Цас түлхэх хөрөөний материалийн хатшилтын үүрэг нь цас түлхэх хөрөөний элэгдэлд тэсвэрт чанар

Хөрөөний материал хатшилт ба элэгдэлд тэсвэрт чанарын нөлөөг ойлгох

Бринеллийн хатшилтын масштаб ашиглан хөрөөний материалийн хатшилтыг тодорхойлох

Бринелл хатуурлын тоо (BHN) нь ган ямар зэвсэгтэй байхыг харуулдаг бөгөөд энэ нь цас шороог түрхэх хэрэгслийн ирмэгийн хугацаа хэр удаан байхыг заадаг сайн үзүүлэлт юм. Өнгөрсөн жилийн Индустрийн ирмэгийн стандартын инициативын тайлангийн дагуу, жинхэнэ ажиллагааны тоон өгөгдлийг харахад 500 BHN-ийн ангилалтай ган нь ердийн цас түрхэх үед илүү зөөлөн 350 BHN-ийн гангаас хагас дахин бага гадаргуун элэгдэл үзүүлдэг. Энэ нь практикт хатуу ган нь өвлийн цас, мөсний цагт замын элс, чулуу болон бусад бохирдлын жижиг хэсгүүдтэй илүү сайн тэмцэж чадна гэсэн үг юм.

Цас түрхэгчийн ирмэгийн элэгдэлтэй тэсвэрт чанар хэрхэн холбоотой вэ

BHN-ийн илүү өндөр зэрэглэл бүхий материалууд хугацаа өнгөрөх тутамдаа бага алддаг. Талын өгөгдлийг судлахад, AR500 ангиллын ган нь замаас цас шороог хольж эхлэхэд ойролцоогоор 150 цагийн дараа зузаангаасаа ойролцоогоор 88%-ийг хадгалж чадаж байгаа бол ердийн 400 Бринеллийн ган зөвхөн ойролцоогоор 63%-ийг л хадгалж чаддаг. Гэхдээ хурдны хэмжээг сайжруулах судалгаанаас гарч ирсэн гайхалтай зүйл бол хотын ихэнх ажилд 550 Бринеллээс дээш хүрэх нь ихэвчлэн үр дүнтэй байдаггүй юм. Эдгээр хурдсыг энгийн үед мөргөлдөөнөөр ихэвчлэн гэмтдэг тул нэмэлтээр элэгдэлд тэсвэртэй болгох нь үнэ цэнэтэй байдаггүй.

Ган хурдсын хатуулаг, хуванцар шинж чанарын тэнцвэр

Хэрэв ган хэт хатуурвал -20 градус Фаренгейт (-29 Цельсий) орчимхонд уян хатан байдлаас хүнд муруй байдлаа шилжих үед жижигхэн трещинууд үүсэх боломжтой болно. Ухаалаг үйлдвэрлэгчид энэ асуудлыг хяналттай дулааны боловсруулалтын процессын тусламжтайгаар шийддэг. Эдгээр боловсруулалт нь хөрсний температурт ч гэсэн хөнгөн зэвсэгийн гадаргууг 550 Бринеллийн хатуургасаас дээш хадгалж, 20% хүртэл суналтыг хадгалж чаддаг. Үр дүн нь замын ирмэгээс салснаар эсвэл онгорхойн далан дээр таарах үед гэнэт орж ирэх цохилтуудад хариу үзүүлэх, гэхдээ бүрэн хугарахгүй тэсвэртэй байх чадвар юм. Хатуу байдал ба нугаламтгай байдлын энэ тэнцвэр нь материал ямар ч хүчин зүйлд дарамтлагдах бодит нөхцөлд ихээхэн чухал ялгааг бий болгодог.

AR500 өндөр нүүрстөрөгчтэй гангийн шинж чанар дахь микробүтцийн үүрэг

AR500 ган нь элэгдэл тэсвэрт чанарын хувьд онцлог ялгардаг шалтгаан нь түүний шидэт мартенситийн бүтэц юм. Энэхүү бүтцэд 2-5 мкм хэмжээтэй карбидын жижиг хэсгүүд жигд тархсан байдаг. Энэ практикт юуг илэрхийлэх вэ? Энэ нь перлитийн гангуудтай харьцуулахад AR500 нь зөөлөн байдал хадгалж, ирмэгийг хагаралгүйгээр тохиромжтойгоор боловсруулах боломжийг олгох хязгаарт лууж байхад элэгдэлд тэсвэрт чанарын хувьд ойролцоогоор гурван хагас дахин илүү хамгаалалт үзүүлдэг. Сүүлийн үед үйлдвэрлэлийн явцад металл шидэх арга технологийг сайжруулсанаар бүтцийн жижиг хэсгийн хувирлыг ойролцоогоор 40 хувиар бууруулсан. Энэ нь нэг партийн хутгуудаас нөгөө рүү илүү нягт дүйх үр дүнгийн хангамжийг өгч, хугацааны дараа бүхний ажилыг хялбарчилдаг.

