Kovanje valjanih prstenova: postupak bešavnog prstena, tolerancije i provjere dobavljača

Prsten obično otkaže tamo gdje se metal susreće sam sa sobom. To bi mogao biti zavareni šav ili rezni rub koji zaustavlja protok zrna u svojim stazama. Valjano kovanje prstena postoji kako bi se uklonila ta slaba točka. Umjesto rezanja prstena od ploče ili zavarivanja prstena od šipke, postupak počinje s probušenom predformom u obliku krafne i kotrlja je dok se materijal ne stisne u kontinuirani obodni tok zrna oko punih 360 stupnjeva.

Zaključak na prvom mjestu, jer štedi preradu kasnije. Ako prsten nosi okretni moment, unutarnji tlak, povratno opterećenje ili radni ciklus zamora, bešavni valjani prsten obično je ispravan put, iako košta više od plazma rezanog pločastog prstena. Ako je dio odstojnik niskog naprezanja ili ravni poklopac, kotrljanje je rijetko vrijedno dodatnog koraka. Ostatak ove stranice objašnjava kako teče proces, koje tolerancije očekivati ​​od krivotvorenja i što provjeriti prije izdavanja narudžbenice.

Zašto je bešavni valjani prsten bolji od rezanog ili zavarenog

Metal ima smjer nakon što je obrađen. Kovanje poravnava uključke i granice zrna sa smjerom protoka materijala, a valjanje prstena ih poravnava oko oboda, što je upravo smjer u kojem rotirajući prsten nosi svoje kolutno naprezanje. Tri su posljedice važne u službi.

• Nema zavarenog šava znači da nema zone utjecaja topline i nema zahtjeva za pregledom zavara u najopterećenijem dijelu dijela.
• Kontinuirano strujanje zrna obruča daje bolju otpornost na zamor i bolje ponašanje pri zaustavljanju pukotina nego prsten izrezan iz ploče, gdje strujanje teče u ravnoj liniji i jednostavno se zaustavlja na rubu reza.
• Kroz deformaciju debljine tijekom valjanja zatvara se unutarnja poroznost koja je ostala od izvornog ingota ili blooma, zbog čega se valjani prstenovi preferiraju za komponente koje drže pritisak i visoko opterećene komponente.

Odrezani prsten nije automatski loš dio. Za nestrukturalni odstojnik, zaštitni prsten ili jednokratni komad za popravak, rezanje s ploče je brzo i jeftino. Skupa pogreška je određivanje rezanog prstena za rad koji zahtijeva krivotvorena svojstva protoka, a zatim otkrivanje razlike kroz grešku na terenu ili neočekivano odbacivanje pri ultrazvučnom pregledu.

Slijed kovanja valjanog prstena, korak po korak

Valjanje prstena je druga polovica duljeg niza kovanja, a prva polovica odlučuje koliko dobra može biti druga polovica. Tipična ruta teče na sljedeći način.

1. Gredicu izrežite na izračunatu masu i zagrijte je na temperaturu kovanja u kontroliranoj peći.
2. Prevrnite gredicu kako biste povećali presjek i učvrstili lijevanu strukturu.
3. Probušite izokrenutu prazninu bušilicom kako biste stvorili šuplji predformu, koja se često opisuje kao krafna.
4. Postavite predformu između glavnog valjka i igle. Glavni valjak pokreće, trn pritišće prema unutra, a stijenka se stanji kako promjer raste.
5. Unesite aksijalne ili konusne valjke za kontrolu visine i izravnavanje površina dok se prsten širi.
6. Razvaljajte do konačne veličine, zatim kontrolirajte hlađenje, toplinsku obradu, mašinu i pregledajte.

Kritična varijabla je omjer redukcije, što znači koliko se debljina stijenke smanjuje tijekom valjanja u odnosu na stijenku predforme. Predforma koja je pretanko probušena ili valjana s premalom redukcijom može završiti s nedovoljnom deformacijom u provrtu i manje jednoličnom strukturom. Predforma koja je preteška gubi materijal i vrijeme valjanja. Zbog toga je valjanje prstena planirano unatrag od gotovog dijela, a ne unaprijed od bilo koje gredice koja se nalazi na stalku.

