Na hIompar Meilte Féinoiriúnaithe a bhaineann le Meilt Iarnróid Ardluais faoi na Tairiscintí Ilchodacha Sleamhnáin-rollta

Dhírigh iompar meilt féin-oiriúnaitheach iarnróid ardluais faoi ghluaiseachtaí ilchodacha sleamhnáin-rollta ar fheidhmíocht meilt agus cáilíocht an dromchla a bharrfheabhsú. Is minic a bhíonn tuirse teagmhála rollta [1] ag baint le hiarnróid ardluais, arb iad is sainairíonna iad luasanna oibríochta ard agus ualaí acastóra éadroma, rud a fhágann go bhfuil scoilteanna dromchla [2-4], scoilteanna tuirse [5,6], agus bristeacha [7,8]. Teastaíonn cothabháil tráthúil ar na saincheisteanna seo chun anoibriú sábháilte agus iontaofa na ngréasán iarnróid. Tá sé mar aidhm ag teicnící meilt iarnróid traidisiúnta aghaidh a thabhairt ar lochtanna domhain-suí ach is minic a bhíonn neamhéifeachtúlachtaí, amanna cothabhála leathnaithe, agus damáiste teirmeach mar thoradh orthu. Tá meilt ardluais (HSG) tagtha chun cinn mar rogha eile éifeachtach, ag tairiscint luasanna meilt níos airde (60-80 km/h) agus "fuinneoga cothabhála" laghdaithe. Murab ionann agus meilt traidisiúnta, feidhmíonn HSG trí ghluaiseachtaí ilchodacha sleamhnáin-rollta, arna dtiomáint ag fórsaí frithchuimilte idir rothaí meilte (GWs) agus dromchla an iarnróid [9]. Cuireann an mheicníocht uathúil seo ar chumas ábhar a bhaint agus féin-ghéarú scríobach. Mar sin féin, níor rinneadh dóthain iniúchta ar an idirghníomhú idir gluaiseachtaí sleamhnáin agus rollta, rud a chuir srian le hacmhainneacht HSG maidir le leas iomlán a bhaint as cothabháil iarnróid. San obair seo, úsáideadh rig tástála HSG de dhéantús baile chun coinníollacha meilt ar an láthair a insamhail. Rinneadh turgnaimh faoi uillinneacha teagmhála éagsúla (30 °, 45 °, agus 60 °) agus ualaí meilt (500 N, 700 N, agus 900 N) [10, 11].

1. An cóimheas idir Slide-roll.Léiríonn na torthaí go bhfuil ról ríthábhachtach ag gluaiseachtaí ilchodacha sleamhnáin-rollta maidir le tionchar a imirt ar iompar meilt. Mhéadaigh an cóimheas sleamhnáin-rollta (SRR), a shainmhínítear mar an cóimheas idir luas sleamhnáin agus luas rollta, mar a thaispeántar i bhFíor.1, leis an uillinn teagmhála agus an t-ualach meilt araon, rud a léirigh go hintuigthe athruithe ar an tairiscint ilchodach sleamhnáin-rollta de na péirí meilt. Mar shampla, d’fhás an SRR ó 0.18 ag uillinn teagmhála 30° go 0.81 ag 60°. D'fheabhsaigh an t-athrú seo ó ghluaisne rollta go dtí cothromaíocht idir sleamhnú agus rolladh torthaí meilt go mór. Fuair ​​​​an staidéar amach gur tháirg uillinn teagmhála 45 ° an éifeachtacht meilt is airde, agus thug uillinn teagmhála 60 ° an caighdeán dromchla is fearr, laghdaigh garbh dromchla (Ra) go suntasach mar a mhéadaigh an uillinn teagmhála, ó 12.9 μm ag 30 ° go 3.5 μm ag 60 °, mar a thaispeántar i bhFíor 2 go Fig.4.

2. Meilt-spreagtha WEL.Le linn an phróisis mheilt, mar gheall ar na héifeachtaí cúplála teirme-meicniúla, lena n-áirítear strus teagmhála ard, teocht ardaithe, agus fuarú tapa, tarlaíonn claochluithe metallurgical agus dífhoirmiúchán plaisteach ar dhromchla an iarnróid. Cruthaítear ciseal eitseála brittle bán (WEL) de bharr na n-athruithe seo, atá seans maith go bristear faoi strusanna timthriallacha ó theagmháil roth-iarnróid. Léiríonn na torthaí go léir go bhfuil meán-thiús an WEL níos lú ná 8 μm, atá níos tanaí ná an WEL gníomhach meilt-spreagtha (~ 40 μm) [12, 13], mar a thaispeántar i bhFíor.5. Is dócha go mbaineann an feiniméan seo le tréithe uathúla modh HSG, I gcomparáid le meilt gníomhach traidisiúnta, i HSG, bíonn cáithnín scríobach amháin ag gabháil leis an bpróiseas meilt ach ar feadh tréimhse ghearr le linn timthriall réabhlóid amháin, fiú ag uillinneacha teagmhála ard. Don chuid is mó den am, tá an cáithnín scríobach sa tréimhse diomailt teasa tar éis meilt. Cinntíonn sé seo go bhfuil go leor ama ag an gcáithnín scríobach teas a scaipeadh sula dtéann sé i mbun meilt arís, rud a fhágann go bhfuil coinníollacha teirmeacha feabhsaithe ag an gcomhéadan meilt.

