چگونه شفت های فولادی تحت بارهای زیاد ، سرعت زیاد یا شرایط شوک بالا عمل می کنند؟

عملکرد شفت های فلزی در شرایط بار بالا مستقیماً با استحکام مواد ، فرآیند تولید و شرایط عملیاتی آنها مرتبط است. در تولید صنعتی و تجهیزات مکانیکی ، شفت های فولادی اغلب نیاز به بارهای محوری و شعاعی بسیار بزرگ ، به ویژه در ماشین آلات سنگین ، سازه های پشتیبانی پل ، کارخانه های نورد بزرگ و سایر تجهیزات دارند که در آن بارهای زیاد یک هنجار هستند. به منظور اطمینان از اینکه شافت فولادی در حین کار طولانی مدت تغییر شکل یا شکستن بیش از حد ندارد ، فولادهای آلیاژ با مقاومت بالا مانند 42CRMO و GCR15 انتخاب می شوند. این مواد می توانند پس از عملیات حرارتی معقول ، استحکام عملکرد و استحکام کششی بالاتری کسب کنند و از این طریق ظرفیت تحمل شافت فولادی را بهبود بخشند. در عین حال ، بهینه سازی طراحی ساختاری شافت فولادی نیز یک وسیله مهم برای مقابله با بارهای زیاد است ، مانند افزایش قطر شافت ، اتخاذ یک روش پشتیبانی از تحمل معقول و بهینه سازی توزیع بار برای کاهش غلظت استرس موضعی و بهبود دوام شافت فولادی.
در شرایط بار زیاد ، خصوصیات خستگی مواد بسیار مهم است. از آنجا که شافت فولادی برای مدت طولانی در معرض بارهای متناوب قرار دارد ، ممکن است خرابی خستگی رخ دهد. بنابراین ، درمان ویژه ای باید بر روی قسمت های غلظت استرس شافت مانند استفاده از انتقال فیله ، بهینه سازی فرآیندهای تصفیه حرارتی و اضافه کردن اقدامات تقویت سطح مانند درمان نورد ، درمان با استفاده از شات یا کاربور کردن سطح ، برای بهبود مقاومت در برابر خستگی انجام شود. علاوه بر این ، روغن کاری خوب نیز عامل اصلی در کاهش اصطکاک ، کاهش دما و کاهش سایش است. انتخاب مناسب از روان کننده ها یا گریس های با کارایی بالا ، همراه با سازه های آب بندی ، می تواند به طور موثری تلفات اصطکاک را کاهش داده و پایداری شفت های فولادی را در محیط های با بار بالا بهبود بخشد.
در شرایط عملیاتی پر سرعت ، دقت چرخش ، تعادل و مقاومت در برابر سایش مواد از شفت های فولادی به عوامل اصلی مؤثر بر عملکرد تبدیل می شود. به عنوان مثال ، در برنامه هایی مانند موتورهای هواپیما ، توربوشارژرها و شفت های موتور ، شفت های فولادی نه تنها باید در برابر بارهای زیاد مقاومت کنند بلکه عملکرد پایدار را با سرعت بسیار بالا حفظ می کنند. اگر دقت تولید شافت فولادی به اندازه کافی زیاد نباشد ، باعث می شود که شافت نامتعادل شود ، که به نوبه خود باعث لرزش ، سر و صدا و حتی آسیب تجهیزات خواهد شد. بنابراین ، در طی فرآیند تولید ، روشهای پردازش با دقت بالا مانند چرخش CNC ، سنگ زنی و سنگ زنی دقیق باید برای اطمینان از همبستگی ، گرد بودن و سطح سطح شافت استفاده شود.
در مواجهه با شرایط با تأثیر بالا ، مانند ماشین آلات مهندسی ، تجهیزات معدن ، تجهیزات نظامی و غیره ، شفت های فولادی برای مقابله با شوک های ناگهانی استرس زا باید از سختی برخورد خوبی برخوردار باشند. برای چنین کاربردهایی ، چقرمگی و ظرفیت جذب ضربه از جنس استیل از اهمیت ویژه ای برخوردار است و مواد فولادی آلیاژ که تحت درمان های ویژه فرونشینی قرار گرفته اند و درمان های معتدل معمولاً برای بهبود مقاومت در برابر ضربه لازم است. علاوه بر این ، طراحی ساختار شافت معقول ، مانند افزایش انتقال فیله ، بهینه سازی اندازه قطر شافت و استفاده از تغییرات قطر شافت پله ، می تواند به طور موثری استرس ضربه را پراکنده کند و از شکستگی شکننده ناشی از غلظت استرس جلوگیری کند .