गियर प्रसंस्करण में शक्तिशाली शॉट peening प्रक्रिया
शक्तिशाली शॉट peening की भूमिका
झुकने की थकान शक्ति में सुधार करने और गियर दांतों की थकान शक्ति से संपर्क करने के लिए एक महत्वपूर्ण तरीका गियर विरोधी जब्ती क्षमता में सुधार और गियर जीवन को बढ़ाने का एक महत्वपूर्ण तरीका है।
काम करने का सिद्धांत
शक्तिशाली शॉट peening प्रक्रिया मुख्य रूप से कमरे के तापमान पर छिड़काव करने के लिए वर्कपीस की सतह को हिट करने के लिए छोटे स्टील शॉट्स की उच्च गति जेटिंग का उपयोग करती है, जिससे वर्कपीस की सतह सामग्री के इलास्टोप्लास्टिक विरूपण होता है और एक उच्च अवशिष्ट संपीड़ित तनाव पेश करता है, जिससे सुधार होता है। सतह की मजबूती और वर्कपीस की थकान शक्ति। शॉट peening भाग की सतह को काफी हद तक ख़राब कर देता है, लेकिन बड़ी संख्या में जुड़वाँ और अव्यवस्थाएं भी पैदा करता है, जिससे सामग्री की सतह संसाधित और मजबूत होती है। जैसा कि चित्र एक में दिखाया गया है:
चित्रा 1-शॉट ब्लास्टिंग के बाद भाग की सतह चित्रा 1-बी शॉट ब्लास्टिंग के बिना भाग की सतह
सतह आकृति विज्ञान और प्रदर्शन पर शॉट peening का प्रभाव मुख्य रूप से सतह की कठोरता, सतह खुरदरापन, तनाव संक्षारण प्रतिरोध और भागों के थकान जीवन को बदलने में प्रकट होता है। भाग की सामग्री की सतह स्टील शॉट के प्रभाव के तहत चक्रीय प्लास्टिक विरूपण से गुजरती है। सामग्री की प्रकृति और स्थिति के अनुसार, शॉट पेइंग के बाद सामग्री की सतह निम्नलिखित परिवर्तनों से गुजरती है: कठोरता परिवर्तन, संगठनात्मक संरचना परिवर्तन, चरण संक्रमण, सतह अवशिष्ट तनाव क्षेत्र गठन, सतह खुरदरापन परिवर्तन, आदि।
शॉट peening शक्ति को मापने की विधि
जब धातु का एक टुकड़ा स्टील शॉट की एक धारा से टकराता है, तो वह झुक जाएगा। शॉट peening प्रक्रिया में संतृप्ति और शॉट पेइंग ताकत दो महत्वपूर्ण अवधारणाएं हैं। संतृप्त अवस्था उस स्थिति को संदर्भित करती है जब स्प्रे क्षेत्र की यांत्रिक विशेषताओं को बदलने के बिना एक ही परिस्थितियों में स्प्रे जारी रहता है। तथाकथित शॉट peening ताकत एक निश्चित विनिर्देश (यानी एक परीक्षण टुकड़ा) की एक धातु शीट बनाने के लिए है, इसे एक निर्दिष्ट समय के भीतर संतृप्त राज्य की ताकत तक पहुंचने के लिए और परीक्षण टुकड़ा के चाप की ऊंचाई तक पहुंचने के लिए पहले से बनाया गया है। इसका ब्लास्टिंग मापने के लिए उपयोग किया जाता है। ताकत की डिग्री।
वर्तमान में, सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली अमेरिकन सोसाइटी ऑफ व्हीकल इंजीनियरिंग ने पेइंग स्टैंडर्ड शॉट को अलमैन-आर्क आर्क विधि द्वारा प्रस्तावित शॉट peening परीक्षण विधि को अपनाया है। यह विधि जीएम कंपनी के जो एलमेन (अलमेन) द्वारा प्रस्तावित की गई थी और इसे SAEJ442a द्वारा विकसित किया गया था और SAE443 मानक में निर्दिष्ट माप पद्धति का मुख्य बिंदु शॉट पेइंग प्रभाव को प्रतिबिंबित करने के लिए एक निश्चित विनिर्देश के स्प्रिंग स्टील परीक्षण