3. Smionagar meilt.Chuir anailís smionagar meilt léargais bhreise ar fáil ar na meicníochtaí um bhaint ábhar, mar a léirítear i bhFíor 6 agus Fíor.7. Bhí smionagar sreafa agus scian-chruthach, a léiríonn feidhmíocht éifeachtach meilt, níos coitianta ag SRRanna níos airde. I gcodarsnacht leis sin, bhí smionagar bloc agus slisnithe ceannasach ag uillinneacha teagmhála níos ísle, rud a léirigh feidhmíocht meilt neamhleor. Mhéadaigh láithreacht smionagar sféarúil le hualaí meilt, rud a léiríonn teocht meilt ardaithe. Leagann na tuairimí seo béim ar an tábhacht a bhaineann le paraiméadair mheilt a bharrfheabhsú chun éifeachtúlacht agus coinníollacha teirmeacha a chothromú.

4. Meicníocht tairiscint cumaisc rollta sleamhnáin.Léirigh an staidéar freisin an t-idirghníomhú dinimiciúil idir gluaiseachtaí sleamhnáin agus rollta sa phróiseas meilt, mar a thaispeántar i bhFíor.8. D'éascaigh sleamhnáin ábhar a bhaint as an dromchla iarnróid, agus scaoileadh smionagar feabhsaithe rollta agus féin-ghéarú scríobach. Tá an t-iarmhéid dinimiciúil seo riachtanach chun meilt éifeachtach a bhaint amach le damáiste teirmeach íosta. Mar sin féin, d’fhéadfadh torthaí fo-optamacha a bheith mar thoradh ar ró-bhéim ar cheachtar den dá ghluaisne: méadaítear garbh an dromchla ar ghluaisne atá faoi cheannas rollta, agus d’fhéadfadh athnuachan scríobach laghdaithe agus damáiste teirmeach méadaithe a bheith mar thoradh ar ghluaisne atá faoi smacht sleamhnáin.

5. Meastóireacht chuimsitheach.Leag meastóireachtaí cuimsitheacha ar fheidhmíocht meilt, lena n-áirítear éifeachtacht meilt, garbh an dromchla, agus tiús WEL, béim ar na buntáistí a bhaineann le tairiscint ilchodach sleamhnáin-rollta sleamhnáin a bharrfheabhsú, mar a thaispeántar i bhFíor.9. Léirigh na cairteacha radair feidhmíochta meilt faoi ualaí éagsúla agus uillinneacha teagmhála gur sholáthair uillinn teagmhála 45 ° an t-iarmhéid iomlán éifeachtúlachta agus cáilíochta is fearr. Mar sin féin, tháirg an uillinn teagmhála 60 ° go comhsheasmhach na dromchlaí is míne, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach le haghaidh pasanna meilt deiridh. Tugann na torthaí seo le tuiscint gur féidir le coigeartuithe spriocdhírithe ar pharaiméadair mheilt aghaidh a thabhairt go héifeachtach ar dhamáiste éagsúla dromchla iarnróid.

Tugann an taighde seo impleachtaí praiticiúla do chothabháil iarnróid ardluais. Le haghaidh pasanna meilt tosaigh, uasmhéadaíonn uillinn teagmhála 45 ° éifeachtacht bhaint ábhar, agus cinntíonn uillinn 60 ° cáilíocht dromchla níos fearr sna céimeanna críochnaithe. Leagann an staidéar béim ar an tábhacht a bhaineann le gluaiseachtaí sleamhnáin agus rollta a chothromú go dinimiciúil chun feidhmíocht meilt a fheabhsú, cáilíocht an dromchla a fheabhsú, agus saol seirbhíse na rothaí meilte a leathnú.

Mar fhocal scoir, leagann an staidéar béim ar an ról ríthábhachtach atá ag gluaiseachtaí ilchodacha rollta sleamhnáin i meilt iarnróid ardluais. Trí chomhréir na ngníomhartha sleamhnáin agus rollta a bharrfheabhsú, is féidir le HSG éifeachtacht meilt níos fearr agus cáilíocht dromchla a bhaint amach agus damáiste teirmeach á íoslaghdú. Soláthraíonn na torthaí seo bunús teoiriciúil chun teicneolaíocht HSG a chur chun cinn agus treoirlínte praiticiúla chun cleachtais chothabhála iarnróid a fheabhsú.

Fíor 1.Treocht éagsúlachta SRR, COF, agus luas rothlaithe le hualaí meilt agus uillinneacha teagmhála.

