As razões para a deformação das peças da máquina durante o processamento
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- 2021/7/21
Resumo
Se as peças da máquina forem deformadas durante o processamento, isso causará falha nas peças e até mesmo falha na operação do equipamento. Este artigo apresentará especificamente os motivos da deformação das peças da máquina durante o processamento.
O fenômeno de que peças ou componentes de máquinas mudam de forma ou tamanho sob a ação de uma força externa é chamado de deformação. A deformação excessiva é um tipo importante de falha de peças de máquinas e um sinal óbvio para avaliar a fratura dúctil. Portanto, precisamos analisar as causas das seguintes deformações das peças da máquina no processo de processamento e tomar as medidas correspondentes.
Dependendo se a deformação pode ser recuperada após a remoção da força externa, a deformação das peças ou componentes da máquina pode ser dividida em duas categorias: deformação elástica e deformação plástica.
1. Deformação elástica
A deformação de peças metálicas quando a tensão aplicada é menor que a resistência ao escoamento do material é chamada de deformação elástica.
(1) Quando a força externa é removida, a deformação das peças é eliminada e a forma original é restaurada.
(2) Quando o material se deforma elasticamente, a deformação é proporcional à tensão, e sua razão é chamada de módulo elástico, que representa a resistência do material à deformação elástica. Quando outras condições são as mesmas, quanto maior o módulo de elasticidade do material, maior a rigidez das peças da máquina ou componentes feitos desse material e maior a capacidade de manter seu tamanho e forma inerentes quando submetidos a forças externas.
(3) A quantidade de deformação elástica é muito pequena, geralmente não excedendo 0,1% a 1,0% do comprimento original do material.
No processo de uso de peças de metal, se ocorrer deformação elástica excessiva (deformação elástica excessiva refere-se à deformação elástica que excede o projeto permitido), isso afetará a operação normal das peças. Por exemplo, quando o eixo de acionamento está funcionando, uma deformação elástica excessiva fará com que a condição de engrenamento da engrenagem no eixo se deteriore, afetando a vida útil da engrenagem e do rolamento que a suporta; a deformação elástica excessiva do trilho ou fuso da máquina-ferramenta fará com que a precisão da usinagem diminua ou até mesmo deixe de atender aos requisitos de usinagem. Precisão.
Portanto, na operação do equipamento da máquina, é muito necessário evitar a deformação elástica excessiva. Além do design correto, o uso correto é muito importante. A operação de sobrecarga deve ser rigorosamente evitada, as especificações de temperatura operacional devem ser observadas e a deformação térmica deve ser evitada.
2. Deformação plástica
A deformação plástica, também conhecida como deformação permanente, refere-se a uma parte da deformação irrecuperável deixada pelas peças da máquina após a remoção da carga aplicada. Do ponto de vista das características morfológicas macroscópicas, a deformação plástica de peças metálicas inclui principalmente três formas: deformação por empenamento, deformação de volume e deformação por envelhecimento.
(1) Deformação de empenamento
Quando a própria peça de metal é submetida a certo estresse (como estresse da máquina, estresse térmico ou estresse estrutural, etc.), o valor real do estresse excede o limite de resistência à tração ou o limite de resistência à compressão do metal nesse estado, e ocorrerá empenamento . Deformação plástica curva, elíptica ou torcida. Portanto, a deformação por empenamento de peças metálicas é resultado de tensões complexas. A deformação por empenamento é comum em eixos delgados, peças em forma de placa fina e peças de anel e luva de paredes finas.
(2) Deformação de volume
No processo de aquecimento e resfriamento de peças metálicas, devido à mudança de volume específico causada pela transformação da estrutura metalográfica, o fenômeno de expansão e contração de volume de peças metálicas é chamado de deformação de volume. Por exemplo, durante a transformação da fase de têmpera do aço, o volume específico da austenita aumenta quando ela se transforma em martensita ou bainita inferior, e o volume se expande. Após a transformação da fase de têmpera, o volume específico da austenita retida diminui e o volume diminui.
O grau de mudança de volume durante a formação da martensita está relacionado ao teor de carbono na martensita durante a transformação de têmpera. Quanto maior for o teor de carbono no aço, maior será a variação do volume específico quando a martensita é formada e maior será a expansão. Além disso, a distribuição desigual de carbonetos no aço tende a aumentar o grau de deformação.
(3) Deformação de envelhecimento
Após o tratamento térmico do aço, a estrutura instável é produzida, e a tensão interna causada por isso está em um estado instável; a tensão interna de fundição formada durante o processo de fundição da fundição também está em um estado instável. Quando colocado ou usado por muito tempo em temperatura ambiente, o estresse no estado instável mudará gradualmente e se tornará estável. A deformação associada é chamada de deformação de envelhecimento.
A deformação plástica leva a mudanças no tamanho e na forma de cada parte das peças da máquina, o que causará uma série de consequências indesejáveis. Por exemplo, a dobra plástica do fuso de uma máquina-ferramenta não garantirá a precisão da usinagem, resultando em aumento da taxa de rejeição e até mesmo tornando o fuso inoperável.
Embora a deformação plástica local da peça básica da máquina não cause uma falha óbvia como a deformação plástica geral da peça, também é uma forma importante de causar a falha da peça.
No processo de design e produção, devemos fazer o possível para garantir que as peças da máquina não sejam deformadas, caso contrário, isso afetará seriamente o desempenho das peças da máquina. Se você quiser saber mais sobre as peças da máquina depois de ler o conteúdo acima, poderá obter uma solução mais abrangente entrando em contato conosco.
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