Si una màquina continua funcionant durant un temps, amb el temps es produiran fallades als seus components. Generalment, hi ha sis categories de fallades de màquines: abrasió, fatiga, corrosió, vibració i soroll. Com hem de gestionar aquestes fallades? Les discussions d'aquest article tractaran breument com gestionar els casos de fallada de components de la màquina així com com mantenir-los en circumstàncies normals.
Alguns modes de fallada comuns dels components de la màquina
Modes de fallada dels components de la màquina | Rendiment |
Components de la màquina | 1. Desgast per funcionament; 2. Desgast abrasiu; 3. Desgast per fatiga superficial; 4. Desgast tèrmic; 5. Desgast corrosiu; 6. Desgast per transformació de fase; 7. Desgast dinàmic de fluids |
Fatiga dels components de la màquina | Les esquerdes de fatiga es generen i es propaguen encara més en zones d'alta tensió o baixa resistència a la capa superficial de la peça o component. |
Corrosió dels components de la màquina | El dany és causat per reaccions químiques o electroquímiques entre el material metàl·lic i el medi circumdant. La corrosió metàl·lica és un fenomen natural comú. |
Vibració dels components de la màquina | El moviment cíclic infinit entre la part del procés i l'eina provoca vibracions al llarg del temps. Es pot classificar com a vibració lliure, vibració forçada i vibració autoexcitada. |
Soroll dels components de la màquina | La vibració mecànica es produeix en la maquinària durant el funcionament o la rotació, fent que els components mecànics o els objectes circumdants vibrin, donant lloc a ones sonores de soroll. |
Com tractar el desgast dels components de la màquina?
(1) Desgast normal
- Fricció entre components: Mantingueu les peces netes i lubricades.
- Desgast causat per partícules dures: Mantingueu la neteja entre les peces i cobriu les zones exposades.
- Desgast per fatiga dels components sota càrregues alternes a llarg termini: elimineu tots els jocs, trieu els lubricants adequats, reduïu les vibracions addicionals i augmenteu la precisió dels components.
- Corrosió de components per substàncies químiques: eliminació de productes químics nocius i millora de la resistència a la corrosió de les peces.
- Canvis en l'estructura metal·logràfica superficial o en les propietats d'ajust dels components en condicions d'alta temperatura: busqueu mètodes per millorar les condicions de treball o utilitzeu materials que tinguin resistència a les altes temperatures i al desgast per fabricar les peces.
(2) Desgast anormal
La qualitat de la reparació o de la fabricació no compleix els requisits de disseny: dur a terme controls de qualitat rigorosos.
Violació dels procediments operatius: Familiaritzeu-vos amb el rendiment mecànic i opereu amb precaució.
Què és la fatiga dels components de la màquina?
La fatiga fa referència a la iniciació i propagació d'esquerdes en els materials a causa de la càrrega cíclica. La fatiga es produeix en tres etapes que inclouen la iniciació de l'esquerda, després ve l'etapa de propagació de l'esquerda i, finalment, l'etapa de fallada.
Etapa 1: Iniciació de l'esquerda
Aquí és on comença la falla per fatiga. Es caracteritza per la producció de petites esquerdes o defectes dins dels materials com a resultat de la càrrega cíclica. Aquestes fractures normalment comencen al voltant de llocs amb concentració d'estrès com ara cantonades afilades, osques o imperfeccions superficials. La càrrega cíclica indueix una deformació plàstica localitzada, cosa que promou l'inici de les esquerdes. Aquestes esquerdes sovint són microscòpiques i no es poden veure fàcilment.
Etapa 2: Propagació de fissures
Les esquerdes de la primera etapa que es van crear comencen a créixer i propagar-se a través del material. A mesura que avança, interactuant amb la microestructura, com ara els límits de gra, les impureses poden influir en un canvi de direcció cap a la ramificació o la reorientació d'una trajectòria d'esquerda. La característica d'aquesta etapa en particular seria un creixement lent fins a assolir una mida crítica.
Etapa 3: Fracàs
A l'etapa final, quan l'esquerda arriba a una mida crítica i el material ja no pot suportar la càrrega cíclica aplicada, es produeix la fallada definitiva. En aquest punt, l'àrea de secció transversal restant del material és massa petita per suportar l'estrès aplicat, cosa que provoca una propagació ràpida de l'esquerda i una fractura completa i sobtada. Finalment, les fallades finals solen caracteritzar-se per característiques com ara llavis de cisallament, marques de platja i estries a les superfícies de fractura. No obstant això, val la pena esmentar que la fallada per fatiga requereix alguns cicles en funció de diversos factors, és a dir, les propietats dels materials en qüestió, els nivells d'estrès implicats, l'acabat superficial i les condicions de càrrega, entre altres coses.
Com afrontar la fatiga dels components de la màquina?
L'enfocament per tractar la fatiga en components mecànics depèn de la gravetat del dany per fatiga i de la criticitat del component.
Algunes maneres habituals de gestionar la fatiga inclouen:
Substitució de components: Quan el component mecànic està greument danyat per fatiga que supera el seu límit d'ús segur, pot ser millor substituir-lo per un de nou.
Reparació i reforç: Les mesures preses per arreglar fatigades menors poden incloure mètodes de reparació o reforç mitjançant la reparació d'esquerdes o el taponament de forats, entre d'altres.
Redisseny: En cas que hi hagi problemes repetitius relacionats amb la fatiga en components mecànics, el redisseny del component es pot dur a terme millorant les formes geomètriques, la selecció de materials o fins i tot redistribuint les deformacions per millorar la seva resistència a la fatiga.
Enfortir el seguiment per ajudar a identificar els primers signes de fatiga i així prendre les mesures de reparació o substitució adequades.
Com manejar corrosió dels components de la màquina?
Hi ha diferents maneres de gestionar la corrosió dels components de la màquina, que inclouen el tipus de corrosió, l'abast del dany i altres circumstàncies específiques com ara:
Neteja i eliminació d'òxid
Primer s'ha de netejar el lloc que s'ha corroït per eliminar la brutícia o les impureses de la superfície. Es poden utilitzar materials i equips de neteja adequats com ara raspalls, roba o esprais. Finalment, es pot utilitzar el mètode mecànic amb una rasqueta, una esmoladora o una sorrejadora per raspar la peça corroïda i restaurar la suavitat de la superfície del component.
Recobriments anticorrosió
És recomanable evitar la corrosió dels components de la màquina aplicant-hi recobriments anticorrosius. Alguns tipus de recobriments anticorrosius habituals consisteixen en pintures, recobriments de polímer, revestiments de goma o xapats (per exemple, galvanització, cromat i galvanoplàstia) amb recobriments de polvorització tèrmica com la polvorització tèrmica de zinc/polímer per immersió en calent. Proporcionen barreres físiques per evitar que l'aire, l'aigua i els productes químics entrin en contacte amb les superfícies metàl·liques, per la qual cosa no es produeix corrosió.
Olis i lubricants anticorrosió
En proporcionar protecció, així com mecanismes de lubricació, els olis i lubricants anticorrosió adequats redueixen les possibilitats que es produeixi corrosió. Aquest tipus de productes poden omplir petits defectes en una superfície, mentre que la creació de pel·lícules protectores aïlla l'entorn del metall.
Tractament de la corrosió
La corrosió també es pot tractar amb mètodes químics. Per exemple, la neteja àcida pot eliminar els òxids i les capes corroïdes de la superfície metàl·lica, mentre que la neteja alcalina neutralitza els residus àcids, evitant així una major corrosió. Les tècniques electroquímiques com la protecció anòdica i la protecció catòdica protegeixen la superfície del material aplicant corrent o utilitzant mitjans electroquímics.
Substitució de components danyats
De vegades, la corrosió dels components de la màquina pot ser tan greu que no es puguin reparar, per la qual cosa cal substituir-los en aquesta situació. Però les peces noves s'han de fabricar amb materials resistents a la corrosió o bé s'han de prendre les mesures adequades contra la corrosió.