Цас цэвэрлэгчийн хутгын материалуудыг харьцуулах: Ган, Полиуретан, Резин, Карбид

Ган, Резин, Поли, Карбид хутгын ирмэгийг харьцуулах

Зөөлний тохиромжтой материал сонгох нь түүний хатуу байдал, хэр их нугаламтгай байх ёстой, мөн ямар төрлийн ажилд ашиглагдах зэргийг харьцуулан хамгийн зохистой цэгийг олохыг шаарддаг. AR500 ган нь BHN масштабаар ойролцоогоор 477-534 оноотой байдаг тул маш элэгсэх орчинд ажиллахад хамгийн сайн ажилладаг ч энэхүү маш хатуу материалд ямар нэгэн нугаламтгай байдал үл тоомсордоно. Полиуретан нь 85-95 Shore A хатуу байдаг боловч бусад материалуудаас ойролцоогоор 300%-иар илүү растяжимтгай байдаг тул холимог замын нөхцөлд ажиллахад маш сайн үр дүнтэй байдаг. 50-70 Shore A хатуутай резинэн зөөлнүүд нь мэдрэмтгий хучилтын гадаргууг хамгаалахад маш сайн үйлчилдэг ч хяруулыг цэвэрлэх 2023 оны судалгаагаар харуулсанчлан цагаан толбыг түүнээс дөрвөн дахин хурдан износывается. Карбидоор бүрсэн зөөлнүүд нь ердийн нүүрстөрөгчийн ганаас илүү их хугацаа ажилладаг бөгөөд ихэвчлэн амьдралын хугацааг гурвалсан ихэсгэдэг ч гэсэн эдгээр ангижны гүйцэтгэлтэй зөөлнүүдийг суурилуулахын тулд бүх мастерс дээр байхгүй тусгай техник хангамж шаардлагатай.

Өндөр түвшний элэгдэлтэй орчинд AR500 сталийн цас шороо цэвэрлэх машины ирмэгийн давуу тал

AR500 сталь нь мартенсит бүтэцтэй байдлаараа хүйтэн өвлийн хатангид нөхцөлд маш сайн ажилладаг. Талбайн шалгалтаар цас, чулуу холилдсон нөхцөлд энэ хэрэгсэл стандарт AR450 загвараас ойролцоогоор 23 хувийн амьдралын туршлага илүүтэй байдгийг харуулсан. Материалын гадаргуугийн хатуу байдал нь ойролцоогоор 534 BHN хүрч, Фаренгейт -40 градус хүйтэн температурт ч бас сайн ажиллаж чадна. Чулуу хонхойх боломжийг багасгаж, бүтцийн хувьд ихэнх хугацаанд хатуу байх чанартай. Гэхдээ хэд хэдэн удаа хүйтэн нөхцөлд дундын нум суналтын дараа жижигхэн трещинууд үүсч болох тул хүйтэн климатад энэ тоног төхөөрөмжийг байнга ашигладаг хэрэглэгчдэд жигд үзлэг хийх нь зүйтэй.

Уретаныг хэвтээ талбайд дахин давтан нөлөөлөх үед түүний бат бөх чанар, элэгдэлд тэсвэрт чанар

2023 оны шалгалтуудаас харахад полиуретан нь гэрэлт дохионы баганатай мөргөх үед боломжит энергиийг харьцангуй гангаас 82% илүү шингээн авдаг бөгөөд транспортны хэрэгслүүд том гэмтэл авах магадлал бага байдаг. Энэ материал шигдээсийг шингээх ангилашгүй чадвар нь зүйлсийг задрахаас хамгаалдаг ч тодорхой хязгаартай. Хугацаа өнгөрөх тутам ижил чанар нь ирмэгийг удаан хугацаанд элэгдэж, дугуйруулах шалтгаан болдог. Ихэнх механикчид бараан замаар жигд явна гэж тооцож, полиуретанаар хийсэн хэсгүүдийг ойролцоогоор 150-200 цагийн дараа солихыг зөвлөдөг. Гэтэл үйлдвэрлэгчид сүүлийн үеийн найрлаганд нь цахиурын жижиг хэсгүүдийг нэмэж эхэлсэн. Эдгээр жижиг нэмэлтүүд нь өдөр тутмын ачаалалд тэсвэртэй байх шилжүүлэгч чанарыг хадгалах үедээ зовхон цэвэрлэхийг туслана.

