Найти в Дзене
Александр Паников

Валы трубогиба. Измерение твёрдости по Роквеллу. Закалка и испытание. Какой лучше сырой или калёный?

На вал трубогиба действует два вида нагрузок: изгиб и истирание. Учитывая толщину вала трубогиба, понятно, что нагрузки на изгиб не столь существенны. А вот истирание вала – это основная проблема. При изгибе профильной трубы она соприкасается с валом только в двух точках, и вся нагрузка от нажимного вала концентрируется на площади 3-4 миллиметра. При недостаточной твёрдости вала в этих местах образуются замятия, накатка и истирания. Хороший вал должен иметь высокую твёрдость, и при этом быть пластичным. Такое сочетание характеристик достигается путём использования специальных марок стали и её правильной закалки. Качественный вал получается из стали марки не ниже 45 при прерывистой закалке в двух средах. Валы в соотношении размеров 1 к 5, как правило не отпускаются. Резкое охлаждение в воде формирует высокую твёрдость верхнего слоя вала, а более плавное охлаждение в масле придаёт ему пластичность. Этап охлаждения в масле называется «воронение маслом». Так изделие получает антико

На вал трубогиба действует два вида нагрузок: изгиб и истирание.

Учитывая толщину вала трубогиба, понятно, что нагрузки на изгиб не столь существенны. А вот истирание вала – это основная проблема.

При изгибе профильной трубы она соприкасается с валом только в двух точках, и вся нагрузка от нажимного вала концентрируется на площади 3-4 миллиметра.

Точки соприкосновения опорного Вала и профиля
Точки соприкосновения опорного Вала и профиля
Точки соприкосновения нажимного Вала и профиля
Точки соприкосновения нажимного Вала и профиля

При недостаточной твёрдости вала в этих местах образуются замятия, накатка и истирания.

Пример истирания вала
Пример истирания вала

Пример состояния качественного вала после длительной работы.
Пример состояния качественного вала после длительной работы.

Хороший вал должен иметь высокую твёрдость, и при этом быть пластичным. Такое сочетание характеристик достигается путём использования специальных марок стали и её правильной закалки.

Качественный вал получается из стали марки не ниже 45 при прерывистой закалке в двух средах. Валы в соотношении размеров 1 к 5, как правило не отпускаются.

Резкое охлаждение в воде формирует высокую твёрдость верхнего слоя вала, а более плавное охлаждение в масле придаёт ему пластичность.

Внешний вид валов раскалённых в печи до 850 градусов по Цельсию.
Внешний вид валов раскалённых в печи до 850 градусов по Цельсию.

Сразу после печи раскалённые детали не надолго погружаются в воду, чтобы быстро охладить верхний слой изделия.
Сразу после печи раскалённые детали не надолго погружаются в воду, чтобы быстро охладить верхний слой изделия.

Погружение вала в масло для медленного охлаждения.
Погружение вала в масло для медленного охлаждения.

Этап охлаждения в масле называется «воронение маслом». Так изделие получает антикоррозийное свойство. Вал закаленный в двух средах узнаётся по неравномерному потемнению.

Различие внешнего вида валов.
Различие внешнего вида валов.

Некоторые производители выставляют достоинством блеск полированных валов, но на самом деле это лишь выдаёт факт полного отсутствия закалки и воронения. Такие детали очень быстро ржавеют и повреждаются даже от работы с мягкими металлами.

В целях экономии иногда применяют химическое воронение. Такой способ даёт деталям красивый равномерный тёмный цвет, но при этом вал по-прежнему остаётся мягким.

"Сырая" деталь, воронённая химическим способом, по прежнему остаётся мягкой.
"Сырая" деталь, воронённая химическим способом, по прежнему остаётся мягкой.

После закалки мы видим увеличение показателя твёрдости валов в 4 раза. Вал с твёрдостью от 40 единиц по Роквеллу выдерживает длительные интенсивные нагрузки.

Показатель твёрдости "сырого" вала по методу Роквелла.
Показатель твёрдости "сырого" вала по методу Роквелла.

Показатель твёрдости "закалённого" вала по методу Роквелла.
Показатель твёрдости "закалённого" вала по методу Роквелла.

Для трубогибов непромышленного назначения в качестве валов хорошо себя зарекомендовали болты с классом прочности 10.9. Такие болты широко используются в тяжелом машиностроении.

Болт с классом прочности 10.9 имеет соответствующую  маркировку.
Болт с классом прочности 10.9 имеет соответствующую маркировку.

Показатель твёрдости такого болта по методу Роквелла.
Показатель твёрдости такого болта по методу Роквелла.

Подытожим: Жесткость валов должна быть не менее 40 единиц по Роквеллу, независимо от способа изготовления и его формы.