В контексте углубленного продвижения стратегии «Производственная мощь» отрасль строительного машиностроения переживает критическую трансформацию от «количественного расширения» к «качественному скачку».
Тяжелая техника, такая как погрузчики, экскаваторы и бульдозеры, долгое время служила в тяжелых условиях труда с повышенной запыленностью, сильными ударами и тяжелыми нагрузками. Срок службы и надежность основных компонентов напрямую определяют рыночную репутацию и ценность бренда всей машины.
Технология ультразвуковой обработки зеркал, технология обработки поверхности металла, позволяет одновременно добиться зеркального блеска поверхности заготовки, оптимизировать поверхностное напряжение и повысить твердость и износостойкость.
Он получил широкое распространение при массовом производстве и обработке основных частей машиностроительной техники.
Технология ультразвуковой обработки зеркал отличается от логики обработки традиционной резки и шлифования для удаления материалов. Это нережущий процесс холодного упрочнения поверхности пластика. Его основной принцип таков: специальный ультразвуковой генератор преобразует электрическую энергию в высокочастотную механическую вибрацию, заставляя головку обрабатывающего инструмента равномерно воздействовать на металлическую поверхность заготовки с частотой десятки тысяч раз в секунду.
Под непрерывным действием высокочастотного микровоздействия металлические микроскопические волновые пики на поверхности заготовки уплотняются и сплющиваются, а волновые впадины заполняются, достигая гладкой микроскопической поверхности;
в то же время поверхностный слой металла подвергается наномасштабной пластической деформации, металлографическая структура поверхности восстанавливается, остаточные растягивающие напряжения, возникающие при точении и шлифовании, устраняются, и формируется плотный упрочняющий сжимающий слой.
Наконец, без изменения точности размеров заготовки одновременно достигаются многочисленные улучшения характеристик, такие как высокая гладкость, высокая твердость, высокая износостойкость, усталостная стойкость и коррозионная стойкость, что позволяет адаптироваться к тяжелым и долговечным условиям работы инженерного оборудования.
Основываясь на проблемных точках обработки трех основных уязвимых частей цилиндров машиностроительного оборудования, шпинделей дробилок и прецизионных трансмиссионных валов, мы использовали технологию ультразвуковой обработки зеркал для модернизации процесса, и результаты были замечательными в случаях массового производства.
Кейс 1: Зеркальная обработка и трансформация внутреннего отверстия масляного цилиндра.
Масляный цилиндр является основным силовым компонентом инженерной техники. Качество поверхности внутреннего отверстия масляного цилиндра напрямую влияет на качество уплотнения и срок службы.
Когда оборудование работает под высоким давлением, уплотнительное кольцо легко изнашивается из-за микротекстуры, вызывая утечку масла и утечку масла в цилиндре. Это не только приводит к потере гидравлического масла и снижает эффективность работы, но также требует частых остановов для замены уплотнительного кольца. Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание остаются высокими, что является распространенной проблемой в машиностроении.
В ответ на потребности в обработке цилиндров крупного машиностроительного оборудования мы используем интегрированное оборудование для обработки ультразвуковых зеркал, чтобы адаптироваться к сценариям обработки цилиндров с большой апертурой и длинным ходом и добиться однократного зажима и однократного формования.
В течение всего процесса нет необходимости во вторичной полировке и шлифовке. Оборудование оснащено интеллектуальной системой, обеспечивающей точное и стабильное давление обработки, предотвращение деформации заготовки и адаптацию к потребностям массового производства.
После модификации поверхность внутреннего отверстия масляного цилиндра приобретает эффект промышленного зеркала, шероховатость стабильно контролируется ниже Ra0,2 мкм, а микроскопическая текстура внутренней стенки становится однородной и плотной.
Проверка фактических условий работы показывает, что износ уплотнительного кольца цилиндра значительно снижается, характеристики уплотнения оборудования улучшаются более чем на 30%, а в условиях работы под высоким давлением отсутствуют утечки или сброс давления. Улучшается общая износостойкость масляного цилиндра, продлевается срок службы и снижается среднегодовая частота технического обслуживания оборудования.
Случай 2: Зеркальная обработка главного вала горной дробилки.
Главный вал дробилки является основным несущим и трансмиссионным компонентом горного дробильного оборудования. Он широко используется в основном горнодобывающем оборудовании, таком как щековые дробилки, конусные дробилки и ударные дробилки. Он уже давно подвергается экстремальным условиям работы, таким как удары высокой интенсивности, экструзия под большими нагрузками, трение о песок и гравий, а также пылевая коррозия.
При непрерывной работе с высокой частотой и большой нагрузкой поверхность главного вала подвержена таким проблемам, как абразивный износ, царапины и точечная коррозия, что может привести к тряске главного вала, увеличению радиального биения, выходу из строя подшипников и другим неисправностям. В тяжелых случаях может произойти усталостный перелом главного вала, вызывающий остановку оборудования и приостановку производственных мощностей, что приносит огромные экономические потери горнодобывающему производству. Это также является основной причиной высокой частоты отказов дробильного оборудования и высоких затрат на техническое обслуживание.
Учитывая характеристики обработки большого диаметра шпинделя дробилки, длинного вала и сопрягаемой поверхности с большими нагрузками, а также болевые точки, связанные с невозможностью полностью устранить поверхностные напряжения и недостаточную износостойкость поверхности с помощью традиционных процессов, мы используем специальную технологию обработки ультразвукового зеркала, чтобы полностью покрыть внешнюю окружную рабочую поверхность главного вала и положение сопряжения подшипника высокочастотной микроударной обработкой для восстановления металлографической структуры, устранения остаточных растягивающих напряжений при шлифовании и формирования высокой плотности, высокотвердый сжимающе-упрочненный слой.
После преобразования технологии ультразвуковой обработки зеркал шероховатость поверхности главного вала дробилки стабильно контролируется ниже Ra0,2 мкм, а поверхность становится гладкой и плотной без точек концентрации напряжений.
Фактические данные измерений в рабочих условиях показывают, что коэффициент трения поверхности шпинделя значительно снижается, устойчивость к износу из песка и гравия, питтинговой коррозии и коррозионная стойкость значительно улучшаются, а твердость поверхности постоянно увеличивается, что решает проблемы традиционных шпинделей, склонных к износу и отслаиванию.
В то же время структура поверхностного напряжения сжатия эффективно препятствует образованию и расширению усталостных трещин, повышает противоусталостный срок службы шпинделя, значительно снижает радиальное биение во время работы оборудования, делает работу трансмиссии более стабильной, значительно снижает вибрационный шум, снижает частоту отказов всей машины, значительно снижает частоту остановов и технического обслуживания горного оборудования и эффективно гарантирует непрерывную высокопроизводительную работу в шахте.
Случай 3: Зеркальная отделка прецизионного трансмиссионного вала машиностроительной техники.
Основные компоненты передачи, такие как валы передачи мощности машиностроительного оборудования и валы-шестерни, предъявляют чрезвычайно высокие требования к точности поверхности, соосности и усталостной прочности.
На поверхности тела вала имеются остаточные растягивающие напряжения. Концентрация напряжений может возникать при длительной работе на высоких скоростях и при воздействии больших нагрузок, вызывая деформацию вала, растрескивание, поломку и другие неисправности, что серьезно влияет на стабильность передачи оборудования.
Ультразвуковое оборудование для обработки зеркал и специальные профессиональные инструментальные головки используются для завершения отделки и укрепления зеркала за один зажим, избегая ошибок позиционирования, вызванных несколькими зажимами, и обеспечивая соосность и точность размеров деталей вала.
После обработки шероховатость поверхности трансмиссионного вала может достигать менее Ra0,2 мкм, и задано определенное поверхностное остаточное сжимающее напряжение для формирования однородного слоя, упрочняющего сжимающее напряжение, что значительно повышает усталостную прочность.
В процессе работы оборудования передача становится более плавной, уровень шума ниже, устраняются такие неисправности, как удержание и поломка плитки, качественно повышается надежность и долговечность всей системы трансмиссии.
Основываясь на вышеупомянутых случаях массового производства, по сравнению с традиционными процессами шлифовки и полировки, технология ультразвуковой обработки зеркал имеет выдающиеся преимущества в производстве машиностроительного оборудования, точно решая болевые точки промышленного производства и применения:
1. Двойное повышение гладкости и производительности, адаптация к высоким производственным стандартам: он может стабильно достигать эффектов суперзеркальной обработки, одновременно завершать чистовую обработку поверхности и укрепление поверхностного слоя, улучшать четыре основных свойства: износостойкость, усталостную стойкость, коррозионную стойкость и герметизацию деталей, а также соответствовать требованиям к качеству прецизионных деталей высокотехнологичного машиностроительного оборудования.
2. Отсутствие загрязнения, экологичность и энергосбережение: это технология обработки без резки, которая не потребляет основной материал заготовки и не загрязняет пыль. Это соответствует тенденции развития экологически чистого производства и низкоуглеродной модернизации машиностроения.
3. Широкая адаптируемость и высокая совместимость: его можно адаптировать к большинству металлических деталей машиностроительного оборудования, таких как цилиндры, валы, клапаны, шестерни и т. д., принимая во внимание обработку обычных и сложных заготовок, без необходимости существенной модификации производственной линии.
Отечественная промышленность строительного оборудования в настоящее время находится на критическом этапе перехода от «масштабного производства» к «высокотехнологичному интеллектуальному производству». Недостаточная точность, малый срок службы и недостаточная надежность деталей всегда были основными узкими местами, сдерживающими прорыв отечественной высококлассной строительной техники.
Инновационное внедрение технологии ультразвуковой обработки зеркал компенсировало недостатки качества со стороны производства деталей, эффективно сокращая разрыв в производительности между отечественной строительной техникой и международной высококачественной продукцией.
Для производственных компаний эта технология может не только повысить конкурентоспособность продукции и создать высококачественную продукцию машиностроения с высокой долговечностью, низким уровнем отказов и низкими эксплуатационными расходами и техническим обслуживанием, но также улучшить рыночную прибыльность компании и репутацию бренда за счет снижения затрат и повышения эффективности; для отрасли он полностью произвел революцию в традиционной модели обработки поверхности металлов и обеспечил поддержку основных процессов для точной, долгосрочной и локализованной модернизации машиностроительного оборудования.
Инновации в процессах являются основной движущей силой модернизации производства оборудования.
Благодаря своим многочисленным преимуществам технология ультразвуковой обработки зеркал стала одним из лучших технологических решений для решения проблем износа, утечек и усталостных разрушений основных частей инженерного оборудования.
В будущем мы продолжим углубляться в область прецизионной ультразвуковой обработки, продолжим оптимизировать технологические решения, создавать индивидуальные технологические решения для различных основных компонентов машиностроительного оборудования, помогать большему количеству производственных компаний преодолевать узкие места в процессах и способствовать высококачественному и высокотехнологичному развитию отрасли машиностроения с помощью точного производства.
