Giảm tải bánh xe bánh lái bằng gang cho nhiệt độ cao: Bằng chứng đã làm rõ những gì và cần hỏi nhà cung cấp những gì

Vì sao bạn không thể áp dụng mức giảm tải công bố của gang

Mức tải định mức công bố của bánh xe chỉ là một con số trong phòng thí nghiệm. Con số này giả định sàn nhẵn, khoảng 70°F, 3 mph và không có va đập, và mọi điều kiện khiến ứng dụng của bạn lệch khỏi mốc tham chiếu đó đều làm giảm tải trọng mà bánh xe chịu được^1,17. Các mức giảm tải nhân dồn vào nhau chứ không cộng lại, nên một bánh xe vận hành nóng, nhanh, liên tục và trên mặt sàn nứt nẻ sẽ xuống thấp hơn rất nhiều so với con số trong catalogue^1,17. Mức giảm tải theo nhiệt độ chỉ được định lượng cho hai vật liệu: urethane mất 15-25% khả năng chịu tải khi vượt quá 160°F và phenolic mất 10-15% khi vượt quá 300°F^1,17. Không có con số nào cho gang xuất hiện bên cạnh chúng, và không có một đường cong giảm tải duy nhất nào bao quát mọi vật liệu bánh xe, vì vậy những tỷ lệ phần trăm đó là những con số để đối chiếu với ứng dụng của bạn chứ không phải một bảng để áp dụng mù quáng¹⁷. Đối với việc lựa chọn của bạn, điều này có nghĩa là mức tải định mức của gang ở nhiệt độ môi trường chỉ là điểm khởi đầu. Hãy hỏi nhà sản xuất bánh xe xem mức tải định mức trở thành bao nhiêu tại nhiệt độ làm việc của bạn; các nguồn tài liệu không đưa ra cơ sở nào để bạn tự tính toán mức giảm đó.

Điều gì thực sự giới hạn cụm bánh xe gang ở nhiệt độ cao

Bản thân gang được cho là duy trì được độ ổn định kích thước và độ bền nén ở nhiệt độ cao, vận hành đáng tin cậy tới khoảng 800°F và thậm chí cao hơn ở một số công thức vật liệu⁴. Yếu tố hỏng trước tiên được cho là loại vòng bi và chất bôi trơn, chứ không phải thân bánh xe⁴. Sự khác biệt đó quyết định thông số kỹ thuật của bạn. Mỡ bôi trơn NLGI 2 tiêu chuẩn được cho là bị văng ra ngoài khi vượt quá 300°F, và việc chọn sai loại mỡ cho nhiệt độ được liệt kê trong số các nguyên nhân dẫn đến phần lớn các ca hỏng bánh xe sớm đã được ghi nhận²⁰. Đối với nhiệt độ cao nhất, khuyến nghị là dùng mỡ chịu nhiệt độ cao hoặc bạc lót đồng thiêu kết khô^4,10. Vì vậy, dòng vòng bi và chất bôi trơn trên báo giá chính là dòng quyết định giới hạn thực tế của bạn. Một bánh xe gang được báo giá với vòng bi và mỡ tiêu chuẩn không phải là cùng một sản phẩm như bánh xe được báo giá với hệ bôi trơn chịu nhiệt độ cao, ngay cả khi có cùng đường kính bánh xe và cùng cấp tải trọng.

Xác định mức nhiệt độ trần để thiết kế

Các nguồn tài liệu không thống nhất về mức nhiệt độ tối đa mà gang có thể chịu được. Một bảng so sánh đưa ra dải nhiệt độ cho gang là -40°F đến 500°F³. Ba nguồn khác báo cáo khả năng vận hành liên tục đến khoảng 800°F, với một số công thức được xếp hạng cao hơn^4,10. Hãy hiểu con số cao hơn này là có điều kiện. Các phát biểu về 800°F gắn với mỡ bôi trơn chịu nhiệt độ cao hoặc bạc lót đồng thiêu kết khô, và chính các nguồn đó nêu vòng bi và chất bôi trơn là yếu tố giới hạn^4,10. Con số 500°F xuất phát từ một bảng so sánh vật liệu tổng quát không kèm điều kiện bôi trơn nào³. Đối với thiết kế của bạn, hãy coi 500°F là con số quy hoạch thận trọng và khoảng 800°F chỉ đạt được khi nhà cung cấp xác nhận bằng văn bản về việc bôi trơn chịu nhiệt độ cao^3,4,10. Một báo giá nêu nhiệt độ mà không nói rõ giả định loại bôi trơn nào sẽ khiến bạn không thể biết mình đang mua theo con số nào.

So sánh gang với các vật liệu bánh xe khác theo nhiệt độ

Dải nhiệt độ là bộ lọc đầu tiên, vì nó loại bỏ toàn bộ các nhóm vật liệu trước khi xét đến tải trọng hoặc giá³. Bảng dưới đây thể hiện các dải nhiệt độ được báo cáo và, ở cột cuối cùng, liệu có định lượng nào về mức giảm khả năng chịu tải theo nhiệt độ cho vật liệu đó hay không.

