Differenze tra forgiatura e fusione della sede del braccio e dell'albero del braccio dell'escavatore.

La sede dell'albero del braccio di un escavatore è un componente portante fondamentale che collega il braccio al cilindro. Il suo processo di fabbricazione (forgiatura o fusione) influisce direttamente sulle prestazioni e sulla durata dell'attrezzatura.

1. Proprietà dei materiali e resistenza strutturale

1) Sede dell'albero forgiata:

Struttura dei grani: tramite deformazione plastica ad alta temperatura e alta pressione (come la ricalcatura e l'imbutitura), i grani metallici vengono raffinati lungo la direzione della forza (possono essere raffinati fino a meno di 5 μm), formando linee di flusso continue, che migliorano la resistenza alla trazione (fino a oltre 850 MPa) e la resistenza allo snervamento (> 700 MPa).

Controllo dei difetti: elimina i difetti di fusione come porosità e cavità di ritiro, con densità interna >99,9%, la durata a fatica aumenta da 3 a 5 volte, adatta a resistere ai carichi d'impatto degli scavi.

Caso: una sede dell'albero del braccio forgiata è stata in funzione ininterrottamente per 1000 ore senza deformazioni o crepe, riducendo significativamente il tasso di guasto.

2) Sede dell'albero fusa:

Limitazioni strutturali: durante il raffreddamento e la solidificazione del metallo fuso, questo è soggetto alla formazione di pori e inclusioni, con grani grossolani e segregazione, con conseguente resistenza relativamente bassa (circa il 70% delle parti forgiate) e tenacità insufficiente.

Punti di rischio: in caso di carichi alternati, è probabile che si formino crepe nei punti difettosi e l'uso a lungo termine può comportare il rischio di fratture.

2. Tecnologia di produzione ed efficienza dei costi

1) Processo di forgiatura:

Processo: richiede una pressa da 10.000 tonnellate per la forgiatura dello stampo, combinata con la forgiatura libera per la preformatura (ad esempio, la sede del perno del braccio deve essere prima ricalcata per migliorare la struttura), con requisiti di elevata precisione per lo stampo (tolleranza dimensionale ±0,05 mm).

Costo: costo unitario elevato (il costo dello stampo rappresenta dal 30% al 50%), adatto per la produzione di lotti medi e piccoli; ma tasso di utilizzo del materiale > 90%, con meno sprechi.

2) Processo di fusione:

Adattabilità: può realizzare strutture geometriche complesse in un unico pezzo (ad esempio fori irregolari per il passaggio dell'olio). La fusione in sabbia/fusione di metalli è adatta alla produzione su larga scala, riducendo il costo unitario del 40%.

Costo del difetto: per riparare i difetti sono necessari la successiva ispezione a raggi X e il trattamento termico e il costo complessivo può superare la forgiatura.

3. Libertà di progettazione e leggerezza

1) Vantaggio della fusione: può integrare caratteristiche complesse come nervature di rinforzo e cavità di riduzione del peso, riducendo il peso dal 15% al 20% (ad esempio sedi di cuscinetti in lega di alluminio fusa).

2) Limitazione della forgiatura: la forma è limitata dallo stampo e solitamente richiede una lavorazione secondaria (ad esempio la fresatura di fori per l'olio), ma lo spessore della parete può essere ottimizzato per renderla più sottile (ad esempio 4 mm) e il rinforzo locale può essere ottenuto tramite la progettazione della topologia.

4. Confronto degli scenari applicativi

Indicatori Forgiatura Sede Cuscinetto Fusione Sede Cuscinetto

Capacità di carico Per impieghi gravosi (escavatori da >50 tonnellate) Per impieghi medio-leggeri (10.000 ore Da 5.000 a 8.000 ore.

Costo di manutenzione Basso (tasso di guasto Medio-alto (riparazione frequente dei difetti)

5. Suggerimenti per il processo decisionale economico

1) Scegliere la forgiatura: quando l'attrezzatura necessita di un funzionamento ad alta intensità a lungo termine (come gli escavatori minerari) o quando è richiesta una ridondanza di sicurezza estremamente elevata (come l'ingegneria delle fosse di fondazione profonde).

2) Scegli Casting: per progetti sensibili ai costi (come piccoli macchinari agricoli) o scenari con forme estremamente complesse.

6. Tendenze dell'innovazione di processo

1) Produzione di materiali compositi: anime di fusione stampate in 3D + rinforzo forgiato locale, bilanciando complessità e resistenza (come la soluzione brevettata di Sany Heavy Industry).

2) Monitoraggio intelligente: installazione di sensori nel processo di forgiatura per controllare in tempo reale temperatura/pressione, riducendo lo stress interno.

La scelta del processo per le sedi dei cuscinetti del braccio dell'escavatore è essenzialmente un gioco del triangolo "prestazioni-costi-vita". Forgiatura delle sedi dei cuscinetti: paga per la massima affidabilità e lunga durata, adatte per attrezzature pesanti e di alto valore; Sedi dei cuscinetti in fusione: dare priorità all'economia e al rapporto costo-efficacia negli scenari per impieghi leggeri.