टुकड़े का उपयोग करना है। गोली मारने के बाद आकृति परिवर्तन का पता लगाना। जब एक तरफा शॉट peening एक पतली प्लेट परीक्षण टुकड़ा पर किया जाता है, सतह परत शॉट की कार्रवाई के तहत तन्य विरूपण के अधीन है, इसलिए पतली थाली गोलाकार रूप से शॉट सतह की ओर घुमावदार है। आमतौर पर, गोलाकार सतह का चाप ऊंचाई मूल्य एक निश्चित अवधि के दूरी पर मापा जाता है और शॉट peening की तीव्रता को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। चाप ऊंचाई मूल्य एक विशेष स्थिरता पर Almen परीक्षण टुकड़ा फिक्सिंग के बाद निर्धारित किया जाता है, शॉट peening के बाद, और फिर परीक्षण टुकड़ा को हटाने, और फिर एकल-शॉट शॉट peening द्वारा उत्पादित परीक्षण टुकड़ा के तन्यता विरूपण को मापने के लिए Almen गेज का उपयोग कर (यही है, चाप ऊंचाई मूल्य)। यदि परीक्षण टुकड़ा द्वारा मापा गया चाप की ऊंचाई 0.35 मिमी है, तो इसे 0.35A के रूप में दर्ज किया गया है।
शॉट पेइंग ताकत का एक और निरीक्षण तरीका अवशिष्ट तनाव निरीक्षण है, अर्थात्, मजबूत शॉट पेइंग के बाद वर्कपीस का अवशिष्ट तनाव निरीक्षण। विशिष्ट निरीक्षण विधि एक्स-रे विवर्तन है। यूएस SAE J784a मानक में निम्नलिखित विधि की सिफारिश की गई है: एक्स-रे की घटना और विच्छेदित बीम गियर की दांत की जड़ के समानांतर होना चाहिए, बेलनाकार स्पर गियर और बेलनाकार सहायक गियर पर माप की स्थिति केंद्र में होनी चाहिए दांत की जड़ की चौड़ाई, और विकिरण क्षेत्र दांत पर केंद्रित होना चाहिए। रूट पट्टिका का केंद्र दांत रूट पट्टिका की सतह की गहराई के निर्दिष्ट माप बिंदु से आगे नहीं बढ़ सकता है। विकिरण क्षेत्र का आकार बीम को निर्देशित करके और दांतों की जड़ की सतह को उचित रूप से कवर करके नियंत्रित किया जा सकता है; निरीक्षण के लिए प्रत्येक चयनित गियर पर, कम से कम दो दांतों को मूल्यांकन के लिए चुना जाना चाहिए, और दो दांतों के बीच का अंतराल 180 ° है। यदि दांत के प्रभावी दांत प्रोफाइल को संरक्षित किया जाता है और जमीन नहीं होती है, तो यह माना जा सकता है कि सतह के नीचे अवशिष्ट तनाव को मापने के लिए गियर रूट जमीन क्षतिग्रस्त नहीं है और इसका उपयोग उत्पादन के लिए किया जा सकता है।
भागों की थकान प्रतिरोध में सुधार पर शॉट peening का प्रभाव
सतह के ठंड विरूपण के माध्यम से मजबूत करने वाली भौतिक सतह का सार यह है कि ठंड विरूपण सामग्री की सतह संरचना में परिवर्तन, अवशिष्ट कंप्रेसिव तनाव की शुरूआत और सतह आकारिकी में परिवर्तन का कारण बनता है।
शॉट peening सामग्री की सतह के गुणों में सुधार करता है
