Złącza ognioodporne Guilemin/DSP – wysokociśnieniowe złącza hydrantowe do awaryjnych systemów przeciwpożarowych

Sprzęgła Guilemin/DSP nadają się do ciężkich maszyn i urządzeń precyzyjnych. W jaki sposób proces produkcji równoważy wysoką wytrzymałość i precyzję?

1. Wybór materiału: podstawa wysokiej wytrzymałości i precyzji obróbki

Sprzęgła Guilemin/DSP przy wyborze materiału zastosować kompozytowy system „funkcjonalnej powłoki podłoża ze stopu o wysokiej wytrzymałości”. Strategia ta jest podobna do rygorystycznej logiki firmy Jun'an Fire Technology przy wyborze materiałów na węże strażackie. Aby zapewnić stabilność węża w ekstremalnych warunkach, takich jak wysoka temperatura i wysokie ciśnienie, firma Jun'an Fire Protection ściśle sprawdza dostawców surowców i wymaga od nich dostarczania raportów certyfikacyjnych. Guilemin/DSP preferuje następujące systemy materiałowe ze względu na wysokie wymagania dotyczące obciążenia ciężkich maszyn i wrażliwość na tolerancję sprzętu precyzyjnego:
Wybór materiału podstawowego: stosuje się wysokowytrzymały stop niklowo-chromowo-molibdenowy (taki jak 42CrMo) lub stop tytanu (taki jak TC4). Granica plastyczności takich materiałów może sięgać ponad 850 MPa i może wytrzymać zmienne obciążenie podczas pracy ciężkich maszyn. Jednocześnie ma dobrą wydajność cięcia i może osiągnąć dokładność na poziomie IT6-IT7 (równoważną pasmu tolerancji 0,01-0,02 mm) poprzez precyzyjną obróbkę, aby uniknąć deformacji podczas obróbki z powodu nadmiernej twardości materiału.
Technologia powlekania: Powierzchnia pokryta jest antykorozyjną powłoką ochronną (taką jak powłoka nanoceramiczna lub powłoka PVD), a grubość powłoki jest kontrolowana na poziomie 5-10 μm, co nie tylko zwiększa odporność na erozję środowiskową (spełnia wymagania pracy ciężkich maszyn na zewnątrz), ale także pozwala uniknąć wpływu na dokładność współpracującej powierzchni z powodu zbyt grubej powłoki (błąd montażu precyzyjnego sprzętu musi wynosić ≤0,05 mm).

2. Proces formowania: podwójna kontrola od makro siły do mikro precyzji

Optymalizacja procesu kucia
Aby uzyskać wysoką wytrzymałość wymaganą przez ciężkie maszyny, Guilemin/DSP stosuje proces kucia matrycowego na gorąco, który uszlachetnia ziarna podłoża stopowego poprzez kucie w wysokiej temperaturze powyżej 1000 ℃, poprawia siłę wiązania granic ziaren o ponad 30% i eliminuje defekty odlewnicze (takie jak pory i skurcz). Jednocześnie, aby uwzględnić dokładność montażu sprzętu precyzyjnego, po kuciu wymagana jest wyżarzanie izotermiczne, aby kontrolować naprężenia wewnętrzne materiału poniżej 50 MPa, aby uniknąć odkształcenia spowodowanego uwolnieniem naprężeń podczas późniejszej obróbki. Na przykład kuty półfabrykat kołnierza sprzęgła będzie miał naddatek na obróbkę 0,5-1 mm, co nie tylko zapewnia gęstość odkuwki (≥7,8 g/cm3), ale także stanowi punkt odniesienia dla precyzyjnej obróbki.
Zastosowanie technologii odlewania precyzyjnego
W przypadku części sprzęgających o skomplikowanych konstrukcjach (takich jak łączniki elastomerowe) stosuje się odlewanie metodą traconego wosku, a dokładność formy może sięgać ± 0,03 mm, a chropowatość powierzchni Ra ≤ 1,6 μm. Podczas procesu odlewania temperatura odlewania (taka jak stop tytanu jest kontrolowana na poziomie 1650-1700 ℃) i szybkość chłodzenia (10-15 ℃/s) są kontrolowane w celu ujednolicenia wewnętrznej struktury odlewu, wytrzymałość na rozciąganie osiąga ponad 900 MPa i unika się problemu chropowatości powierzchni w przypadku tradycyjnego odlewania w piasku (chropowatość powierzchni odlewu piaskowego wynosi zwykle Ra≥12,5 μm).

