In diesem Artikel wird der Schwerpunkt darauf gelegt, zunächst das tatsächliche Temperaturspektrum und den Wärmepfad des Teils zu ermitteln und dann Materialien und Isolierungslösungen auszuwählen, um eine Überauslegung nur auf der Grundlage der maximalen Temperatur der Schweißlichtbogenzone oder fehlender Schwachstellen im System zu vermeiden.
Die Temperaturbeständigkeit des Handgelenks wird durch Materialien, Wärmebehandlung, Lager, Schmierung, Dichtung, Kabel und Wärmeisolierung bestimmt; Der Austausch einer einzelnen Hülle durch hitzebeständigen Stahl kann das Problem der thermischen Genauigkeit und Lebensdauer nicht automatisch lösen. Der spezifische Prozess muss noch bestätigt werden, indem das reale Temperaturspektrum des Handgelenks, Wärmestrahlungs- und -leitungspfade, Spitzenwerte und -dauer, Hochtemperaturleistung des Materials, Wärmeausdehnung, Lagerschmierung, Dichtung und Kabelbeschränkungen kombiniert werden.
Typische Probleme, Ursachen, Maßnahmen und Nachweise
| Problem | Wahrscheinliche Ursache | Maßnahme | Abnahmenachweis |
|---|---|---|---|
| heiß zurück eng | Die thermische Ausdehnung von Gehäuse, Welle und Lager ist unterschiedlich und das Lagerspiel wird aufgebraucht | Erstellen Sie eine thermische Dimensionskette und überprüfen Sie die Bewegung im realen Temperaturspektrum | Wärmespalt-, Drehmoment- und Temperaturkurven |
| Vorzeitiger Lager- oder Dichtungsschaden | Nicht übereinstimmende Temperaturgrenzen für Schmierstoff, Käfig, Dichtung und Material | Wählen Sie entsprechend der niedrigsten Temperaturgrenze des gesamten Komponentensatzes und fügen Sie Isolierung/Kühlung hinzu | Komponentenspezifikationen, Temperaturwechsel- und Lebensdauerüberprüfungsaufzeichnungen |
| Die Raumtemperaturabmessungen sind akzeptabel, weisen jedoch eine hohe Temperaturdrift auf | Hochtemperaturfestigkeit, Spannungsrelaxation und Temperaturgradienten des Materials werden nicht berücksichtigt | Wählen Sie den verifizierten Materialstatus und behalten Sie den erneuten Test nach dem Erhitzen bei | Daten zu Vorwärm- und Nachwärmposition, Form und Materialcharge |
Ermitteln Sie das tatsächliche Temperaturspektrum, bevor Sie Materialien auswählen
Der Schweißlichtbogen, das Werkstück und die Schweißspritzer erzeugen strahlende und lokalisierte Wärmequellen, aber die Temperaturen, denen Handgelenksteile ausgesetzt sind, hängen von der Entfernung, der Haltung, dem Tempo, dem Hitzeschild, der Kühlung und den Wärmeleitungspfaden ab. Der momentane Spitzenwert, die Zyklustemperatur und die langzeitstabile Temperatur sollten unter typischen und ungünstigsten Betriebsbedingungen unterschieden und gemessen werden. Wenn man die Lichtbogenzonentemperatur direkt als Lagersitztemperatur ansieht, führt dies zu einer Verzerrung der Materialauswahl.
Materialien hängen von ihrer Leistung bei hohen Temperaturen ab
Festigkeit und Härte bei Raumtemperatur können nicht die Trag-, Kriech-, Oxidations- und Dimensionsstabilität bei hohen Temperaturen darstellen. Aluminiumlegierungen sind leicht, aber ihr Modul und ihre Festigkeit ändern sich mit der Temperatur und weisen eine große Wärmeausdehnung auf; Legierter Stahl oder hitzebeständiger Edelstahl haben ein höheres Temperaturpotential, aber Qualität, Verarbeitung, Korrosion und Kosten sind unterschiedlich. Spezifische Qualitäten müssen anhand des Temperaturspektrums, der Belastung und der Materialdatenblätter bewertet werden. Eine einheitliche Antwort kann außerhalb der Arbeitsbedingungen nicht gegeben werden.
Unter Arbeitsbedingungen bei hohen Temperaturen ist es weiterhin notwendig, die Stabilität des Lochsystems und der passenden Referenz sicherzustellen.
