No contexto do avanço profundo da estratégia “Manufacturing Power”, a indústria de máquinas de construção está passando por uma transformação crítica de “expansão quantitativa” para “salto qualitativo”.
Equipamentos pesados, como carregadeiras, escavadeiras e tratores, há muito tempo servem em condições de trabalho adversas, com muita poeira, forte impacto e cargas pesadas. A vida útil e a confiabilidade de seus componentes principais determinam diretamente a reputação de mercado e o valor da marca de toda a máquina.
A tecnologia de processamento de espelho ultrassônico, uma tecnologia de processamento de superfície metálica, pode simultaneamente obter acabamento espelhado na superfície da peça, otimizar o estresse superficial e fortalecer a dureza e a resistência ao desgaste.
Foi implementado em larga escala na produção e processamento em massa de peças essenciais de máquinas de engenharia.
A tecnologia de processamento de espelho ultrassônico é diferente da lógica de processamento de corte e retificação tradicional para remover materiais. É um processo de fortalecimento de superfícies plásticas a frio e sem cortes. Seu princípio fundamental é: um gerador ultrassônico especial converte energia elétrica em vibração mecânica de alta frequência, acionando a cabeça da ferramenta de processamento para impactar uniformemente a superfície metálica da peça de trabalho a uma frequência de dezenas de milhares de vezes por segundo.
Sob a ação contínua do microimpacto de alta frequência, os picos das ondas microscópicas metálicas na superfície da peça de trabalho são compactados e achatados, e as cavidades das ondas são preenchidas, alcançando uma superfície microscópica lisa;
ao mesmo tempo, a camada superficial do metal é promovida para sofrer deformação plástica em nanoescala, a estrutura metalográfica da superfície é reconstruída, a tensão de tração residual gerada pelo torneamento e retificação é eliminada e uma densa camada de reforço de tensão compressiva é formada.
Finalmente, sem alterar a precisão dimensional da peça de trabalho, múltiplas melhorias de desempenho, como alta suavidade, alta dureza, alta resistência ao desgaste, resistência à fadiga e resistência à corrosão são alcançadas simultaneamente, adaptando-se às condições de trabalho pesadas e duráveis das máquinas de engenharia.
Com base nos pontos problemáticos do processamento das três principais partes vulneráveis dos cilindros de máquinas de engenharia, fusos do britador e eixos de transmissão de precisão, usamos a tecnologia de processamento de espelho ultrassônico para atualizar o processo, e os resultados foram notáveis em casos de produção em massa.
Caso 1: Processamento de espelho e transformação do furo interno do cilindro de óleo.
O cilindro de óleo é o principal componente de energia das máquinas de engenharia. A qualidade da superfície do furo interno do cilindro de óleo afeta diretamente o desempenho da vedação e a vida útil.
Quando o equipamento está operando em alta pressão, o anel de vedação é facilmente desgastado pela microtextura, causando vazamento de óleo e vazamento de óleo no cilindro. Isto não só causa a perda de óleo hidráulico e diminui a eficiência operacional, mas também requer paradas frequentes para substituir o anel de vedação. O custo de operação e manutenção permanece elevado, o que é um problema comum na fabricação de máquinas de engenharia.
Em resposta às necessidades de processamento de cilindros de grandes máquinas de engenharia, usamos equipamentos integrados de processamento de espelho ultrassônico para nos adaptarmos a cenários de processamento de cilindros de grande abertura e curso longo e obter fixação e moldagem únicas.
Não há necessidade de processos secundários de polimento e retificação em todo o processo. O equipamento é equipado com um sistema inteligente para garantir uma pressão de processamento precisa e estável, evitar a deformação da peça e se adaptar às necessidades de produção em massa.
Após a modificação, a superfície do furo interno do cilindro de óleo atinge um efeito de espelho industrial, a rugosidade é controlada de forma estável abaixo de Ra0,2μm e a textura microscópica da parede interna é uniforme e densa.
