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粗糙度对工业风扇的影响

编辑:lyj 人气:410发布日期:2019/10/25
      大部分机械零件都需要机械加工,由于机床,刀具等因素影响,对于工业大风扇而言,加工后的叶片表面存在较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征。表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度;其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下),它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小,则越光滑,反之则越粗糙。如果不根据工业风扇叶片实际使用工况选取和加工,就会影响叶片的使用性能和产品的质量。在此我们分析叶片粗糙度对抗腐蚀性、热处理性能以及抗疲劳性的影响。
      1、粗糙度对叶片抗腐蚀的影响
      由于镀铬后的叶片表面粗糙度与镀前的表面粗糙度有很大的关系,光滑表面镀后仍然光滑,反之则相反;由于锥面相对比较粗糙更容易积聚腐蚀性物质,在镀层质量不好的情况下就会发生化学腐蚀和电化学腐蚀,逐渐渗透到金属内部,使金属层剥落,断裂,形成腐蚀层。在失去镀铬保护的情况下随着时间的推移,腐蚀层继续扩大和加深,最后破坏整个工业风扇,使工业风扇无法修复而报废,产生经济损失。
      2、粗糙度对热处理性能的影响
大多数材料都要经过热处理才能使用,一般铝合金都要经过调质处理后使材料达到最佳的综合机械性能,充分发挥其材料的性能,提高材料的利用率和经济效果。有些铝合金为了使表面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限,而芯部保持足够的塑性和韧性,就对其表面进行淬火处理、渗碳或渗氮处理,达到我们所需要的一些机械性能,但是在进行热处理前叶片表面的粗糙度的大小直接影响热处理的性能。
      (1)粗糙度对淬火性能的影响
淬火有感应加热表面淬火和一般的整体淬火处理,淬火前材料表面应无裂纹、伤痕、锈斑、毛刺和黑皮等缺陷,对粗糙度也有一定的要求。
      (2)粗糙度对渗氮性能的影响
如果渗氮前其表面的粗糙度较高,会引起两个问题,一是太粗糙的表面渗氮后会导致表面渗氮层不致密,不致密的渗氮层其表面抗腐蚀性能差,当零件在潮湿或腐蚀性的环境中使用时就会发生锈蚀,使叶片早期失效,从而影响叶片的使用寿命;
      3、表面粗糙度对产品抗疲劳性能的影响
我们采用立方氮化硼刀具对第一片叶片进行精加工,使叶片的粗糙度达到Ra=0.8μm,第二片叶片未精加工,粗糙度较大,第二片叶片主要工作在高压震动等易产生疲劳破坏的工况,在这样的工况下粗糙的表面就会产生应力集中成为裂纹源,在疲劳载荷下就会产生裂纹而失效。还有第一片叶片为R0.8比较小,在高压下容易产生应力集中,其应力的大小接近材料的屈服强度,在这个应力下工作就会使弯头过早破坏。为此首先我们改进设计和加工工艺,在渗碳之前密封槽和内孔也进行半精加工。密封槽、内孔和滚道留精加工余量0.3mm~0.4mm,待渗碳淬火后再进行精加工两片叶片,使两片叶片的粗糙度都为Ra=0.8pum,消除产生裂纹这个因素。其次改进设计,将R0.8圆弧改为R1.2,这样应力集中就会大大减小,相应地增加了零件的抗疲劳性能。
      为了减少由于粗糙度设计不当而引起的零叶片性能问题,我们针对叶片具体使用工况选取合理的粗糙度值,有助于提高工业风扇叶片的性能和质量。

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