3. Precyzyjna obróbka: wielowymiarowa technologia precyzyjnego sterowania

Obróbka CNC i kompensacja błędów
Korzystając z pięcioosiowego centrum obróbczego CNC, poprzez optymalizację ścieżki narzędzia (np. interpolację spiralną zamiast cięcia liniowego), współosiowość otworu wału sprzęgającego jest kontrolowana w zakresie 0,01 mm, a symetria wpustu wynosi ≤0,02 mm. W przypadku powierzchni współpracujących wymaganych przez sprzęt precyzyjny (taki jak ogranicznik kołnierza) stosuje się proces szlifowania lustrzanego, prędkość liniowa ściernicy osiąga 60 m/s, a chropowatość powierzchni Ra≤0,4μm, aby zapewnić szczelność i współosiowość podczas instalacji (urządzenia precyzyjne wymagają luzu montażowego ≤0,03mm).
Specjalna technologia przetwarzania
Do obróbki małych otworów w materiałach o dużej wytrzymałości (takich jak otwory pozycjonujące o średnicy ≤2mm) stosuje się obróbkę elektroiskrową (EDM), przy czym współczynnik strat elektrody jest kontrolowany poniżej 1%, a tolerancja apertury wynosi ±0,01mm. Na przykład otwór blokujący w strukturze zapobiegającej upadkowi złącza musi zostać obrobiony na podłożu ze stopu o twardości HRC45-50. EDM pozwala uniknąć problemów związanych ze zużyciem narzędzia i zadziorami w ściankach otworów podczas tradycyjnego wiercenia oraz zapewnia dokładność luzu (≤0,01 mm) po zainstalowaniu kołka blokującego, poprawiając w ten sposób niezawodność zabezpieczenia przed upadkiem.

4. Obróbka powierzchni: zrównoważony proces funkcjonalności i precyzji

Technologia osadzania powłok
W powłoce ochronnej stosuje się fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD) lub chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD), takie jak temperatura osadzania powłoki TiN ≤500℃, aby uniknąć wpływu wysokiej temperatury na właściwości mechaniczne podłoża (odpuszczanie stopu 42CrMo powyżej 500℃ spowoduje zmniejszenie wytrzymałości). Podczas osadzania powłoki stosuje się technologię napylania magnetronowego, aby kontrolować jednorodność warstwy folii, przy odchyłce grubości ≤±0,5 μm, zapewniając, że nie ma to wpływu na dokładność wymiarową powierzchni współpracującej (takiej jak wewnętrzny otwór złącza) (tolerancja otworu wewnętrznego w sprzęcie precyzyjnym wynosi zwykle H7, tj. ± 0,015 mm).
Zabieg wzmacniający powierzchnię
W przypadku części o wysokiej odporności na zużycie, wymaganych w ciężkich maszynach (takich jak zęby koła zębatego sprzęgła zębatego), stosuje się laserowe hartowanie powierzchniowe z głębokością warstwy hartowanej 0,3-0,5 mm i twardością zwiększoną do HRC55-60. Jednocześnie odkształcenie hartownicze jest kontrolowane za pomocą ścieżki skanowania laserowego do ≤0,02 mm. W porównaniu z tradycyjnym nawęglaniem i hartowaniem, technologia ta może zmniejszyć odkształcenia po obróbce cieplnej (odkształcenie podczas nawęglania i hartowania wynosi zwykle ≥ 0,05 mm), spełniając rygorystyczne wymagania precyzyjnego sprzętu do odkształcania części.

