Qualidade dos tubos do eixo de accionamento: retidão, espessura da parede e fadiga

ATubos do eixo de accionamentopodem satisfazer o diâmetro externo, a espessura da parede e a qualidade do material exigidos, mas ainda criar vibrações, dificuldade de equilíbrio ou fadiga prematura após a montagem.

A razão é simples: um tubo de eixo de acionamento não é apenas um tubo de aço transportador de binário. torna-se parte de um conjunto rotativo de alta velocidade.pequenas inconsistências dimensionais podem tornar-se muito mais importantes.

Três factores merecem uma atenção especial: a rectitude, a consistência da espessura da parede e o desempenho face à fadiga.

1Por que um tubo reto ainda pode criar escorrência após a soldagem?

A retidão é frequentemente verificada no tubo bruto, mas o eixo acabado é afetado por mais do que a condição original do tubo.

O corte, o aperto, a preparação do final e a soldagem podem alterar a linha central do tubo.enquanto a tensão residual no tubo pode ser liberada durante a usinagem ou solda.

Isto significa que um tubo que pareça aceitável antes da montagem pode ainda mostrar escorrência excessiva depois.

Para um componente de linha de transmissão giratória, o escoamento é importante porque pode aumentar a correção necessária durante o equilíbrio dinâmico.O problema pode não ser simplesmente um desequilíbrio de massaA retidão do tubo, a distorção da soldagem ou o alinhamento do conjunto também podem ser factores que contribuem para isso.

Um processo de controlo mais fiável inclui:

• Verificação da retidão do tubo de entrada;

• Controlo do alinhamento durante o corte e fixação;

• medição da saída após a soldagem;

• Confirmação do escoamento final antes do equilíbrio dinâmico

Não existe um único valor de retidão adequado para cadaTubos do eixo de accionamentoO intervalo aceitável depende do comprimento do eixo, da velocidade de rotação, da espessura da parede e do projecto final do conjunto.

O ponto importante é que a retidão do tubo bruto deve ser considerada em conjunto com o escoamento do eixo acabado, em vez de ser tratada como uma dimensão isolada.

2Por que a espessura nominal da parede não é suficiente?

Uma especificação como a espessura da parede de 2,0 mm parece simples, mas a espessura nominal por si só não mostra quão uniformemente o material está distribuído ao redor do tubo.

Dois tubos podem ter a mesma espessura nominal da parede, tendo uma variação da parede da circunferência muito diferente.

Isto é importante porque umTubos do eixo de accionamentoUma secção localmente mais fina pode reduzir a margem estrutural e criar uma tensão local mais elevada.A distribuição desigual da parede também pode influenciar a rigidez e a distribuição de massa do eixo rotativo.

A questão torna-se mais importante quando são utilizados tubos de parede mais fina para reduzir a massa de rotação.mas também deixam menos tolerância para variação dimensional descontrolada.

Por esta razão, a espessura da parede deve ser avaliada a partir de mais de um ponto de medição.

As características importantes incluem:

• espessura nominal da parede;

• espessura mínima da parede;

• variação da circunferência da parede;

• Concentricidade OD e ID, se necessário;

• consistência ao longo do comprimento do tubo.

A medição de várias posições circunferenciais em vários locais ao longo do tubo fornece uma imagem mais clara da estabilidade dimensional do que confiar em uma única leitura de espessura da parede.

Uma boa amostra tem um valor limitado se a distribuição da espessura da parede mudar significativamente entre os lotes de produção posteriores.

3Por que um material forte ainda pode falhar na fadiga?

A resistência do material é importante, mas não descreve completamente a durabilidade do eixo de acionamento.

Durante o serviço, um eixo de acionamento experimenta aceleração, desaceleração, flutuação de binário e inversão de carga repetidas vezes.As concentrações de tensão relativamente pequenas podem gradualmente transformar-se em rachaduras por fadiga..

Estas rachaduras são mais propensas a ocorrer quando várias condições desfavoráveis ocorrem juntas, tais como:

• redução local da espessura da parede;

• defeitos de superfície;

• descontinuidades de solda;

• variação dimensional;

• tensão residual excessiva;

• zonas desfavoráveis afetadas pelo calor.

É por isso que a resistência à tração por si só não pode representar o desempenho de fadiga do eixo acabado.

Uma avaliação mais completa deverá examinar três domínios.

Em primeiro lugar, o material de base necessita de uma composição química e propriedades mecânicas estáveis.

Em segundo lugar, a geometria dos tubos deve permanecer consistente: a retidão, a espessura da parede, a condição da superfície e a qualidade da soldagem afetam a distribuição local das tensões.

Em terceiro lugar, o conjunto acabado deve reflectir as condições reais de funcionamento.Os testes de fadiga por torção podem ajudar a verificar se o projeto completo do eixo pode suportar cargas repetidas.

A principal preocupação não é se uma amostra tem um bom desempenho, mas se as mesmas condições de material e dimensões podem ser mantidas durante toda a produção em massa.

O que deve controlar uma especificação de tubo do eixo de acionamento?

Uma questão práticaTubos do eixo de accionamentoA especificação deve ir além da DSO, da espessura nominal da parede e da qualidade do aço.

Devem igualmente ser claramente definidas as características que influenciam o conjunto rotativo acabado.

Os métodos de medição e os critérios de aceitação devem igualmente ser claros antes da produção em série, caso contrário, duas partes podem utilizar a mesma especificação, mas interpretar os requisitos de dimensão de forma diferente.

Conclusão

Um banco de dados confiávelTubos do eixo de accionamentonão pode ser julgada apenas pelo tamanho nominal e pela qualidade do material.

A retidão afeta o escoamento do eixo e o equilíbrio dinâmico. A consistência da espessura da parede influencia a rigidez, a distribuição de massa e o estresse local.Condição da superfície e qualidade da soldagem contribuem para o desempenho de fadiga.

Para aplicações de rotação de alta velocidade, o tubo deve, por conseguinte, ser avaliado como parte do sistema completo da linha de transmissão e não simplesmente como um pedaço de tubo de aço.

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