शॉट पेइनिंग को मजबूत करने की प्रक्रिया में, जब छोटे गोलाकार स्टील का शॉट तेज गति से छिड़काव किए गए वर्कपीस की सतह से टकराता है, तो वर्कपीस की सतह सामग्री elastically और plastically विकृत हो जाएगी। प्रभाव स्थल प्लास्टिक विरूपण के कारण एक गड्ढा पैदा करेगा। प्रभाव एक व्यास विकसित करने के लिए गड्ढा के पास सतह सामग्री का कारण होगा। विस्तार करना। जब अधिक से अधिक स्टील शॉट्स को स्प्रे करने के लिए वर्कपीस की सतह को मारा जाता है, तो वर्कपीस की सतह के अधिक से अधिक भाग उच्च गति वाले स्टील के शॉट्स की गतिज ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और प्लास्टिक रियोलॉजी का उत्पादन करते हैं, जो रेडियल विस्तार का कारण बनता है प्लास्टिक परिवर्तन के कारण सतह सामग्री। क्षेत्र बड़ा और बड़ा हो जाता है, और प्लास्टिक रूप से विकृत सतहों को धीरे-धीरे टुकड़ों में जोड़ा जाता है ताकि वर्कपीस की सतह पर एक समान प्लास्टिक विरूपण परत धीरे-धीरे बने। प्लास्टिक विरूपण परत बनने के बाद, निरंतर शॉट peening निरंतर विस्तार के कारण प्लास्टिक विरूपण परत को धीरे-धीरे पतला कर देगा। इसी समय, प्लास्टिक विरूपण परत के रेडियल विस्तार को आसन्न क्षेत्र द्वारा प्रतिबंधित किया जाएगा और अतिव्यापी भाग को नष्ट करने का कारण होगा। लगातार गोली मारना और छीलना। इसलिए, शॉट पेइंग के समय को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।
कार्बोराइज्ड गियर सरफेस के रेसिडुअल स्ट्रेस पर शॉट पेइंग का प्रभाव
अल-ओबैद एट अल के दृष्टिकोण के अनुसार, शॉट पेइंग द्वारा वर्कपीस की सतह पर अवशिष्ट तनाव के गठन के कारण के बारे में: जब हाई-स्पीड स्टील शॉट नमूना की सतह को हिट करता है, तो प्लास्टिक विरूपण होता है प्रभाव स्थल और एक गड्ढा बना हुआ है। जब अधिक से अधिक स्टील शॉट्स जब यह नमूना की सतह से टकराता है, तो नमूने की सतह पर एक समान प्लास्टिक विरूपण परत का गठन किया जाएगा। चूँकि प्लास्टिक विरूपण परत का आयतन विस्तार अनियंत्रित रूप से विकृत पड़ोसी क्षेत्र से प्रतिबंधित होगा, संपूर्ण प्लास्टिक विरूपण परत को संपीड़ित तनाव के अधीन किया जाता है।
क्योंकि अवशिष्ट कंप्रेसिव स्ट्रेस और इसके वितरण का गियर के थकान वाले जीवन पर बहुत प्रभाव पड़ता है, शॉट शॉटिंग प्रक्रिया के पेशेवरों और विपक्ष सीधे अवशिष्ट तनाव और इसके वितरण को प्रभावित करेंगे। इसलिए, छिड़काव वाले भागों की सतह पर अवशिष्ट तनाव का सटीक निर्धारण शॉट पेइंग प्रक्रिया के पेशेवरों और विपक्षों के मूल्यांकन के लिए एक प्रभावी तरीका है।
भागों की सतह खुरदरापन पर शॉट peening का प्रभाव
शॉट पेयनिंग को मजबूत करने से भाग की स्प्रे सतह का प्लास्टिक विरूपण होगा, और भाग की सतह खुरदरापन को बदल देगा। भूतल खुरदरापन एक प्रकार की सूक्ष्म ज्यामितीय आकार की त्रुटि है, जिसे सूक्ष्म असमानता भी कहा जाता है। सतह की खुरदरापन सतह की लहराती और आकार की त्रुटि के समान है। यह भाग के ज्यामितीय आकार की त्रुटि के अंतर्गत आता है। मशीन भागों के प्रदर्शन पर सतह खुरदरापन का एक महत्वपूर्ण प्रभाव है। सामग्री की सतह खुरदरापन पर शॉट peening का प्रभाव आमतौर पर Ra0.6-20mm की सीमा में होता है। प्रक्रिया के मापदंडों को बदलने के बिना, सामग्री की मूल सतह खुरदरापन जितना अधिक होगा, शॉट peening के बाद रा मूल्य जितना अधिक होगा। उत्पादन अभ्यास ने यह साबित कर दिया है कि सामान्य