Эвсэл зам, чийглэг зам зэрэг холимог нөхцөлд тохируулан полиуретан хөрөөний уян хатан чанар, хатуулагийг захидалт болгох

Хоёрдмол нягтшилттай хэвжүүлэх аргаар пүршний хувьд Шор А шаталбарын дагуу ихэвчлэн 70-95 хооронд шаардлагад нийцсэн полиуретан хөрөөд үйлдвэрлэх боломжийг олгоно. Өнгөрсөн жилийн зарим туршилтууд нь зөөлөн төв (ойролцоогоор 85А) ба хатуу ирмэг (ойролцоогоор 95А) хөрөөнүүд нь мөсийг үрэх чадварыг алдалгүйгээр зогсох зайд учруулах эвдрэлийг бараг хагасаар бууруулдаг болохыг харуулсан. Онцгой температурт тэсвэртэй материалыг нэмснээр эдгээр хөрөөнүүд -30 градусаас 120 градус Фаренгейт хүртэлх температурын хэлбэлзэлд ч гэсэн уян хатан байдалтай байх чадвартай болсон. Энэ нь хүйтэн цаг агаарт пластик хөрөөнүүд хугарч, хатуурч байдаг байсан хуучин асуудлыг шийдсэн.

Цас цэвэрлэгчийн хөрөөний загварчлалд износлоос хамгаалах ба замын хамгаалалтыг тэнцвэржүүлэх

Таслагчийн ирмэгийн материалуудын хатуу байдлын асфальт ба бетон гадаргуунд үзүүлэх нөлөө

Бринеллийн хэмжээс (HB) ашиглан хэмжсэн ирмэгийн хатуулаг нь зарим чухал түвшинтэй харьцаатай байдаг. Жишээ нь, AR500 ган шиг материалыг авбал түүний хатуулаг нь ойролцоогоор 450-500 HB хооронд байдаг бөгөөд энгийн зөөлөн ганаас харьцуулахад зовхирохоос сэргийлэх чадвар нь ойролцоогоор 2.5 дахин илүү үргэлжилдэг. Гэсэн хэдий ч ийм хатуу материалууд замын хавтан дотор илүү гүн орох tends бөгөөд нэг нэг удаагийн ажиллагаа бүрт хонхорын гүнийг ойролцоогоор 18-22 хувиар нэмэгдүүлдэг. Янз бүрийн гадаргууг харьцуулах үед хэрэв ирмэгийн хатуулаг 475 HB-ээс дээш болох үед асфальт бетоноос ойролцоогоор 1.8 дахин хурдан изнах болно. Гэхдээ 500 HB орчимд онцгой тэнцвэрт байдал байгаа мэт харагдаж байна. Ийм түвшиндх ирмэгүүд нь сайн дундаж цэгийг олж чаддаг шиг байна. Тэд жилийн турш асфальтын гадаргууд жилийн турш 0.3 мм-ээс доош вред хийхийн зэрэгцээ солих шаардлагатай тохиолдолд 40 хувиар бага болдог.

Хөрөнгийн материал тэсвэрт чанар дахь изантан тэсвэрт чанар ба замын аюулгүй байдлын хоорондын тэнцвэр