5. Projekt konstrukcyjny: Skoordynowana optymalizacja właściwości mechanicznych i dokładności montażu

Projekt optymalizacji topologicznej
Konstrukcja sprzęgła jest zoptymalizowana topologicznie za pomocą analizy elementów skończonych (FEA), np. dodając fazę 15° na zaokrągleniu przejściowym kołnierza, aby zmniejszyć współczynnik koncentracji naprężeń o ponad 30% (szczytowe naprężenie pod obciążeniem udarowym podczas pracy ciężkich maszyn można zmniejszyć z 300 MPa do 210 MPa); jednocześnie ogranicznik pozycjonowania wymagany przez sprzęt precyzyjny jest zaprojektowany jako konstrukcja schodkowa, a współosiowość podczas montażu jest poprawiona (≤0,015 mm) poprzez dopasowanie powierzchni z wieloma odniesieniami (płaskość ≤0,01 mm).
Technologia integracji elastomerów
W sytuacjach wymagających odporności na wibracje (takich jak połączenie silnika ciężkich maszyn) sprzęgło ma wbudowane elastomery tłumiące, wykorzystujące proces wulkanizacji poprzez formowanie wtryskowe. Siła wiązania pomiędzy elastomerem a metalowym podłożem wynosi ≥15 MPa, co może pochłaniać wibracje (współczynnik tłumienia amplitudy ≥80%), a dzięki precyzyjnej kontroli formy (tolerancja formy ± 0,02 mm) gwarantuje się spójność wielkości elastomeru, aby uniknąć błędów montażowych spowodowanych odkształceniem elastomeru (precyzyjny sprzęt wymaga tolerancji grubości elastomeru ≤0,1 mm).

6. Kontrola jakości: pełna weryfikacja wytrzymałości procesu i precyzji

Kontrola wydajności mechanicznej
Próba rozciągania: Wytrzymałość podłoża na rozciąganie musi wynosić ≥950MPa, a wydłużenie musi wynosić ≥12%, aby zapewnić, że ciężkie maszyny nie pękną pod dużym obciążeniem;
Próba zmęczeniowa: Pod zmiennym obciążeniem 1000 razy/minutę (zakres obciążenia 0-80% granicy plastyczności) po 10⁶ cyklach nie ma pęknięć, co spełnia wymagania długotrwałej pracy ciężkich maszyn.
Precyzyjne wykrywanie
Pomiar współrzędnościowy (CMM): pełnowymiarowe wykrywanie kluczowych wymiarów (takich jak średnica otworu wału i równoległość kołnierza) z dokładnością pomiaru ± 0,005 mm, spełniającą wymagania tolerancji na poziomie mikronów dla sprzętu precyzyjnego;
Test wyważania dynamicznego: Korekcja wyważenia dynamicznego szybkoobrotowych sprzęgieł, niewyważenie resztkowe ≤1g・mm/kg, zapewniająca, że ​​amplituda drgań sprzętu precyzyjnego podczas pracy wynosi ≤0,01mm (maksymalna amplituda dozwolona dla sprzętu precyzyjnego wynosi 0,05mm).
Test adaptacji do środowiska
Symulując warunki pracy ciężkich maszyn na zewnątrz, przeprowadzono test mgły solnej (5% roztwór NaCl, 96 godzin) i starzenie w wysokiej temperaturze (120℃, 500 godzin), które wykazały, że powłoka nie odpadła, a podłoże nie uległo korozji; jednocześnie ponowny pomiar precyzji przeprowadzono w środowisku o stałej temperaturze (20 ± 2 ℃) wymaganej przez sprzęt precyzyjny, a zmiana wymiarów wyniosła ≤0,003 mm, aby zapewnić, że wahania środowiskowe nie wpływają na dokładność użytkowania.