परिस्थितियों में अगर छिड़काव करने से पहले सतह का खुरदरापन 6.3 मिमी से कम है, तो शॉट peening मूल खुरदरापन को बढ़ा या बनाए रख सकता है। मूल सतह खुरदरापन 6.3 मिमी से ऊपर है, तो शॉट peening के बाद सतह खुरदरापन कम हो जाएगा। उत्पादन अभ्यास में, अधिक आदर्श शॉट peening सतह प्राप्त करने के लिए, हमें निम्नलिखित पहलुओं से शुरू करना चाहिए: एक बेहतर मूल सतह प्रदान करना, रा मान 6.3 मिमी से नीचे होना चाहिए; एक उचित स्टील शॉट व्यास और शॉट दबाव चुनें; व्यास स्टील शॉट के बाद शॉट-पेन्ड किया जाता है, एक बेहतर सतह खुरदरापन को प्राप्त करने के लिए इसे कम दबाव पर एक छोटे स्टील शॉट (शॉट पेइंग ताकत मूल्य को बदला नहीं जा सकता) के साथ कवर किया जाता है।
शॉट peening के बाद भागों की सतह को हल्के ढंग से पॉलिश किया जाना चाहिए, और सतह पर धातु हटाने की मात्रा को चमकाने के दौरान नियंत्रित किया जाना चाहिए। इस तरह, शॉट पेइनिंग का मजबूत प्रभाव क्षतिग्रस्त नहीं होता है, और सतह खुरदरापन में सुधार किया जा सकता है। बेशक, यह एक बहु-कारक समस्या है, चाहे कोई भी तरीका अपनाया जाए, अन्य कारकों के प्रभाव को एक ही समय में माना जाना चाहिए।
शॉट peening प्रभाव पर प्रक्रिया मापदंडों का प्रभाव
शॉट peening की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक इस प्रकार हैं: शॉट सामग्री, शॉट व्यास, शॉट गति, शॉट फ्लो दर, शॉट कोण, शॉट दूरी, शॉट समय, कवरेज दर, आदि। इनमें से किसी भी एक पैरामीटर का परिवर्तन प्रभावित करेगा। अलग-अलग डिग्री के लिए शॉट peening का प्रभाव।
शॉट पेइंग इफेक्ट पर स्टील शॉट मैटेरियल, कठोरता, आकार और कण आकार का प्रभाव
कास्ट-आयरन शॉट्स और कास्ट स्टील शॉट्स आमतौर पर कठोर गियर के शॉट peening के लिए उपयोग किए जाते हैं। कच्चा लोहा शॉट का नुकसान इसकी कम क्रूरता है। शॉट पेअरिंग के दौरान इसे तोड़ना आसान है और पहनने की एक बड़ी मात्रा है। टूटे हुए स्टील शॉट को समय पर अलग किया जाना चाहिए, अन्यथा, यह शॉट की सतह की गुणवत्ता को प्रभावित करेगा। हालांकि, कच्चा लोहा शॉट्स के फायदे कम कीमत और उच्च कठोरता हैं, जो छिड़काव की सतह पर उच्च अवशिष्ट कंप्रेसिव तनाव का कारण बन सकता है। कच्चा लोहा शॉट की तुलना में, कास्ट स्टील शॉट का लाभ यह है कि इसे तोड़ना आसान नहीं है और स्प्रे सतह के ज्यामिति के लिए फायदेमंद है। हालांकि, कच्चा स्टील शॉट की कठोरता कच्चा लोहा शॉट की तुलना में कम है। अन्य स्थितियों के तहत, छिड़काव सतह का अवशिष्ट संपीड़ित तनाव कच्चा लोहा शॉट की तुलना में कम है।
छिड़काव किए जाने वाले वर्कपीस के लिए, स्टील शॉट की गुणवत्ता और स्टील शॉट की गति शॉट peening प्रभाव की स्थिरता निर्धारित करती है। उनमें से, शॉट शॉटिंग के प्रभाव पर स्टील शॉट की गुणवत्ता का काफी प्रभाव है। सामान्य नियम यह है: स्टील शॉट का व्यास छोटा है, वर्कपीस की सतह पर अवशिष्ट तनाव अधिक है, लेकिन मजबूत परत उथली है; स्टील शॉट का व्यास बड़ा है, वर्कपीस की सतह पर अवशिष्ट तनाव कम है, लेकिन मजबूत परत डेपर; स्टील शॉट कठोरता अधिक है, शॉट peening ताकत भी अधिक है; स्टील शॉट व्यास बढ़ जाता है, शॉट peening ताकत भी बढ़ जाती है; स्टील शॉट की गति बढ़ जाती है, शॉट पेइंग ताकत, सतह संपीड़ित तनाव और परत की गहराई में वृद्धि को मजबूत करता है।