Durch die Wärmeausdehnung verändern sich Lager und Passungen
Gehäuse-, Welle-, Lagerring- und Befestigungsmaterialien sind unterschiedlich und die Passung und das Innenspiel ändern sich nach der Erwärmung. Eine Zunahme der Interferenz kann dazu führen, dass die Drehung enger wird, während eine Verringerung der Interferenz zu Kriechen führen kann. Bei der Prozessüberprüfung sollte eine thermische Maßkette erstellt werden, um die Rundheit, Zylindrizität und Koaxialität der Lagerposition zu kontrollieren und nach thermischen Zyklen erneut getestet zu werden. Auch die Dicke und Stabilität der Oberflächenbeschichtung fließen in die Passungsanalyse ein.
Schmierung, Abdichtung und Kabel stoßen oft zuerst an ihre Grenzen
SKF-Daten weisen darauf hin, dass die zulässige Temperatur von Lagern durch Schmierung oder Materialien begrenzt sein kann. Hohe Temperaturen verringern die Viskosität und thermische Stabilität des Schmiermittels; Käfige, Dichtungen und Kabel haben ebenfalls ihre eigenen Temperaturgrenzen. Das Design des Handgelenks sollte anhand der minimalen Einschränkungen des gesamten Systems bewertet werden, nicht nur des Metallgehäuses. Verwenden Sie bei Bedarf einen Hitzeschutz, eine Luft-/Wasserkühlung oder verlegen Sie die Kabel neu, um die tatsächlichen Temperaturen zu senken.
Die Materialauswahl sollte auf realen Temperaturspektren und den Einschränkungen bei Abdeckungslagern, Dichtungen und Kabeln basieren.
Die Verarbeitung erfordert die Kontrolle der Wärmebehandlung und der Eigenspannung
Der Materialzustand von hitzebeständigem Stahl, vergütetem Stahl oder Edelstahl beeinflusst den Verarbeitungsverzug und die endgültige Hochtemperaturstabilität. Schrupp- und Schlichtbearbeitung, Wärmebehandlung und Schleifen sollten nach funktionalen Maßstäben angeordnet werden, um unzureichende Schlüssellochränder nach der Wärmebehandlung zu vermeiden. Schweiß- oder Beschichtungsprozesse können ebenfalls zu Verformungen führen, und Lagerstellen, Endflächen und Lochsysteme sollten vor der Endmontage erneut getestet werden.
Zugelassen mit Trainingsdaten nach thermischem Radfahren
Die Dimensionsqualifizierung bei Raumtemperatur kann nur den Ausgangszustand nachweisen. Bei der Überprüfung sollten Positionsdrift des Handgelenks, Drehmoment, Vibration und Erholung nach dem Abkühlen unter bestimmten Belastungs-, Lage- und Temperaturzyklen erfasst werden. Wenn sich das Material oder das Isolationsschema ändert, sollte es erneut validiert werden. Die Temperaturbeispiele in öffentlichen Artikeln können nicht direkt zu Produktgrenzwerten werden. Das Projekt muss auf dem tatsächlich gemessenen Temperaturspektrum und den Anforderungen der Komponentenlieferanten basieren.
Zusammenfassung
Die Temperaturbeständigkeit des Handgelenks wird durch Materialien, Wärmebehandlung, Lager, Schmierung, Dichtung, Kabel und Wärmeisolierung bestimmt; Der Austausch einer einzelnen Hülle durch hitzebeständigen Stahl kann das Problem der thermischen Genauigkeit und Lebensdauer nicht automatisch lösen. Der spezifische Prozess muss noch bestätigt werden, indem das reale Temperaturspektrum des Handgelenks, Wärmestrahlungs- und -leitungspfade, Spitzenwerte und -dauer, Hochtemperaturleistung des Materials, Wärmeausdehnung, Lagerschmierung, Dichtung und Kabelbeschränkungen kombiniert werden.
FAQ
Muss die Handgelenkschale aus hitzebeständigem Edelstahl sein?
Nicht unbedingt. Es ist notwendig, das reale Temperaturspektrum, die Belastung, die Masse, die Korrosion und die Auswahl der Isolationslösung zu kombinieren.
Reicht es aus, nur die Temperaturbeständigkeit des Materials zu erhöhen?
Nicht genug. Lager, Schmierung, Dichtungen, Kabel und Passungen können früher an ihre Grenzen stoßen.
So überprüfen Sie die Genauigkeit des thermischen Zustands
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