25 مم ، كربيد الشكل الصافي ≤ CN4.2 ، صلابة الكرة الفولاذية بعد التسقية والتلطيف مطلوبة لتكون أعلى من 60HRC.

(أ) فرن تلدين الغلاف الجوي الواقي القائم على النيتروجين

(ب) رسم تخطيطي لفرن الغلاف الجوي الواقي المستمر

(ج) خط تبريد وتقسية بتردد وسيط أوتوماتيكي بالكامل

الشكل 9 معدات المعالجة الحرارية لمحامل السيارات

عادةً ما تستخدم معدات التسقية والتقسية أيضًا أفرانًا ذات الغلاف الجوي الواقي مثل أفران سلسلة الصب أو أفران الحزام الشبكي أو أفران قضبان الدفع ، كما هو موضح في الشكل 9 ب ، بكفاءة إنتاج عالية و