शॉट peening मापदंडों का उचित चयन और नियंत्रण अच्छा शॉट peening प्रभाव प्राप्त कर सकते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, स्टील शॉट का व्यास छिड़काव किए जाने वाले भागों से प्रभावित होता है। आम तौर पर, स्टील शॉट का व्यास गियर संक्रमण क्षेत्र के पट्टिका व्यास के आधे से अधिक नहीं होना चाहिए। स्टील शॉट्स जो बहुत बड़े होते हैं, उन्हें गियर के गोल कोनों पर स्प्रे नहीं किया जा सकता है। जब सतह खुरदरापन की आवश्यकता होती है, तो छोटे स्टील शॉट्स का यथासंभव उपयोग किया जाना चाहिए। कवरेज आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, शॉट peening समय तेजी से बढ़ेगा क्योंकि स्टील शॉट का आकार बढ़ता है, और छोटे स्टील शॉट्स जल्दी से कवरेज आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। इसलिए, स्टील शॉट का व्यास बहुत बड़ा नहीं होना चाहिए। वास्तविक स्थिति के अनुसार, हमारी कंपनी the0.6 मिमी और .80.8 मिमी के व्यास के साथ स्टील शॉट्स चुनती है, और प्राप्त प्रभाव आदर्श है।
इसी समय, स्टील शॉट की सामग्री भी बहुत महत्वपूर्ण है। राष्ट्रीय मानकों ने पहले ही मेटलोग्राफिक संरचना, रासायनिक संरचना, न्यूनतम घनत्व और स्टील शॉट की कठोरता विचलन सीमा पर सख्त विनिर्देश दिए हैं। एक समान गोलाकार आकृति और आकार और पर्याप्त स्टील शॉट्स सुनिश्चित करने के लिए योग्य सामग्रियों के स्टील शॉट्स की गुणवत्ता को कड़ाई से नियंत्रित किया जाना चाहिए। स्टील शॉट की मात्रा में कमी से संबंधित शॉट peening ताकत कम हो जाएगी। इसलिए, कुछ निश्चित अंतराल पर स्टील शॉट्स की जाँच की जानी चाहिए, अयोग्य स्टील शॉट्स को समय पर हटाया जाना चाहिए, और स्टील शॉट्स की एक निश्चित मात्रा को बदलना और बढ़ाना होगा। अन्यथा, विकृत स्टील की गोली के किनारों और कोनों पर स्प्रे किए गए भागों की सतह पर सूक्ष्म दरारें और थकान स्रोतों का कारण होने की संभावना है। आम तौर पर, योग्य स्टील शॉट्स की संख्या 80% से कम नहीं होनी चाहिए। योग्य स्टील शॉट्स की सामग्री को आमतौर पर विभिन्न विशिष्टताओं की स्क्रीन द्वारा नियंत्रित किया जाता है
स्टील शॉट की कठोरता को वर्कपीस सामग्री की कठोरता पर विचार करना चाहिए। जब स्टील शॉट की कठोरता गियर सामग्री की कठोरता के बहुत करीब होती है, तो स्टील शॉट की कठोरता से अधिकतम संपीड़ित तनाव और संपीड़न गहराई प्रभावित नहीं होगी। इसलिए, जब स्टील शॉट का चयन किया जाता है, तो स्टील शॉट की कठोरता गियर शॉट वाली सतह की कठोरता से अधिक या उसके बराबर होनी चाहिए। कार्ब्युरेटेड गियर के लिए, संतोषजनक संपीड़ित तनाव प्रभाव प्राप्त करने के लिए 55-65HRC की कठोरता के साथ स्टील शॉट्स का उपयोग करना सबसे अच्छा है।