A verificação das condições reais de trabalho mostra que o desgaste do anel de vedação do cilindro é bastante reduzido, o desempenho de vedação do equipamento é melhorado em mais de 30% e não há vazamento ou alívio de pressão sob condições de trabalho de alta pressão. A resistência geral ao desgaste do cilindro de óleo é melhorada, a vida útil é estendida e a frequência média anual de manutenção do equipamento é reduzida.
Caso 2: Processamento aprimorado por espelho do eixo principal de um britador de mineração.
O eixo principal do britador é o principal componente de suporte de carga e transmissão do equipamento de britagem de mineração. É amplamente utilizado nas principais máquinas de engenharia de mineração, como britadores de mandíbula, britadores de cone e britadores de impacto. Há muito tempo é submetido a condições extremas de trabalho, como impacto de alta intensidade, extrusão de carga pesada, fricção de areia e cascalho e corrosão por poeira.
Sob operação contínua com alta frequência e carga pesada, a superfície do eixo principal está sujeita a problemas como desgaste abrasivo, arranhões e corrosão por pite, o que pode levar à vibração do eixo principal, aumento do desvio radial, falha do rolamento e outras falhas. Em casos graves, pode ocorrer fratura por fadiga do eixo principal, causando paralisação de equipamentos e interrupção da capacidade de produção, o que traz enormes prejuízos econômicos à produção mineira. É também a principal razão para a alta taxa de falhas dos equipamentos britadores e os altos custos de manutenção.
Tendo em vista as características de usinagem do grande diâmetro, eixo longo e superfície de contato de carga pesada do fuso do britador, bem como os pontos problemáticos da incapacidade de eliminar completamente o estresse superficial e a resistência insuficiente ao desgaste superficial com processos tradicionais, usamos uma tecnologia de processamento de espelho ultrassônico personalizado para cobrir totalmente a superfície de trabalho circunferencial externa do eixo principal e a posição de acoplamento do rolamento com processamento de microimpacto de alta frequência para reconstruir a estrutura metalográfica, eliminar a tensão de tração residual de retificação e formar um camada reforçada por tensão compressiva de alta densidade e alta dureza.
Após a transformação da tecnologia de processamento de espelho ultrassônico, a rugosidade da superfície do eixo principal do britador é controlada de forma estável abaixo de Ra0,2μm, e a superfície é lisa e densa, sem pontos de concentração de tensão.
Os dados reais de medição sob condições de trabalho mostram que o coeficiente de atrito da superfície do fuso é significativamente reduzido, a resistência ao desgaste de areia e cascalho, corrosão por pites e resistência à corrosão é significativamente melhorada e a dureza da superfície é aumentada constantemente, o que melhora os problemas dos fusos tradicionais serem propensos ao desgaste e descascamento.
Ao mesmo tempo, a estrutura de tensão compressiva da superfície inibe efetivamente a geração e expansão de rachaduras por fadiga, melhora a vida útil anti-fadiga do fuso, reduz significativamente o desvio radial durante a operação do equipamento, torna a operação de transmissão mais estável, reduz significativamente o ruído de vibração, reduz a taxa de falhas de toda a máquina, reduz significativamente a frequência de paradas e manutenção de equipamentos de mineração e garante efetivamente operações contínuas de alto rendimento na mina.
Caso 3: Acabamento espelhado de eixo de transmissão de precisão de máquinas de engenharia.
Componentes principais de transmissão, como eixos de transmissão de energia de máquinas de engenharia e eixos de engrenagem, têm requisitos extremamente altos de precisão de superfície, coaxialidade e resistência à fadiga.
Existem tensões de tração residuais na superfície do corpo do eixo. A concentração de tensão tende a ocorrer sob operação prolongada em alta velocidade e impacto de carga pesada, causando distorção do eixo, rachaduras, telhas e outras falhas, afetando seriamente a estabilidade da transmissão do equipamento.