Chi phí của biên nhiệt độ

Gang có chỉ số chi phí thấp nhất trong số các vật liệu được so sánh, ở mức 0.7x, trong khi phenolic là 1.1x và thép rèn là 2.5-3.5x³. Thứ tự đó chính là mặt giá của quyết định về nhiệt độ: tiến lên trong thang nhiệt độ cũng là tiến lên trong thang chi phí. Phenolic là bước rẻ hơn, nhưng dải nhiệt của nó chỉ đạt tối đa khoảng 325°F trong bảng so sánh và nó bắt đầu từ biến và mất độ cứng khi duy trì trên khoảng 250°F^2,3. Với một lò nướng hay lò nung vận hành cao hơn hẳn mức đó, phenolic không còn là lựa chọn bất kể giá của nó. Thép rèn là vật liệu mà cùng bảng đó ghi nhận đạt tới 800°F³. Liệu điều đó có mang lại cho bạn lợi thế gì so với gang hay không còn phụ thuộc vào việc nhà cung cấp của bạn sẽ cam kết mức trần nào cho gang, và các nguồn tài liệu không đưa ra kết luận dứt khoát cho sự so sánh đó. Mức phụ phí giá, MOQ hay thời gian giao hàng riêng cho gang ở nhiệt độ cao cũng không được xác lập ở đây, vì vậy hãy hỏi riêng những thông tin đó thay vì cho rằng chỉ số này giữ nguyên giá trị.

Tiêu chuẩn mà mức tải trọng được công bố được chứng nhận theo

Mức tải trọng có thể được gắn với các tiêu chuẩn bánh xe được công nhận: ICWM và ANSI MH31.1 tại Bắc Mỹ, ISO 22883 cho các ứng dụng đến 1,1 m/s, và bộ tiêu chuẩn EN 12527-12533 tại châu Âu^11,23. Một bánh xe gang 6x2 in được công bố là đã được thử nghiệm theo ANSI ICWM:2012 về khả năng chịu tải và độ bền, với định mức 1400 lb cùng bánh xe có độ cứng Brinell 145 và vòng bi con lăn¹⁰. Không tiêu chuẩn nào trong số này được xác định là tiêu chuẩn điều chỉnh hiệu suất ở nhiệt độ cao^10,11,23. Việc tuân thủ ICWM:2012 trên sản phẩm đó chỉ bao gồm khả năng chịu tải và độ bền, không bao gồm định mức cho dịch vụ ở nhiệt độ cao, do đó nó không chuyển con số 1400 lb thành một giá trị nhiệt độ làm việc. Hãy yêu cầu phương pháp thử nghiệm đằng sau con số, chứ không chỉ con số, và coi mọi tuyên bố về nhiệt độ là lời khẳng định của nhà cung cấp chứ không phải một định mức được chứng nhận²³.

Những điều cần hỏi nhà cung cấp trước khi đặt hàng

• ✓Hỏi giá trị tải trọng động tại đúng nhiệt độ vận hành thực tế của bạn, được nêu bằng một con số cụ thể chứ không phải một khoảng nhiệt độ.
• ✓Hỏi loại vòng bi và loại dầu bôi trơn mà mức định mức nhiệt độ đó giả định, và liệu có bao gồm mỡ chịu nhiệt độ cao hay bạc đồng thiêu kết khô hay không.
• ✓Hỏi các điều kiện tham chiếu đằng sau định mức nhiệt độ môi trường: tốc độ, mặt sàn, chu trình làm việc và liệu có tính đến tác động va đập hay không.
• ✓Hỏi con số tải trọng được kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn nào, và yêu cầu báo cáo kiểm nghiệm thay vì chỉ dòng thông số trong catalogue.
• ✓Hỏi liệu tuyên bố về nhiệt độ có được chứng minh bằng bất kỳ bằng chứng kiểm nghiệm hay điều khoản bảo hành nào không, vì chưa xác định được tiêu chuẩn nào về định mức nhiệt độ cao.
• ✓Yêu cầu chứng nhận vật liệu và thông số độ cứng của bánh xe, để bánh xe giao đến khớp với loại đã báo giá.

Những điểm các nguồn không thống nhất

Hai tranh chấp ảnh hưởng đến việc lựa chọn của bạn. Thứ nhất là chính giới hạn nhiệt của gang; thứ hai là liệu có thể so sánh gang với các vật liệu có công bố hệ số giảm tải hay không. Hãy giữ cả hai con số này trong tầm mắt khi trao đổi với nhà cung cấp.

Sources

1. 1 casterhq.com — Industry publication
2. 2 casterresource.com — Industry publication
3. 3 casterhq.com — Industry publication
4. 4 castercentral.com — Industry publication
5. 10 www.casterspecialists.com — Industry publication
6. 11 casterhq.com — Industry publication
7. 17 www.skt1m.com — Unclassified source
8. 20 casterhq.com — Industry publication
9. 23 www.ironaxis-supply.com — Unclassified source