स्टील पे फ्लो दर, गति और इंजेक्शन कोण का प्रभाव शॉट पेइंग इफेक्ट पर पड़ता है
फेंकने वाला सिर सीधे एक चर आवृत्ति मोटर द्वारा संचालित होता है, और फेंकने वाले सिर की गति को मोटर की आवृत्ति को बदलकर बदला जा सकता है। केन्द्रापसारक बल की कार्रवाई के तहत, स्टील ने प्ररित करनेवाला शाफ्ट पर छेद से ब्लेड तक ओवरफ्लो किया और फिर उच्च गति वाले घूर्णन ब्लेड द्वारा एक निश्चित कोण पर फेंका गया। प्ररित करनेवाला की गति स्टील शॉट की प्रारंभिक गति निर्धारित करती है। मोटर की अधिकतम गति 3000r / मिनट है।
जैसा कि ब्लास्टिंग हेड घूमता है, स्टील शॉट्स को लगातार बाहर फेंक दिया जाएगा, इसलिए स्टील शॉट के प्रवाह को नष्ट करने वाले सिर के प्ररित करनेवाला शाफ्ट में प्रवेश करना होगा यह सुनिश्चित करने में सक्षम होना चाहिए कि ब्लास्टिंग हेड को स्टील शॉट्स की पर्याप्त आपूर्ति होती है, जिसे लगातार पूरक की आवश्यकता होती है शॉट ब्लास्टिंग मशीन जीजी का स्टील शॉट रिकवरी सिस्टम, इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि शॉट नियंत्रण वाल्व से गुजरने वाले स्टील शॉट्स के प्रवाह को समायोजित करने के लिए शॉट कंट्रोल वाल्व के शुरुआती आकार को समायोजित करके माध्यम में स्टील शॉट्स का स्टॉक समायोजित किया जाता है। फेंकने वाले सिर में। शॉट ब्लास्टिंग मशीन जीजी के स्टील शॉट का इनपुट वॉल्यूम एक बार समायोजित होने के बाद तय होता है। सामान्य उपयोग में, स्टील शॉट फ्लो दर का परिवर्तन नष्ट करने वाले सिर की रोटेशन गति को समायोजित करके प्राप्त किया जाता है, अर्थात, यह बढ़ जाता है जब स्टील शॉट का इनपुट वॉल्यूम अपरिवर्तित रहता है। यदि प्ररित करनेवाला घूमता है, तो स्टील शॉट फ्लो दर प्रति यूनिट समय बड़ा है, और इसके विपरीत। शॉट ब्लास्टिंग मशीन पर, स्टील ब्लास्ट की प्रवाह दर को प्रदर्शित करने के लिए प्रत्येक ब्लास्टिंग हेड के पास एक एमीटर होता है। जब शॉट peening गुणवत्ता तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा नहीं करती है, तो मोटर आवृत्ति को समायोजित करने की आवश्यकता होती है। समायोजन को एमीटर पर प्रदर्शित रीडिंग के माध्यम से समायोजन की डिग्री निर्धारित करना है। एमीटर की रीडिंग रेंज 0-30A है।
निष्कर्ष के तौर पर
शॉट पेइंग प्रक्रिया में, सामग्री की सतह को स्टील शॉट के हिंसक प्रभाव के अधीन किया जाता है ताकि एक कठोर परत का निर्माण किया जा सके, जिससे दो प्रभाव होंगे:
सबसे पहले, संरचना उप-क्रिस्टल शोधन का कारण बनती है, अव्यवस्था घनत्व बढ़ जाती है, और जाली विरूपण बढ़ जाती है;
दूसरा उच्च मैक्रोस्कोपिक अवशिष्ट कंप्रेसिव तनाव का परिचय है।
इसके अलावा, स्टील शॉट के प्रभाव के कारण सतह की खुरदरापन बढ़ जाती है, जिससे काटने के दौरान चिकनी होने वाले तेज उपकरण निशान बन जाएंगे। इन परिवर्तनों से सामग्री की थकान प्रतिरोध और तनाव संक्षारण प्रतिरोध में काफी सुधार होगा, जिससे गियर के जीवन में काफी सुधार होगा।