Замын засварын тоног төхөөрөмжийн хөрөөний хатуулагийн талаар хотын албан хаагчид чулуун дотор, багана дунд үлдсэнтэй адилхан байдалд оржээ. 550 HB-ээс дээш хатуутай их хатуу хөрөө нь илүү зөөлөн хөрөөнүүдтэй харьцуулахад бараг хоёр дахин илүү удаан үргэлжилдэг ч гэсэн замын асфальтыг маш хурдан элэгдүүлдэг. Засварын хэлтэс бүр замын гадаргуугийн миль бүрт жилд 18-27 долларын нэмэлт зардал гаргадаг болсон. Эдгээр хөрөөнүүдийн хатуулаг 500 HB-ээс доош байвал бетон замыг илүү аюулгүй, наалдамхай байлгахад илүү сайн үр дүнтэй байдаг. Ийм зөөлөн хөрөө нь чийгтэй гадаргуун дээр хатуу хөрөөнүүдтэй харьцуулахад ойролцоогоор гуравны нэгээр илүү үрэлтийг хадгалж чаддаг ч гэсэн бараг дөрөвний нэгээр хурдан солих шаардлагатай болдог. Эдгээр эсрэг бие биенийг нөхөх хүчин зүйлсийн улмаас одоо ихэнх хороо нь хос хатуулагтай хөрөө рүү шилжиж байна. Түүний гол хэсэг нь огтлох ирмэгийг хурдан байлгахын тулд ойролцоогоор 520 HB хадгалж байхад гадна талын хэсэг нь нийлмэл материалын илүү зөөлөн 420 HB-той байдаг бөгөөд энэ нь нөлөөллийн ихэнхийг шингээж, замын гадаргууг хугацааны туршид хадгалж байхад тусалдаг.

Цас шороог түрхэх хөрөөний элэгдлийн механизм: Аралдах, мөргөлдөх болон орчны хүчин зүйлс

Хөрөөний материал дахь аралдах ба мөргөлдөх эсэргүүцлийн харьцаа

Цас шороог түрхэх хөрөөнүүд хугацаа өнгөрөх тутам хоёр төрлийн элэгдэлд өртдөг: аралдах болон мөргөлдөхөөр сийрэгжих. Хөлмөг, чулуу, замын бохир нь металл гадаргуугийн эсрэг үйлчилж, хөрөөг постепенно элэгдүүлдэг. Tribology International сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаагаар илэрхийлбэл, их хэмжээний аралдах материал бүхий бүс нутагт цас түрхэх хөрөө жил бүр анхны зузааныхаа ойролцоогоор 18% -ийг алддаг. Мөн мөргөлдөхөд тэсвэрт чанар байна. Энэ нь хөрөө замын ирмэг эсвэл замд хөлдөж наалдсан юмсанд огцом мөргөх үед хэрхэн тэсвэртэй байдаг вэ гэсэн үг юм. AR500 ган нь энэ зориулалтад сайн тохирдог учир нь түүний хатуулаг нь 500 HB бөгөөд гэнэт хүчтэй даралтанд хагарахаас сэргийлэх зэрэг уян хатан чанартай байдаг. Энэ нь өвлийн улиралд ийм мөргөлдөөнүүд давтамжтай тохиолддог хүйтэн бүс нутгийн хувьд маш чухал ялгаа болдог.

Хүйтэн цаг агаарт материал хугарах механизмууд

Хэвийн бус бага температур дараах гурван замаар элэгдэлийг нэмэгдүүлдэг:

• Хугарч сайхан задрах : -20 градус Фаренгейт (-29 Целсий) дор төмөр 30% ойролцоох нь импульсын эсэргүүцлийг алдана
• Дулааны цикл хийх : Хөлдөөх-хайлах мөчлөг полиуретан дахь микротрещиныг идэвхжүүлдэг
• Хөлдөсөн наалдац : Хөлдсөн материал хуримтлагдахад эсэргүүцлийн хүч 40-60%-иар нэмэгддэг (ASTM F3120-21)

Эдгээр хүчин зүйлс материалын бага температурт тэсвэртэй байхаар зохион бүтээгдээгүй тохиолдолд усталтыг ихэсгэдэг.

Таслагч ирмэгийн үргэлжлэх хугацаанд нөлөөлөх орчны хүчин зүйлс

Кальцийн хлорид шиг цэвэрлэгээний бодисууд давстай орчинд байгаагаасаа гурван дахин хурдан төмрийн хөнсийг идэвхитэй болгодог. Шаргал туяа полимер хөнсийг задалдаг бөгөөд 1000 цагийн дараа полиуретаны сунгалтын хүчийг 25% бууруулдаг (ISO 4892-3). Элс, далайн хязгаарын бүс нутагт чийглэг-хуурайших мөчлөг төмөрлөгийн деталийн гальваник идэвхжлийг илүү хурдасгадаг.

Туршилтын жишээ: AR450 ба AR500 төмрийн хөнсний гурван өвлийн туршидх газрын нөхцөлд ажилласан үзүүлэлт

Нэг хотын тээврийн хэрэгсэлийн багц гурван өвлийн туршид ижил хэлтэстэй зэсэлтийг үнэлсэн:

AR500 хэлтэс нь шохойжилтын болон хатуулагийн илүү сайн тэнцвэртэй байсан бөгөөд шороо ба даралтанд ижилхэн өртсөн ч 2.7 дахин илүү удаан үргэлжилсэн.

