สาเหตุของความล้มเหลวในการทำงานของถังเกียร์

การวิเคราะห์แรงที่หน้าสัมผัสของฟันถังและวัตถุที่ขุด ในกระบวนการขุดที่สมบูรณ์ในขั้นตอนการทำงานที่แตกต่างกันภายใต้สภาวะความเค้นที่แตกต่างกัน เมื่อปลายฟันสัมผัสกับพื้นผิววัสดุเป็นครั้งแรก ปลายฟันถังจะได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงเนื่องจากความเร็วสูง หากความแข็งแรงของฟันถังต่ำ จะเกิดการเสียรูปพลาสติกที่ปลาย เมื่อความลึกในการขุดเพิ่มขึ้น ความเค้นของฟันถังจะเปลี่ยนไป เมื่อฟันถังตัดวัสดุ ฟันถังและวัสดุเกิดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ ก่อให้เกิดแรงอัดเชิงบวกที่สูงมากบนพื้นผิว ทำให้เกิดแรงเสียดทานระหว่างหน้าสัมผัสของฟันถังและวัสดุ หากวัสดุเป็นหินแข็ง คอนกรีต ฯลฯ แรงเสียดทานจะสูงมาก ผลลัพธ์ของการกระทำซ้ำๆ ของกระบวนการนี้ทำให้เกิดการสึกหรอบนพื้นผิวที่แตกต่างกันบนหน้าสัมผัสของฟันถัง และทำให้ร่องมีความลึกมากขึ้น องค์ประกอบของฟันถังที่ดีมีผลต่ออายุการใช้งานของฟันถัง การเลือกฟันถังควรระมัดระวังมากขึ้น คุณพ่อที่ขายฟันถังก็ใช้ฟันถังของเขาเช่นกัน ผลลัพธ์ดี! แรงกดเชิงบวกที่ด้านหน้า เห็นได้ชัดว่าหน้าสัมผัสมีขนาดใหญ่กว่าหน้าสัมผัสด้านหลัง และหน้าสัมผัสด้านหน้าสึกหรอมาก แรงดันบวกและแรงเสียดทานเป็นปัจจัยทางกลภายนอกหลักที่ทำให้ฟันถังสึกหรอ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในกระบวนการสึกหรอ

การวิเคราะห์กระบวนการ: นำตัวอย่างสองชิ้นจากหน้างานด้านหน้าและด้านหลังมาบดให้เรียบเพื่อทดสอบความแข็ง พบว่าความแข็งของตัวอย่างเดียวกันมีความแตกต่างกันมาก และจากการประเมินเบื้องต้นพบว่าวัสดุมีความไม่สม่ำเสมอ ตัวอย่างถูกเจียร ขัดเงา และกัดกร่อน พบว่ามีขอบที่เห็นได้ชัดในแต่ละตัวอย่าง แต่ขอบนั้นแตกต่างกัน จากมุมมองภาพรวม ชิ้นส่วนโดยรอบมีสีเทาอ่อนและส่วนตรงกลางมีสีเข้ม ซึ่งบ่งชี้ว่าชิ้นงานน่าจะเป็นงานหล่อฝัง บนพื้นผิว ชิ้นส่วนที่ปิดล้อมควรเป็นบล็อกฝังเช่นกัน การทดสอบความแข็งทั้งสองด้านของขอบได้ดำเนินการด้วยเครื่องทดสอบความแข็ง Rockwell แบบแสดงผลดิจิทัล hrs-150 และเครื่องทดสอบความแข็งระดับไมโครแบบแสดงผลดิจิทัล mhv-2000 และพบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ ชิ้นส่วนที่ปิดล้อมเป็นบล็อกแทรก และชิ้นส่วนโดยรอบเป็นเมทริกซ์ องค์ประกอบของทั้งสองมีความคล้ายคลึงกัน องค์ประกอบโลหะผสมหลัก (เศษส่วนมวล, %) คือ 0.38c, 0.91cr, 0.83mn และ 0.92si คุณสมบัติเชิงกลของวัสดุโลหะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน องค์ประกอบที่คล้ายคลึงกันและความแตกต่างของความแข็งบ่งชี้ว่าฟันถังถูกนำไปใช้งานโดยไม่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนหลังจากการหล่อ การสังเกตเนื้อเยื่อในเวลาต่อมาได้ยืนยันสิ่งนี้

การวิเคราะห์โครงสร้างการสังเกตทางโลหะวิทยาพบว่าสารตั้งต้นมีโครงสร้างแผ่นบางสีดำเป็นส่วนใหญ่ ชิ้นส่วนเนื้อเยื่อประกอบด้วยสองส่วน คือ บล็อกสีขาวทอดและบล็อกสีขาวสีดำ และบล็อกสีขาวอยู่ห่างจากโครงสร้างหน้าตัดมากขึ้น (และการทดสอบความแข็งระดับจุลภาคเพิ่มเติมพิสูจน์ว่าโครงสร้างสำหรับจุดสีขาวของเฟอร์ไรต์ โครงสร้างแผ่นบางสีดำของทรอสไทต์หรือทรอสไทต์และโครงสร้างลูกผสมเพิร์ลไลต์ การก่อตัวของเฟอร์ไรต์จำนวนมากในส่วนแทรกนั้นคล้ายคลึงกับโซนการเปลี่ยนเฟสบางส่วนในโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนของการเชื่อม ภายใต้การกระทำของความร้อนของของเหลวโลหะในระหว่างการหล่อ บริเวณนี้จะอยู่ในโซนสองเฟสของออสเทไนต์และเฟอร์ไรต์ ซึ่งเฟอร์ไรต์เติบโตเต็มที่และโครงสร้างจุลภาคของมันจะถูกรักษาไว้ที่อุณหภูมิห้อง เนื่องจากผนังฟันถังค่อนข้างบางและปริมาตรของบล็อกส่วนแทรกมีขนาดใหญ่ อุณหภูมิส่วนกลางของบล็อกส่วนแทรกจึงต่ำ จึงไม่เกิดเฟอร์ไรต์ขนาดใหญ่

การทดสอบการสึกหรอบนเครื่องทดสอบการสึกหรอ mld-10 แสดงให้เห็นว่าความต้านทานการสึกหรอของเมทริกซ์และเม็ดมีดดีกว่าเหล็ก 45 ดับภายใต้เงื่อนไขการทดสอบการสึกหรอจากแรงกระแทกเล็กน้อย ในขณะเดียวกัน ความต้านทานการสึกหรอของเมทริกซ์และเม็ดมีดแตกต่างกัน และเมทริกซ์มีความทนทานต่อการสึกหรอมากกว่าเม็ดมีด (ดูตารางที่ 2) องค์ประกอบทั้งสองด้านของเมทริกซ์และเม็ดมีดใกล้เคียงกัน ดังนั้นจึงเห็นได้ว่าเม็ดมีดในฟันบัคเก็ตทำหน้าที่เป็นเครื่องทำความเย็นเป็นหลัก ในกระบวนการหล่อ เม็ดเมทริกซ์จะถูกปรับแต่งเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอ เนื่องจากอิทธิพลของความร้อนในการหล่อ โครงสร้างของเม็ดมีดจึงคล้ายคลึงกับโครงสร้างของบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจากการเชื่อม หากทำการอบชุบด้วยความร้อนที่เหมาะสมหลังจากการหล่อเพื่อปรับปรุงโครงสร้างของเมทริกซ์และเม็ดมีด ความต้านทานการสึกหรอและอายุการใช้งานของฟันบัคเก็ตจะดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด