Kování válcovaných kroužků: Bezproblémový kroužkový proces, tolerance a kontroly dodavatelů

Prsten obvykle selže tam, kde se kov setkává se sebou samým. Může to být svar nebo řezná hrana, která zastaví tok zrna v jeho stopách. K odstranění tohoto slabého místa existuje válcované kroužkové kování. Namísto řezání prstence z desky nebo svařování prstence z tyčového materiálu proces začíná propíchnutým předliskem ve tvaru koblihy a jeho válcováním, dokud není materiál vylisován do kontinuálního obvodového toku zrna kolem celých 360 stupňů.

Nejprve závěr, protože to ušetří pozdější přepracování. Pokud kroužek přenáší krouticí moment, vnitřní tlak, reverzní zatížení nebo únavový pracovní cyklus, bezešvý válcovaný kroužek je obvykle správnou cestou, i když to stojí více než plazmový řezaný talířový kroužek. Pokud je součástí nízkonapěťová rozpěrka nebo plochý kryt, válcování zřídka stojí za krok navíc. Zbytek této stránky vysvětluje, jak proces probíhá, jaké tolerance lze očekávat jako kované a co je třeba ověřit před uvolněním objednávky.

Proč bezešvý válcovaný prsten překonává řezaný nebo svařovaný

Kov má směr, jakmile je opracován. Kování vyrovná vměstky a hranice zrn se směrem toku materiálu a válcování prstence je zarovná po obvodu, což je přesně směr, ve kterém rotující prstenec nese své obručové napětí. Ve službě jsou důležité tři důsledky.

• Žádný svar znamená žádnou tepelně ovlivněnou oblast a žádné požadavky na kontrolu svaru v nejvíce namáhané části součásti.
• Kontinuální tok obručového zrna poskytuje lepší odolnost proti únavě a lepší chování při zadržování trhlin než prstenec vyříznutý z desky, kde tok probíhá v přímce a jednoduše se zastaví na hraně řezu.
• Prostřednictvím deformace tloušťky během válcování se uzavírá vnitřní pórovitost, která zůstala z původního ingotu nebo předvalku, proto jsou válcované kroužky preferovány pro komponenty zadržující tlak a vysoce namáhané součásti.

Řezaný prsten není automaticky špatným dílem. Pro nekonstrukční distanční vložku, ochranný kroužek nebo jednorázový opravný kus je řezání z desky rychlé a levné. Nákladnou chybou je specifikovat řezný kroužek pro provoz, který vyžaduje kované tokové vlastnosti, a pak objevovat rozdíl prostřednictvím selhání pole nebo neočekávaného odmítnutí při ultrazvukové kontrole.

Sekvence kování válcovaných kroužků, krok za krokem

Válcování prstenů je druhá polovina delšího kování a první polovina rozhoduje o tom, jak kvalitní může být druhá polovina. Typická trasa probíhá následovně.

1. Předlisek se nařeže na vypočítanou hmotnost a zahřeje se na kovací teplotu v řízené peci.
2. Zvedněte sochor, abyste zvětšili průřez a zpevnili litou konstrukci.
3. Propíchněte pěchovaný polotovar děrovadlem a vytvořte dutý předlisek, často popisovaný jako kobliha.
4. Umístěte předlisek mezi hlavní válec a trn. Hlavní válec se pohání, trn se tlačí dovnitř a s rostoucím průměrem se stěna ztenčuje.
5. Přiveďte axiální nebo kónické válečky pro ovládání výšky a pravoúhlé plochy, zatímco se prstenec roztahuje.
6. Narolujte na konečnou velikost, poté ovládejte chlazení, tepelné zpracování, stroj a kontrolu.

Kritickou proměnnou je redukční poměr, což znamená, jak moc se tloušťka stěny sníží během válcování vzhledem ke stěně předlisku. Předlisek, který je proražen příliš tenký nebo válcovaný s příliš malou redukcí, může skončit s nedostatečnou deformací ve vývrtu a méně rovnoměrnou strukturou. Příliš těžký předlisek plýtvá materiálem a časem válcování. To je důvod, proč je válcování prstenců plánováno zpět od hotového dílu, nikoli dopředu z jakéhokoli polotovaru, který se náhodou nachází na stojanu.