Com gestionar la vibració dels components de la màquina?
Quan es tracta de vibracions de parts de màquines, cal tenir en compte la font, així com les condicions circumdants. A continuació es mostren alguns enfocaments habituals per mitigar les vibracions en components de màquines:
Equilibri
El desequilibri és una de les raons de la vibració dels components de la màquina. La vibració es pot reduir realitzant un equilibri dinàmic o un equilibri estàtic. L'equilibri dinàmic és quan els components s'equilibren mentre funcionen. D'altra banda, l'equilibri estàtic es produeix quan la màquina no està en moviment.
Amortiment i aïllament
Les tècniques d'amortiment i aïllament poden ajudar a minimitzar la transferència de vibracions i les interferències. Aquestes poden implicar l'ús d'amortidors, coixinets d'aïllament, suports d'aïllament, etc. Això absorbeix o dissipa l'energia de les vibracions i la redueix en un component diferent de la màquina.
Inspecció i reparació de peces soltes
Les vibracions també són el resultat de peces soltes. Examineu periòdicament els elements de la màquina, especialment les juntes i els elements de fixació, per assegurar-vos que estiguin ben ajustats. Si hi hagués algun cas de fixació fluixa, s'hauria de reparar immediatament.
Ajust de les condicions de funcionament
La modificació dels paràmetres de funcionament, com ara la reducció de la velocitat, el canvi de càrregues o l'ajust dels paràmetres de funcionament, podria reduir els nivells de vibració de la maquinària. Cal identificar els paràmetres de funcionament òptims en funció de la seva situació i necessitats específiques.
Lubricació i manteniment
Per minimitzar les vibracions, cal mantenir unes pràctiques de lubricació i manteniment adequades. Assegureu-vos que els components de la màquina estiguin correctament lubricats seguint els procediments de manteniment regulars descrits pel fabricant, com ara la neteja, la lubricació o la substitució de peces desgastades, entre d'altres.
Enfortiment i reforç d'estructures
Per tal de millorar la rigidesa i la resistència a les vibracions dels components propensos a sacsejades freqüents, pot ser necessari reforçar la seva estructura, la qual cosa significa que s'ha de fer un treball d'enfortiment afegint suports i reforçant les peces de connexió amb materials rígids, entre d'altres.
Tècniques de control de vibracions
En situacions que impliquin vibracions intenses, pot ser necessari utilitzar mètodes especialitzats de control de vibracions mitjançant tècniques de control actiu de vibracions, control passiu de vibracions, absorció de vibracions o aïllament de vibracions com les esmentades anteriorment.
Com tractar-ho soroll dels components de la màquina?
Per resoldre el problema del soroll dels components de la màquina, cal tenir en compte les causes i les situacions específiques. Aquests són alguns mètodes habituals per tractar el soroll dels components de la màquina:
Aïllament acústic: Els materials insonoritzats, les habitacions o les parets insonoritzades s'utilitzen per aïllar la font de soroll. Aquests tipus de materials i instal·lacions absorbeixen o reboten el so, minimitzant així la seva propagació a l'entorn veí.
Reducció de vibracions i aïllament: Si es redueix la vibració en els components de la màquina, hi haurà menys soroll. En aquest cas, es poden utilitzar amortidors de vibracions, coixinets aïllants o suports. Ajuden a esmorteir o dispersar les vibracions, cosa que porta a baixes radiacions.
Disseny d'optimització acústica: A l'hora de dissenyar components de màquines, és important tenir en compte el control del soroll. Això implica tenir una estructura que maximitzi el cabal optimitzat i minimitzi la ressonància, així com el rugit del flux d'aire. Mitjançant l'ús de dissenys correctes, es minimitzen tant els sons de producció com els de transmissió.
Manteniment i manteniment: Els nivells de soroll es poden reduir mitjançant un manteniment i una revisió adequats de les peces de la màquina. Tanmateix, cal assegurar-se que totes les peces estiguin ben lubricades, apretades si cal i, de vegades, substituïdes quan estiguin desgastades, per tal que no hi hagi sorolls causats per forces de fricció o fins i tot factors com la folgança.