Fíor 2.Éifeachtúlacht meilt faoi uillinneacha teagmhála éagsúla agus ualaí meilt.

Fíor 3 .Moirfeolaíochtaí dromchla na n-eiseamal iarnróid faoi uillinneacha teagmhála éagsúla agus ualaí meilt.

Fíor 4.Garbhacht an dromchla agusmhoirfeolaíocht 3d saor in aisce,de shamplaí iarnróid faoi uillinneacha teagmhála éagsúla agus ualaí meilt.

Fíor 5.íomhánna trasghearrtha optúla agus MLA de na heiseamail iarnróid.

Fíor 6.Cineál agus comhréir nasmionagar meiltfaoi ​​uillinneacha teagmhála éagsúla agus ualaí meilt.

Fíor 7.íomhánna SEM agus speictream EDS le haghaidh cineálacha éagsúla smionagar meilt.

Fíor 8.Léaráid scéimreach d'éifeacht tairiscint ilchodach sleamhnáin-rollta ar HSG.

Tuairiscíodh an obair seo ar an Journal of Tribology International.

Tagairtí

[1] Fan W, Wu C, Wu Z, et al. Meicníocht teagmhála statach idir roth teagmhála serrated agus iarnród i meilt iarnróid le crios scríobach[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2022, 84: 1229-1245.

[2] Cheng ZN, Zhou Y, Li PJ, et al. Meicníocht iomadú crack agus scoilteadh dromchla iarnróid bunaithe ar pheiridinimic[J]. Iris Ollscoil Tongji, 2023, 51(6): 912-922.

[3] Wang JN, Guo X, Jing L, et al. Insamhaltaí d'eilimintí críochta den fhreagra ar thionchar iarnród rotha arna spreagadh ag scoilteadh tráchta rotha ar thraenacha ardluais[J]. Tonnta Pléasctha agus Turrainge, 2022, 42(4): 045103-1-045103-15.

[4]             Hua J, Liu J, Liu F, et al. Staidéar ar dhamáiste caitheamh WEA stiallacha agus scoilteadh tuirse ar ábhar iarnróid U71MnG trí chóireáil múchadh léasair[J]. Tribology International, 2022, 175: 107811.

[5] Benoît D, Salima B, Marion R. Tréithriú ilscála maidir le seiceáil cinn a thionscnamh ar ráillí faoi thuirse teagmhála rollta: Anailís mheicniúil agus mhicreastruchtúr[J]. Caith, 2016, 366: 383-391.

[6]             Shur EA, Borts AI, Bazanova LV, et al. Ráta fáis crack tuirse agus am i ráillí a chinneadh ag baint úsáide as macrlínte tuirse[J]. Miotalóireacht na Rúise (Miotal), 2020, 2020: 477-482.

[7] Al-Juboori A, Zhu H, Li H, et al. Imscrúdú micreastruchtúrach ar chliseadh briste iarnróid a bhaineann le lochtanna squat[J]. Anailís Teip Innealtóireachta, 2023, 151: 107411.

[8] Masoudi Nejad R, Farhangdoost K, Shariati M. Anailís mhicrstruchtúrach agus iompar briste tuirse ar chruach iarnróid[J]. Meicnic Ard-Ábhair agus Struchtúr, 2020, 27(2): 152-164.

[9] Von Diest K, Puschel A. Ardluais meilt-iarnróid a laghdú torainn trí mheilt rialta iarnróid gan aon bhriseadh tráchta[C]//Inter-NOISE agus NOISE-CON Comhdháil agus Imeachtaí ComhdhálaGW. An Institiúid Innealtóireachta um Rialú Torainn, 2013, 247(2): 5206-5212.

[10]             Von Diest K, Ferrarotti G, Kik W, et al. Anailís caitheamh ar an bhfeithicil ardluais meilte HSG-2: bailíochtú, ionsamhlú agus comparáid le tomhais[M]//Dinimic Feithiclí ar Bhóithre agus Rianta Iml 2. CRC Press, 2017: 925-930.

[11]              Von Diest K, Puschel A. Ardluais meilt-iarnróid a laghdú torainn trí mheilt rialta iarnróid gan aon bhriseadh tráchta[C]//Inter-NOISE agus NOISE-CON Comhdhála agus Imeachtaí ComhdhálaGW. An Institiúid Innealtóireachta um Rialú Torainn, 2013, 247(2): 5206-5212.

[12]             Mesaritis M, Santa JF, Molina LF, et al. Meastóireacht meilt iar-raoin ar ghráid éagsúla iarnróid i dtástálacha saotharlainne rotha/iarnróid lánscála[J]. Tribology International, 2023, 177: 107980.

[13]             Rasmussen CJ, Fæster S, Dhar S, et al. Foirmiú scoilteanna dromchla ar ráillí agus sraitheanna eitseála bána martensite spreagtha ag meilt[J]. Caith, 2017, 384:8-14.