Radijalne aksijalne glodalice obavljaju većinu industrijskog rada, a vertikalne glodalice za valjanje prstena uobičajene su za veće promjere gdje je prstenu potrebna podrška dok raste. Raspon veličina je širok. Prstenovi od otprilike 200 mm do nekoliko metara vanjskog promjera izrađuju se na istom principu, pri čemu debljina stijenke, visina i kapacitet stroja odlučuju koja ruta odgovara poslu.

Usporedba ruta proizvodnje prstena

Prije nego što odaberete proces, pomaže vidjeti gdje svaka ruta zapravo pobjeđuje. Usporedba u nastavku koristi protok zrna, stanje šava i upotrebu materijala kao odlučujuće kriterije.

Kada je dio prazna prirubnica, prsten zupčanika, prsten ležaja ili prsten mjenjača vjetroturbine, kotrljanje je općenito bolji put jer radna opterećenja djeluju u smjeru obruča, a vodovi protoka završavaju tamo gdje naprezanje.

Otkivci za prirubnice Dostupni u različitim materijalima, jednostavni su za ugradnju i održavanje, omogućujući brzu izgradnju različitih cjevovodnih sustava. Odlikuje se izvanrednim svojstvima brtvljenja... Pogledajte proizvod →

Tolerancije i kovani uvjeti za planiranje

Valjani prstenovi se isporučuju ili valjani s dodatkom za strojnu obradu ili kao grubo strojno obrađeni prstenovi. Budući da su kovane dimenzije početna točka, a ne gotova tolerancija, brojke variraju s promjerom, debljinom stjenke, materijalom i brojem prolaza valjanja. Donja tablica prikazuje opći raspon koji možete očekivati ​​i potvrditi na crtežu.

Slijede dvije praktične točke. Uvijek odredite minimalni dopušteni strojni dopušteni provrt, a ne vanjski promjer, jer je čišćenje provrta obično ono što odlučuje hoće li se prsten moći spasiti. I očekujte da će prstenje s tankim zidom i velikim promjerom biti najteže držati okruglim. Ovalnost je mjesto gdje počinje većina nesuglasica između kupca i dobavljača.

Otkivci za ukrućenje prstena U strojevima za punjenje—posebno za ključne dijelove kao što su školjke cilindara, osovine rotora i transportne cijevi mlinova za pelete, miješalica i drobilica—ukrućujući prstenovi su ... Pogledajte proizvod →

Izbor materijala i toplinske obrade za otkivke prstena

Prstenasto valjanje radi na ugljičnim čelicima, legiranim čelicima, nehrđajućim čelicima, legurama nikla i legurama bakra, pod uvjetom da se materijal može probušiti i valjati unutar temperaturnog okvira kovanja. Tipični odabiri uključuju:

• Ugljični i mikrolegirani čelici za opće konstrukcijske prstenove i razmaknice.
• Kaljeni i poboljšani legirani čelici kao što su tipovi 4140 za zupčanike, teške prirubnice i glavčine za velika opterećenja.
• Stupnjevi otvrdnuća za karike zupčanika koji će se naugljičiti nakon kovanja.
• Austenitni nehrđajući čelici kao što je 316L za koroziju i higijenske zadatke i martenzitni stupnjevi kao što je 420 za habajuće prstenove.

Toplinska obrada trebala bi biti vođena zahtjevom konačnog svojstva, a ne navikom. Normalizacija pročišćava strukturu prije nego što se strojnom obradom, kaljenjem i popuštanjem postigne određena kombinacija čvrstoće i žilavosti, a žarenje u otopini koristi se za austenitne stupnjeve. Na prstenovima od nehrđajućeg čelika i raspon temperature kovanja i put hlađenja su važni, jer pogrešna kombinacija može ostaviti osjetljivost ili grubu strukturu koju nikakva naknadna strojna obrada neće ispraviti. Više pozadine pokriveno je u ovom članku kako kovati otkivke od nehrđajućeg čelika .

Gdje se valjani prstenovi koriste u teškoj opremi

Mjenjači vjetroturbina najjasniji su primjer valjanih prstenova koji obavljaju ozbiljan posao. Prstenasti zupčanici, sunčani zupčanici i planetni nosači u klasi od 3 MW do 10 MW dimenzionirani su u rasponu metara, rade pod okretnim momentom i očekuje se da će preživjeti dva desetljeća rada, tako da je prstenasti zupčanik gotovo uvijek bešavni valjani prsten u kaljenom ili kaljenom i poboljšanom legiranom čeliku.

Vjetroturbina 5MW-10MW 1./2. stupnja otkivci prstenastog zupčanika Izrađeni od legiranog čelika visoke čistoće kao što je 18CrNiMo7-6, podvrgnuti su oblikovanju prstenastog valjanja i postupcima karburizacije-kaljenja. S površinskom tvrdoćom koja doseže 58-62HRC i... Pogledajte proizvod →

Druge dužnosti slijede istu logiku, zbog čega se oblik prstena stalno pojavljuje u teškoj industriji:

• Prstenovi ležajeva i okretni prstenovi ležaja za dizalice, bagere i opremu za lučko rukovanje.
• Brodska osovina i komponente kormila, gdje su krivotvoreni protok i ultrazvučna čistoća specificirani prije svega.
• Tlačne posude i prstenovi opreme za bušenje kao što su glave kućišta, nosači igala i tijela ventila.
• Kućišta ležajeva valjaonice i valjci za ravnanje, gdje prsten mora izdržati opterećenje i trošenje u isto vrijeme.

Prstenovi s prirubnicom zaslužuju poseban spomen jer su vrlo česti. Valjana prazna prirubnica zadržava svoj obručni protok zrna, što je važno na prirubnicama izloženim cikličkom pritisku ili toplinskom kretanju, i izbjegava slabost usmjerenja koja se pojavljuje u prirubnici izrezanoj iz ploče.

Što provjeriti kod dobavljača kovanja prstena

Počnite s popisom opreme. Dobavljač koji kod kuće valja prstenove trebao bi moći navesti veličinu i kapacitet svojih mlinova i svojih čekića ili preša, jer ti brojevi definiraju promjer i raspon težine koji se mogu proizvesti kao jedan komad. Trgovina koja ima vertikalne prstenaste valjaonice u klasi od 1 m do 1,5 m zajedno s kovačkim čekićima od 3 tone, 5 tona i 15 tona, na primjer, može pokriti i srednje prstenaste valjaonice i teže otvorene kalupe bez ikakvog iskoraka.

Sljedeća je sposobnost inspekcije. Raspitajte se o ultrazvučnom ispitivanju, ispitivanju magnetskim česticama ili penetrantima boje, tvrdoći i mehaničkom ispitivanju prema priznatom standardu, plus izvješćivanje o dimenzijama. Zatim pitajte koja dokumentacija putuje s dijelom, obično potvrda o inspekciji tipa 3.1 sa sljedivošću toplinskog broja koja povezuje gotov prsten s čelikom iz kojeg je nastao.

Na kraju, raspitajte se o nestandardnoj strani posla, jer većina projekata prstenova prestaje biti standardna u trenutku kada se na crtežu pojavi korak provrta, utor za klin, prirubnica ili niz rupa za vijke. Dobavljač koji već radi nestandardno prilagođeno kovanje i završna strojna obrada pod jednim krovom uklanja cijeli lanac transporta i korake ponovne inspekcije iz rasporeda.

Ključni zahvati

• Kovanjem valjanih prstenova proizvodi se bešavni prsten s kontinuiranim protokom zrna po obodu, što je ispravan izbor za prstenove pod opterećenjem zakretnim momentom, pritiskom ili zamorom.
• Dizajn predforme i omjer smanjenja određuju unutarnju kvalitetu, tako da se valjanje mora planirati unatrag od gotovog dijela.
• Kako su krivotvorene dimenzije polazište. Pismeno dogovorite minimalni dopušteni provrt i prihvatljivu ovalnost prije prve vožnje.
• Materijal i toplinska obrada trebaju biti specificirani iz zahtjeva za uslugu, a ne kopirati iz starog crteža.
• Provjerite kapacitet mlina, opseg inspekcije i sljedivost certifikacije prije naručivanja.