Equips i tecnologia de control de soroll: La propagació del soroll es pot minimitzar mitjançant aquests equips, que inclouen silenciadors fets de materials fonoabsorbents, entre d'altres, utilitzats com a dispositius a través dels quals els sons no solen passar fàcilment, mentre que algunes maneres eficients depenen de les característiques sonores requerides per la font d'origen, juntament amb les condicions predominants.
Control de l'operació i de l'entorn de treball: Minimitzar la generació i la transmissió de màquines sorolloses prenent les mesures necessàries abans que es produeixin. Per exemple, reduir la freqüència de rotació del motor, ajustar la magnitud de la càrrega (en producció), a més d'utilitzar barreres entre les persones que treballen juntes, com ara sistemes de compartimentació d'oficines.
Formació i sensibilització: El personal que funciona correctament necessita coneixements sobre les possibles amenaces associades amb els sons d'alta intensitat emesos pels aparells tècnics, la qual cosa acabarà provocant una disminució de la producció de soroll durant el seu ús.
Com tries les peces de màquina adequades per al teu projecte?
L'èxit del vostre projecte depèn de la selecció dels components adequats de la màquina. Aquí teniu alguns passos senzills a seguir a l'hora de triar les peces de la màquina:
- Reconèixer els requisits del projecte
Primer heu d'especificar què s'espera del vostre projecte. Cal tenir en compte característiques com la funcionalitat de la màquina, les necessitats de rendiment, l'entorn operatiu i molt més. Això us pot ajudar a triar les peces adequades de la màquina.
- Descobreix què s'ofereix
Feu un estudi de mercat per conèixer les opcions disponibles per a aquestes peces de màquina. Per esbrinar quines peces hi ha adequades per al vostre projecte, busqueu proveïdors, fabricants o recursos en línia.
- Qualitat i fiabilitat
Quan es tracta de comprar peces de màquines, la qualitat i la fiabilitat són factors importants a tenir en compte. Per tant, assegureu-vos sempre que les peces seleccionades tinguin un historial demostrat de qualitat i fiabilitat, garantint així el rendiment a llarg termini i la fiabilitat de les màquines.
- Compatibilitat i integració
Assegureu-vos que totes les peces seleccionades s'integrin en altres subsistemes sense problemes dins del sistema en construcció. Per tant, les dimensions, les interfícies i els mètodes de connexió de les peces esdevenen consideracions crítiques si es volen instal·lar i operar correctament.
- Rendiment/Especificacions tècniques
Per comprovar si s'han assolit els estàndards requerits després de la seva compra, cal avaluar el seu rendiment, així com les especificacions tècniques. Entre aquests factors s'inclouen la potència, la velocitat, la precisió, la capacitat de càrrega, etc.
- Assequibilitat
També penseu en la seva assequibilitat: considereu el preu per sobre del rendiment o viceversa, tot equilibrant les dues cares només per complir amb les restriccions pressupostàries i els requisits del projecte.
- Serveis d'estoc i suport disponibles
Considereu si es poden obtenir fàcilment peces de recanvi de proveïdors que ofereixen assistència tècnica en termes de serveis postvenda, a més d'oferir recanvis per a articles desgastats després que s'hagi fet la compra.
resum
Els anteriors són els tipus habituals d'avaries que solen patir els components de les màquines després de funcionar durant un temps. No obstant això, les avaries reals poden variar segons el tipus de peça en particular, les condicions de treball i l'entorn d'aplicació. El manteniment regular i la inspecció poden ajudar a identificar possibles avaries prou aviat i fer les reparacions o substitucions necessàries de les peces, millorant així la fiabilitat i l'eficiència de les màquines.
Easiahome ofereix Serveis de mecanitzat CNC a tot el Món!
Poseu-vos en contacte amb nosaltres avui mateix i feu-nos saber com podem donar suport al vostre projecte.