Цасны лацын хэлний амьдралыг уртасгах шинэчлэл ба стратегиуд

Ган ба полиуретаныг хослуулсан хольц хэлтэсийн хөгжүүлэлт

Хольц хэлтэс нь гангуудын нарийн огтлолт ба полиуретаны гадаргуугийн хамгаалалтыг нэгтгэхийн тулд байнга хэрэглэгдэж байна. Эдгээр загвар нь янз бүрийн нөхцөлд онцлогтой – ган ирмэг нь шахагдсан хөрсийг огтолж, харин полиуретаны уян хэсгүүд цас бага орох үед асфальт ба чулуун хавтангийн гэмтлийг хамгийн бага болгодог.

Хатуургаа сайжруулах чиг хандлага нь хөнгөн цэргийн материал болон үргэлжлэх хугацааг уртасгахад тусална

Дэвшилтэт дулааны боловсруулалт нь үйлдвэрлэгчдэд бүс нутгийн нөхцөл байдалд тохируулан хөнгөн цэргийн хатуургийг нарийвчлан тохируулах боломжийг олгоно. Элсэнцэрийн далайн орчимд 550 Бриннеллийн хатуургатай хөнгөн цэргүүд давс ихтэй, зүсэх чанартай цасны эсрэг илүү сайн ажиллах боломжтой болсон бол, уулархаг бүсийн ажиллуулагчид 450–500 Бриннеллийн харьцангуй зөөлөн ирмэгийг илүүд үздэг бөгөөд энэ нь чулуунд хэд хэд дахин мөргөлдөх үед илүү сайн ажиллах боломжийг олгох ба солих зардлыг бууруулдаг.

Элэгдэлд тэсвэрт чанар сайжруулах зориулалттай шинээр гарч буй давхаргууд болон гадаргуугийн боловсруулалт

Криоген боловсруулалт болон вольфрам-карбид давхаргууд нь туршилтаар хөнгөн цэргийн үргэлжлэх хугацааг хүртэл 30%-иар сунгасан. Эдгээр технологиуд микроскопын хагарлын тархалтыг бууруулдаг бөгөөд 150 цаг болон түүнээс дээш цаг тэсэх үед ирмэгийн хурц байдлыг хадгалдаг.

Өндөр хатуургатай болон уян хатан хөнгөн цэргийн материалын өртөг-ашиг шинжилгээ

AR500 ган шавхагаас хийсэн сойртууд нь полиуретаны хувилбараас анхдагчаар 40% илүү өртөмжтэй байдаг ч хүнд нөхцөлд ашиглахад 8–10 жилийн үйлчилгээний хугацаа нь урт хугацааны солилтын зардлыг бууруулдаг. Соронгон шавхагаас хийсэн сойртууд гадаргуугийн хувьд илүү зөөлөн ч, элсэлтийн орчинд ихэвчлэн 2–3 дахин илүү олон удаа солих шаардлагатай байдаг.

Сойртын изгэлийн эсэргүүцлийг хадгалах ажлын дадал

Байнгын үйлчилгээ нь сойртын үйлчилгээний хугацааг илүү ихээр сунгадаг. Мэргэжид хоёр долоо хоногт нэг удаа тэнхлэгийн цэгүүдийг тослох ба том цасан орчны дараа ирмэгийг шалгахыг зөвлөдөг бөгөөд энэ нь үйлчилгээний хугацааг хамгийн ихдээ 40% хүртэл сунгах боломжтой (Maxtor Metal, 2024). Гадна талын изгэлтээс илүү трещины эрт үед илрүүлэлтийг эрхэмлэх нь цаг алдалгүй засвар хийх боломжийг олгох бөгөөд цагаачилсан гэмтлийг урьдчилан сэргийлдэг.

Сойртын хатуулагийг бүс нутгийн цас, хөлдөөс цэвэрлэх шаардлагатай тааруулах

Хойд Миннесотагийн ажиллуулагчид цас ихтэй үед 525 Бринеллийн хөрмөөр шилжсэнээс хойш дунд жилийн солилтоос 22% бага болсон талаар мэдээлж байна, харин Колорадогийн уулархаг газрын багууд гранитан бөх бөглөөний эсрэг тэсвэрт чадал болон засварын зардлыг тэнцвэржүүлэхийн тулд 475 Бринеллийн ирмэгийг илүүд үздэг.