Radiální axiální frézy zvládají většinu průmyslových prací a vertikální válcovací stolice pro válcování prstenců jsou běžné pro větší průměry, kde prsten potřebuje podporu při svém růstu. Rozsah velikostí je široký. Na stejném principu se vyrábí prstence od zhruba 200 mm až po několik metrů vnějšího průměru, přičemž tloušťka stěny, výška a kapacita stroje rozhodují o tom, která trasa se hodí pro daný úkol.

Porovnání výrobních tras prstenů

Před výběrem procesu pomáhá vidět, kde která cesta skutečně vítězí. Níže uvedené srovnání používá jako rozhodující kritéria tok zrna, stav švu a použití materiálu.

Když je součástí polotovar příruby, ozubený kroužek, ložiskový kroužek nebo kroužek převodovky větrné turbíny, je válcování obecně lepší cestou, protože provozní zatížení působí ve směru obruče a vedení toku končí tam, kde působí napětí.

Přírubové výkovky Jsou dostupné v různých materiálech, snadno se instalují a udržují, což umožňuje rychlou výstavbu různých potrubních systémů. Vyznačuje se vynikajícím těsnicím výkonem... Zobrazit produkt →

Tolerance a kované podmínky k plánování

Válcované kroužky jsou dodávány buď jako válcované s přídavkem na opracování, nebo jako hrubovací a zkušební kroužky. Protože kované rozměry jsou výchozím bodem, nikoli konečnou tolerancí, a údaje se liší podle průměru, tloušťky stěny, materiálu a počtu válcovacích průchodů. Níže uvedená tabulka ukazuje obecný rozsah, který lze očekávat a potvrdit na výkresu.

Následují dva praktické body. Vždy uvádějte minimální přídavek na obrábění na díru spíše než na vnější průměr, protože vyčištění díry je obvykle tím, co rozhoduje o tom, zda je prstenec možné zachránit. A očekávejte tenkostěnné kroužky s velkým průměrem, které se budou nejhůře udržovat. Ovalita je místo, kde začíná většina neshod mezi kupujícím a dodavatelem.

Zpevňovací kroužkové výkovky V krmivových strojích – konkrétně pro klíčové díly, jako jsou pláště válců, hřídele rotorů a dopravní potrubí mlýnů na pelety, mixéry a drtiče – jsou výztužné kroužky... Zobrazit produkt →

Výběr materiálu a tepelného zpracování pro prstencové výkovky

Prstencové válcování pracuje na uhlíkových ocelích, legovaných ocelích, nerezových ocelích, slitinách niklu a slitinách mědi za předpokladu, že materiál může být proražen a válcován uvnitř jeho teplotního okna pro kování. Mezi typické výběry patří:

• Uhlíkové a mikrolegované oceli pro obecné konstrukční kroužky a rozpěrky.
• Kalené a temperované legované oceli, jako jsou třídy typu 4140 pro ozubené věnce, těžké příruby a náboje pro vysoké zatížení.
• Stupně povrchového kalení pro ozubené kroužky, které budou po kování nauhličovány.
• Austenitické nerezové oceli jako 316L pro korozi a hygienické požadavky a martenzitické třídy jako 420 pro těsnicí kroužky.

Tepelné zpracování by se mělo řídit požadavkem na konečnou vlastnost, nikoli zvykem. Normalizace zjemňuje strukturu před obráběním, kalením a temperováním dosáhne specifikované kombinace pevnosti a houževnatosti a pro austenitické třídy se používá rozpouštěcí žíhání. U nerezových kroužků záleží jak na teplotním rozsahu kování, tak na dráze chlazení, protože nesprávná kombinace může zanechat senzibilizaci nebo hrubou strukturu, kterou žádné následné obrábění nenapraví. Další pozadí je uvedeno v tomto článku jak kovat výkovky z nerezové oceli .