Equipamentos de processamento de espelho ultrassônico e cabeçotes de ferramentas profissionais customizados são usados para completar o acabamento e reforço do espelho em uma única fixação, evitando erros de posicionamento causados por múltiplas fixações e garantindo a coaxialidade e precisão dimensional das peças do eixo.
Após o processamento, a rugosidade da superfície do eixo de transmissão pode atingir menos de Ra0,2μm, e uma certa tensão de compressão residual superficial é predefinida para formar uma camada uniforme de reforço de tensão de compressão, o que melhora muito a resistência à fadiga.
Durante a operação do equipamento, a transmissão é mais suave e o ruído é menor, e falhas como fixação e quebra de ladrilhos são eliminadas, e a confiabilidade e durabilidade de todo o sistema de transmissão são melhoradas qualitativamente.
Com base nos casos de produção em massa mencionados acima, em comparação com os processos tradicionais de retificação e polimento, a tecnologia de processamento de espelho ultrassônico tem vantagens notáveis na fabricação de máquinas de engenharia, resolvendo com precisão os pontos problemáticos da produção e aplicação industrial:
1. Dupla atualização de suavidade e desempenho, adaptando-se aos padrões de fabricação de ponta: pode obter de forma estável efeitos de processamento de superespelho, completar simultaneamente o acabamento superficial e o fortalecimento da camada superficial, melhorar as quatro propriedades principais de resistência ao desgaste, resistência à fadiga, resistência à corrosão e vedação de peças, e atender aos requisitos de qualidade de peças de precisão de máquinas de engenharia de ponta.
2. Sem poluição, verde e com economia de energia: É uma tecnologia de processamento sem corte que não consome o material base da peça e não polui por poeira. Está em linha com a tendência de desenvolvimento da produção verde e da atualização de baixo carbono da fabricação de máquinas.
3.
Ampla adaptabilidade e forte compatibilidade: Pode ser adaptado à maioria das peças metálicas de máquinas de engenharia, como cilindros, eixos, válvulas, engrenagens, etc., levando em consideração o processamento de peças convencionais e peças complexas, sem a necessidade de modificar significativamente a linha de produção.
A indústria nacional de máquinas de construção está atualmente em um estágio crítico de transformação de “fabricação em escala” para “fabricação inteligente de ponta”. Precisão insuficiente, vida útil curta e confiabilidade insuficiente das peças sempre foram os principais gargalos que restringem o avanço das máquinas de construção domésticas de alta qualidade.
A implementação inovadora da tecnologia de processamento de espelho ultrassônico compensou as deficiências de qualidade do lado da fabricação de peças, diminuindo efetivamente a lacuna de desempenho entre as máquinas de construção nacionais e os produtos internacionais de alta qualidade.
Para as empresas de manufatura, esta tecnologia pode não apenas aumentar a competitividade central dos produtos e criar produtos de máquinas de engenharia de alta qualidade com alta durabilidade, baixas falhas e baixa operação e manutenção, mas também melhorar a lucratividade de mercado da empresa e a reputação da marca, reduzindo custos e aumentando a eficiência; para a indústria, revolucionou completamente o modelo tradicional de processamento de superfícies metálicas e forneceu suporte ao processo principal para a atualização precisa, de longo prazo e localizada de máquinas de engenharia.
A inovação de processos é a principal força motriz para atualizações na fabricação de equipamentos.
Com suas múltiplas vantagens, a tecnologia de processamento de espelho ultrassônico tornou-se uma das melhores soluções de processo para resolver os problemas de desgaste, vazamento e fratura por fadiga de peças centrais de máquinas de engenharia.
No futuro, continuaremos a nos aprofundar no campo do processamento de precisão ultrassônico, continuaremos a otimizar soluções de processo, criar soluções de processamento personalizadas para vários componentes principais de máquinas de engenharia, ajudar mais empresas de manufatura a superar gargalos de processo e capacitar o desenvolvimento de alta qualidade e de ponta da indústria de máquinas de engenharia com fabricação de precisão.
