Ako oceľové hriadele fungujú pri vysokých zaťaženiach, vysokých rýchlostiach alebo podmienkach vysokého nárazu?

Výkon oceľový hriadeľ Za podmienok vysokého zaťaženia priamo súvisí s ich pevnosťou materiálu, výrobným procesom a prevádzkovými podmienkami. V priemyselnej výrobe a mechanických zariadeniach potrebujú oceľové hriadele často znášať extrémne veľké axiálne a radiálne zaťaženie, najmä v ťažkých strojoch, mostíkových podporných konštrukciách, veľkých valcovacích mlynoch a iných zariadeniach, kde je vysoké zaťaženie normou. Aby sa zabezpečilo, že oceľový hriadeľ sa počas dlhodobej prevádzky nezmení ani neprelomí, zvyčajne sa vyberajú vysoko pevné zliatinové ocele, ako sú 42CRMO a GCR15. Tieto materiály môžu získať vyššiu pevnosť výťažku a pevnosť v ťahu po primeranom tepelnom spracovaní, čím sa zlepší ložisková kapacita oceľového hriadeľa. Zároveň je optimalizácia konštrukčného konštrukcie oceľového hriadeľa tiež dôležitým prostriedkom na zvládnutie vysokých zaťažení, ako je napríklad zvýšenie priemeru hriadeľa, prijatím primeranej metódy podpory ložiska a optimalizácii distribúcie zaťaženia na zníženie koncentrácie miestneho napätia a zlepšenie trvanlivosti oceľového hriadeľa.
V podmienkach vysokého zaťaženia sú únavové vlastnosti materiálu rozhodujúce. Pretože oceľový hriadeľ je po dlhú dobu vystavený striedavému zaťaženiu, môže sa vyskytnúť zlyhanie únavy. Preto sa musí vykonať špeciálne ošetrenie na častiach koncentrácie stresu hriadeľa, ako je napríklad používanie prechodov filetov, optimalizácia procesov tepelného spracovania a pridanie opatrení na posilňovanie povrchu, ako je ošetrenie valcovanie, ošetrenie peeningom alebo povrchový karburizácia, na zlepšenie rezistencie na únavu. Okrem toho je dobré mazanie tiež kľúčovým faktorom pri znižovaní trenia, znižovania teploty a znižovania opotrebenia. Vhodný výber vysokovýkonných maziva alebo tukov v kombinácii s tesniacimi štruktúrami môže účinne znížiť straty trenia a zlepšiť stabilitu oceľových hriadeľov v prostrediach s vysokým zaťažením.
Za vysokorýchlostných prevádzkových podmienok sa presnosť rotácie, rovnováha a odpor opotrebenia materiálu oceľové hriadele stávajú kľúčovými faktormi ovplyvňujúcimi výkon. Napríklad v aplikáciách, ako sú motory lietadiel, turbodúchadlo a motorové hriadele, musia oceľové hriadele nielen odolať vysokému zaťaženiu, ale tiež udržiavať stabilnú prevádzku pri extrémne vysokých rýchlostiach. Ak presnosť výroby oceľového hriadeľa nie je dostatočne vysoká, spôsobí, že hriadeľ bude nevyvážený, čo následne spôsobí vibrácie, hluk a dokonca poškodenie zariadenia. Preto sa počas výrobného procesu musia použiť metódy vysoko presných spracovaní, ako je otáčanie, brúsenie a presné brúsenie, na zabezpečenie koaxitulity, okrúhleho a povrchového povrchu hriadeľa.
Vzhľadom na podmienky s vysokým dopadom, ako sú inžinierske stroje, banské vybavenie, vojenské vybavenie atď., Musia mať oceľové hriadele dobrú nárazovú húževnatosť, aby sa vyrovnali s náhlymi šokmi s vysokým stresom. Pre takéto aplikácie sú obzvlášť dôležité húževnatosť a absorpčná kapacita ocele a materiály z legovanej ocele, ktoré prešli špeciálnym ochladzovaním a temperovaním, sa zvyčajne potrebujú na zlepšenie odolnosti proti nárazu. Okrem toho primeraná konštrukcia štruktúry hriadeľa, ako je zvýšenie prechodov na filé, optimalizácia veľkosti priemeru hriadeľa a použitie zmeny priemerného priemeru hriadeľa, môžu účinne rozptýliť stres do nárazu a vyhnúť sa krehkému zlomeninám spôsobeným koncentráciou napätia.