Yorulma Arıza Analizi ve Dalga Yayının Önlenmesi

I.Giriş

Yay endüstrisi, makine imalat sektörünün tamamında küçük bir endüstri olmasına rağmen, rolü göz ardı edilemez. Artan açıklık derecesi ile

Endüstriyel otomasyonun sürekli derinleşmesiyle birlikte, makine imalatı, otomotiv, petrokimya ve enerji gibi ithal endüstriyel ekipmanlar Çin'de yaygın olarak uygulanmaktadır. Buna bağlı olarak, üstün performansa sahip bazı yeni bileşen türleri hakkında da bilgi sahibi olduk ve çok katmanlı dalga yayları nispeten yeni bir elastik türü elemanıdır.

Ortak bir tek katmanlı dalga yayı, metal bir halka üzerinde birkaç tepe ve vadiye sahip elastik bir elementtir. Çok katmanlı bir dalga yayı, birkaç ortak tek katmanlı dalga yayından oluşuyor gibi görünür, ancak aradaki fark, basitçe istiflenmemesi, özel bir sürekli sarma işlemi yoluyla işlenmesidir.

II.Sınıflandırma ve çalışma prensibi

Dalga yayı genellikle şu şekilde ayrılır: a, tek katmanlı dalga yayı,

Tek katmanlı "O" şeklinde kapalı tip dalga formu yayı, "C" şeklinde tek katmanlı açık tip dalga formu yayı; b.Çok katmanlı tepeden tepeye (seri) dalga biçimi yayı; c.Çok katmanlı yığılmış tepe tipi, aynı zamanda iç içe (paralel) tip olarak da bilinir; Tek katmanlı dalga biçimi yayı: kısa yer değiştirme ve orta-düşük elastikiyet çalışma koşullarına uygun, iyi güvenilirlik ve yüksek çalışma prensibi ile: dalga biçimi yayı, silindirik yay ve disk yayının ikili çalışma prensiplerinin doğruluğuna sahiptir. Çok katmanlı dalga biçimi yayı tepeden tepeye (seri) tip: esneklik değeri, esas olarak büyük yer değiştirme, orta-düşük esneklik gereksinimlerinde kullanılan ve silindirik yayın yerine geçen dönüş sayısıyla ters orantılıdır. İç içe (paralel) tip: yayın kuvvet değeri, dönüş sayısıyla orantılıdır; bu, dalga biçimi yayının tüm kesin özelliklerini korurken aynı zamanda büyük bir esneklik oluşturur. Çoğu durumda, disk yayı yerine iç içe geçmiş (paralel) dalga biçimi yayı kullanılabilir.

Malzeme ve sıcaklığın yorulma hasarı üzerindeki etkisi aynı malzeme için aynıdır: ince taneli yapıya sahip malzemeler, kaba taneli yapıya sahip malzemelerden daha yüksek akma dayanımına ve yorulma direncine sahiptir; yüzey güçlendirme işlemi, güçlendirmesiz işleme göre çok daha yüksek yorulma ömrüne sahiptir; Malzemenin yüzey pürüzlülüğü ne kadar küçük olursa, stres konsantrasyonu o kadar düşük ve yorulma mukavemeti o kadar yüksek olur; metalurjik kusurları olan malzemeler de yorulma ömrünü büyük ölçüde azaltacak ve yayın erken yorulma arızasına neden olacaktır. Sıradan yay çeliğinden üretilen dalga yayı iyi bir esnekliğe, elektriksel iletkenliğe ve aşınma direncine sahiptir. Normal sıcaklık altında (sıcaklık 200), yayın yorulma arızası normal aralıktadır.Bununla birlikte, sıcaklık arttıkça, yayın esnekliği giderek azalacak ve arıza olgusu önemli ölçüde artacaktır.

Paslanmaz çelik malzemeden işlenmiş dalga yayı, yüksek yorulma ömrüne ve iyi gevşeme direncine sahipken, paslanmaz çelik de yüksek korozyon direncine, manyetik olmayan ve diğer özelliklere sahiptir. Genellikle, paslanmaz çelik, sıcaklık 400'den yüksek olduğunda başarısız olur, ancak özel paslanmaz çelik, yüksek korozyon direncine, manyetik olmayan ve diğer özelliklere sahiptir ve çalışma sıcaklığı 650'ye ulaştığında bile, hala gevşeme ve yorulmaya karşı yüksek dirence sahiptir, bu da onu özel çalışma ortamlarında yeri doldurulamaz bir malzeme haline getirir.

Dördüncü, dalga yayının yorulma arızasının önlenmesi

Aşağıda dalga yaylar için yük ve gerilim hesaplama formülleri verilmiştir. Bu formülleri, dalga yayların yorulma arızası olasılığını azaltacak şekilde düşük gerilim durumunda kullanılacak dalga yayların gerilimini tasarlamak için kullanabiliriz.

(1) Tek katmanlı dalga yayı için hesaplama formülü: f=PKDm/Ebt3N4*ID/OD

S=3IIPDm/4bt2N2;

(2) Çok katmanlı seriler veya tepeden tepeye dalga biçimi yayları için hesaplama formülü: f=PKDm3Z/Ebt3N4*ID/OD;

S=3IIPDm/4bt2N2

(3) Çok katmanlı tepe tipi, ayrıca iç içe veya paralel tip dalga biçimi yay hesaplama formülü olarak bilinir; F=PKDm3/Ebt3N4Z*IDOD;

S=3IIPDm/4bt2N2Z;

Burada: f=yer değiştirme; P=yük; K=çoklu dönüş katsayısı; Dm=ortalama çap; Z=dönüş sayısı; E=elastik modül; b=malzemenin genişliği;

t=malzemenin kalınlığı; N=dalga numarası; ID=iç çap; OD=dış çap; S=bükülme gerilimi; Dalga yayları üzerinde yapılan yorulma testleri sayesinde, dalga yaylarının yorulma ömrünün 500.000 kattan çok daha fazla olduğunu, normalde 1 milyon katı aştığını bulduk. Dış çap D=137 mm, iç çap d=125 mm, kalınlık t=0,8 mm, tepe yüksekliği H=6 mm ve çalışma deplasmanı 3,5 mm, çalışma gücü değeri F=1225N. Dalga yayının bu spesifikasyonu bir petrokimya işletmesi tarafından üç yıldan fazla bir süredir kullanılmaktadır, ve yayın ömrü 1,8 milyon kata ulaşmıştır ve hatta bazıları daha uzun bir ömre sahiptir.

Bu nedenle, bir dalga yayı tasarlarken, yük ve yer değiştirmeye bağlı olarak makul bir tepe yüksekliği ve malzeme kalınlığı seçmeli, dalga yayının stresini etkili bir şekilde kontrol etmeli ve dalga yayın yorulma hasarını daha etkili bir şekilde kontrol etmek için ayarlanabilir dalga sayıları kullanmalıyız.