Kde se používají válcované kroužky v těžkých zařízeních

Převodovky větrných turbín jsou nejjasnějším příkladem toho, jak válcované kroužky odvádějí seriózní práci. Ozubené věnce, centrální ozubená kola a planetové unašeče ve třídě 3 MW až 10 MW jsou dimenzovány v rozsahu metrů, běží pod zpětným točivým momentem a očekává se, že vydrží dvě desetiletí provozu, takže věnec je téměř vždy bezešvý válcovaný kroužek v cementované nebo kalené a temperované legované oceli.

Větrná turbína 5MW-10MW 1./2. stupeň Výkovky ozubených věnce Jsou vyrobeny z vysoce čisté legované oceli, jako je 18CrNiMo7-6, a procházejí procesem kruhového válcování a nauhličování-kalení. S povrchovou tvrdostí dosahující 58-62HRC a... Zobrazit produkt →

Ostatní povinnosti se řídí stejnou logikou, a proto se kruhový tvar stále objevuje v těžkém průmyslu:

• Ložiskové kroužky a otočné ložiskové kroužky pro jeřáby, rypadla a přístavní manipulační zařízení.
• Komponenty lodní hřídele a kormidla, kde jsou předepsány kované proudění a ultrazvuková čistota.
• Kroužky tlakových nádob a vrtných zařízení, jako jsou hlavy pláště, závěsy trnů a tělesa ventilů.
• Ložisková pouzdra válcovací stolice a rovnací válce, kde kroužek musí odolávat zatížení a opotřebení zároveň.

Přírubové kroužky si zaslouží samostatnou zmínku, protože jsou tak běžné. Válcovaný polotovar příruby si udržuje tok obručového zrna, což je důležité na přírubách vystavených cyklickému tlaku nebo tepelnému pohybu, a zabraňuje směrovému oslabení, které se projevuje u příruby řezané z desky.

Co ověřit u dodavatele prstenového kování

Začněte se seznamem vybavení. Dodavatel, který válcuje prstence sám, by měl být schopen uvést velikost a kapacitu svých mlýnů a kladiv nebo lisů, protože tato čísla definují rozsah průměru a hmotnosti, který lze vyrobit jako jeden kus. Provoz provozující vertikální válcovací stolice pro válcování prstenců ve třídě 1 m až 1,5 m spolu s kovacími kladivy o hmotnosti 3 tuny, 5 tun a 15 tun, například, může pokrýt jak střední prstence, tak i těžší práce s otevřenými zápustkami, aniž by museli farmařit.

Na řadu přichází schopnost kontroly. Zeptejte se na testování ultrazvukem, testování magnetickými částicemi nebo barvivem, testování tvrdosti a mechanické testy podle uznávané normy, plus hlášení rozměrů. Pak se zeptejte, jaká dokumentace putuje s dílem, obvykle osvědčení o kontrole typu 3.1 s dohledatelností tepelného čísla, které spojuje hotový prsten zpět s ocelí, ze které pochází.

Nakonec se zeptejte na nestandardní stránku podnikání, protože většina prstencových projektů přestává být standardní v okamžiku, kdy se na výkrese objeví vrtání, drážka pro pero, příruba nebo sada otvorů pro šrouby. Dodavatel, který to již řeší nestandardní zakázkové kování a dokončovací obrábění pod jednou střechou odstraňuje z plánu celý řetězec přepravních a revizních kroků.

Klíčové věci

• Kování válcovaných kroužků vytváří bezešvý kroužek s kontinuálním obvodovým tokem zrna, který je správnou volbou pro kroužky pod kroutícím momentem, tlakem nebo únavovým zatížením.
• Konstrukce předlisku a redukční poměr rozhodují o vnitřní kvalitě, takže válcování musí být plánováno zpětně od hotového dílu.
• Výchozím bodem jsou kované rozměry. Před první jízdou písemně odsouhlaste minimální přídavek vrtání a přijatelnou ovalitu.
• Materiál a tepelné zpracování by mělo být specifikováno v servisním požadavku, nikoli zkopírováno ze starého výkresu.
• Před zadáním objednávky ověřte kapacitu závodu, rozsah kontroly a sledovatelnost certifikace.