Perché l'usura a spirale appare alle estremità dei rulli nei sistemi di forni supportati da molle？
L'usura a spirale è talvolta osservata alle estremità delRulli a SiCutilizzato insistemi di forno a molla.
I sintomi tipici includono:
- usura dei bordi localizzata,
- spirali di usura piuttosto che frattura completa,
- e l'accumulo di detriti vicino alle regioni di sostegno.
Poiché il danno appare concentrato all'estremità del rullo, è spesso frainteso come un guasto legato al taglio.
L'ispezione sul campo mostra comunemente:
- Indossare localizzato vicino al bordo del rullo
- Segni di usura a spirale o a elica
- Eliminazione progressiva del materiale nel tempo
- Nessuna frattura completa attraverso il corpo del rullo
Ciò indica un meccanismo di danno superficiale graduale piuttosto che un improvviso guasto strutturale.
E' davvero un fallimento del taglio, o una forma di usura indotta dal contatto sotto stress di piegatura?
In molti sistemi di forno, il modello di usura visibile può essere fuorviante.
Lo stato di stress effettivo è spesso dominato da:
- piegatura,
- sollecitazione di contatto locale,
- e comportamento di espansione termica.
I meccanismi di evoluzione dello stress correlati sono anche discussi in:
- Comprensione dello stress termico nei rulli SiC a molla
- Stresso indotto dal gradiente termico nei componenti del carburo di silicio
- Perché il guasto di un componente SiC inizia spesso durante lo spegnimento piuttosto che durante il funzionamento
In sistemi a rullo a molla:
- Il carico viene trasferito attraverso le estremità del rullo
- Il contatto avviene solo nelle regioni localizzate.
- Il rullo si comporta principalmente come una struttura a trave
In queste condizioni:
- la tensione di piegatura è predominante,
- mentre la tensione di taglio pura è relativamente piccola.
La regione di bordo subisce ripetuti carichi localizzati durante il funzionamento e il ciclo termico.
Questo crea una condizione in cui:
L'usura a contatto localizzata diventa il meccanismo di danno primario.
per i rulli a forno a lunghi tratti:
- auto-peso,
- carico del prodotto,
- e di espansione termica
tutti contribuiscono principalmente alla deformazione della curvatura.
Le sollecitazioni più elevate si verificano in genere a:
- interfacce di supporto,
- bordi di contatto,
- e zone di restrizione.
Una simile evoluzione dello stress può anche contribuire aDeformazione da sollevamento nei rulli SiC, specialmente a temperatura elevata.
Questo spiega perché il danno spesso si sviluppa progressivamente alle estremità del rullo anziché attraverso una frattura improvvisa.
Il meccanismo di usura a spirale è generalmente associato a:
- precarico a molla,
- pressione di contatto localizzata,
- movimento micro-scorrente,
- ciclo termico ripetuto,
- e accumulo graduale di usura.
I piccoli movimenti relativi tra il rullo e l'interfaccia di supporto possono rimuovere continuamente il materiale dalla regione del bordo.
Nel tempo:
- l'accumulo di detriti da usura,
- la condizione di contatto cambia,
- e l'usura a spirale si sviluppa gradualmente.
Le condizioni di supporto e la geometria di contatto sono spesso più critiche della solida resistenza del materiale.
Un vero fallimento del taglio mostrerebbe tipicamente:
- frattura improvvisa,
- separazione di materiali su larga scala,
- o un guasto attraverso la sezione trasversale.
Tuttavia, l'usura a spirale mostra di solito:
- rimozione progressiva del materiale di bordo,
- danni superficiali localizzati,
- e l'evoluzione dell'usura ripetuta nel tempo.
Questo indica:
un meccanismo di usura di contatto in condizioni di carico dominate dalla piegatura.
Per ridurre l'usura a spirale nei sistemi a rulli del forno:
Evitare un'eccessiva pressione di contatto localizzata alle estremità del rullo.
Permettere un'espansione termica controllata e ridurre la concentrazione di restrizione.
Migliorare la stabilità dell'interfaccia tra il rullo e la struttura di supporto.
Un'espansione termica irregolare può amplificare lo stress di contatto locale.
L'usura a spirale delle estremità dei rulli è principalmente:
un fenomeno di usura di contatto in condizioni di carico dominate dalla piegatura non classico guasto di taglio.
La causa principale è di solito legata a:
- tensione di contatto localizzata,
- comportamento di espansione termica,
- precarico a molla,
- e micro-movimenti ripetuti durante il funzionamento.
Per sistemi di forno ad alta temperatura, ottimizzatiRulli SSiCIn particolare, la struttura di supporto può ridurre significativamente l'usura localizzata e migliorare la stabilità operativa a lungo termine.
