Acoplamentos resistentes ao fogo Guilemin/DSP – Conectores de hidrante de alta pressão para sistemas de combate a incêndio de emergência

Acoplamentos Guilemin/DSP são adequados para máquinas pesadas e equipamentos de precisão. Como seu processo de produção equilibra alta resistência e precisão?

1. Seleção de materiais: a base subjacente de alta resistência e precisão de processamento

Acoplamentos Guilemin/DSP use um sistema composto de "revestimento funcional de substrato de liga de alta resistência" na seleção do material. Esta estratégia é semelhante à lógica rigorosa da Jun'an Fire Technology na seleção de materiais para mangueiras de incêndio. Para garantir a estabilidade da mangueira sob condições extremas, como alta temperatura e alta pressão, a Jun'an Fire Protection avalia rigorosamente os fornecedores de matérias-primas e exige que forneçam relatórios de certificação. Guilemin/DSP prefere os seguintes sistemas de materiais para os requisitos de alta carga de máquinas pesadas e a sensibilidade de tolerância de equipamentos de precisão:
Seleção do material de base: Liga de níquel-cromo-molibdênio de alta resistência (como 42CrMo) ou liga de titânio (como TC4) é usada. A resistência ao escoamento de tais materiais pode atingir mais de 850MPa e pode suportar a carga alternada durante a operação de máquinas pesadas. Ao mesmo tempo, possui bom desempenho de corte e pode atingir precisão de nível IT6-IT7 (equivalente a uma faixa de tolerância de 0,01-0,02 mm) por meio de usinagem de precisão para evitar deformação de usinagem devido à dureza excessiva do material.
Tecnologia de revestimento: A superfície é coberta com um revestimento protetor anticorrosivo (como revestimento nanocerâmico ou revestimento PVD), e a espessura do revestimento é controlada em 5-10μm, o que não apenas aumenta a capacidade de resistir à erosão ambiental (atender aos requisitos de operações externas de máquinas pesadas), mas também evita afetar a precisão da superfície de contato devido ao revestimento excessivamente espesso (o erro de instalação do equipamento de precisão deve ser ≤0,05 mm).

2. Processo de formação: controle duplo de macro força a micro precisão

Otimização do processo de forjamento
Para a alta resistência exigida por máquinas pesadas, Guilemin/DSP adota o processo de forjamento a quente, que refina os grãos do substrato de liga através de forjamento em alta temperatura acima de 1000°C, melhora a força de ligação do limite do grão em mais de 30% e elimina defeitos de fundição (como poros e encolhimento). Ao mesmo tempo, a fim de levar em conta a precisão da instalação do equipamento de precisão, é necessário um tratamento de recozimento isotérmico após o forjamento para controlar a tensão interna do material abaixo de 50MPa para evitar a deformação causada pela liberação de tensão durante o processamento subsequente. Por exemplo, a peça bruta forjada do flange do acoplamento reservará 0,5-1mm de margem de usinagem, o que não apenas garante a densidade do forjamento (≥7,8g/cm³), mas também fornece uma referência para usinagem de precisão.
Aplicação de tecnologia de fundição de precisão
Para acoplar peças com estruturas complexas (como conectores de elastômero), é usada microfusão (método de cera perdida), e a precisão do molde pode atingir ± 0,03 mm e a rugosidade da superfície Ra≤1,6 μm. Durante o processo de fundição, a temperatura de fundição (como a liga de titânio é controlada em 1650-1700 ℃) e a taxa de resfriamento (10-15 ℃/s) são controladas para tornar a estrutura interna da fundição uniforme, a resistência à tração atinge mais de 900MPa, e o problema de rugosidade da superfície da fundição em areia tradicional é evitado (a rugosidade da superfície da fundição em areia é geralmente Ra≥12,5μm).

3. Usinagem de precisão: tecnologia de controle de precisão multidimensional

Usinagem CNC e compensação de erros
Usando um centro de usinagem CNC de ligação de cinco eixos, por meio da otimização do caminho da ferramenta (como interpolação espiral em vez de corte linear), a coaxialidade do furo do eixo de acoplamento é controlada dentro de 0,01 mm e a simetria da chaveta é ≤0,02 mm. Para as superfícies de contato exigidas por equipamentos de precisão (como batente de flange), o processo de retificação de espelho é adotado, a velocidade linear do rebolo atinge 60m/s e a rugosidade da superfície Ra≤0,4μm, para garantir a vedação e coaxialidade durante a instalação (o equipamento de precisão requer folga de montagem ≤0,03mm).
Tecnologia de processamento especial
Para o processamento de pequenas aberturas de materiais de alta resistência (como furos de posicionamento com diâmetro ≤2 mm), é usada usinagem de eletrofaísca (EDM), e a taxa de perda do eletrodo é controlada abaixo de 1% e a tolerância de abertura é de ± 0,01 mm. Por exemplo, o orifício de travamento na estrutura anti-queda do acoplamento precisa ser processado em um substrato de liga com dureza HRC45-50. O EDM pode evitar o desgaste da ferramenta e problemas de rebarbas na parede do furo da perfuração tradicional e garantir a precisão da folga (≤0,01 mm) após a instalação do pino de travamento, melhorando assim a confiabilidade do anti-queda.

4. Tratamento de superfície: um processo equilibrado de funcionalidade e precisão

Tecnologia de deposição de revestimento
O revestimento protetor adota deposição física de vapor (PVD) ou deposição química de vapor (CVD), como temperatura de deposição de revestimento TiN ≤500 ℃, para evitar a influência da alta temperatura nas propriedades mecânicas do substrato (o revenido da liga 42CrMo acima de 500 ℃ causará redução de resistência). Durante a deposição do revestimento, a tecnologia de pulverização catódica magnetron é usada para controlar a uniformidade da camada do filme, com um desvio de espessura de ≤±0,5μm, garantindo que a precisão dimensional da superfície de acoplamento (como o furo interno do acoplamento) não seja afetada (a tolerância do furo interno do equipamento de precisão é geralmente H7, ou seja, ±0,015mm).
Tratamento de fortalecimento de superfície
Para peças de alta resistência ao desgaste necessárias para máquinas pesadas (como os dentes da engrenagem do acoplamento da engrenagem), é utilizada têmpera de superfície a laser, com uma profundidade de camada de têmpera de 0,3-0,5 mm e uma dureza aumentada para HRC55-60. Ao mesmo tempo, a deformação de têmpera é controlada pelo caminho de varredura a laser para ≤0,02 mm. Em comparação com a cementação e têmpera tradicionais, esta tecnologia pode reduzir a deformação do tratamento térmico (a deformação da cementação e têmpera é geralmente ≥0,05 mm), atendendo aos requisitos rigorosos de equipamentos de precisão para deformação de peças.

5. Projeto estrutural: Otimização coordenada de propriedades mecânicas e precisão de montagem

Projeto de otimização topológica
A estrutura do acoplamento é topologicamente otimizada por meio de análise de elementos finitos (FEA), como a adição de um chanfro de 15° no filete de transição do flange para reduzir o fator de concentração de tensão em mais de 30% (o pico de tensão sob a carga de impacto durante a operação de máquinas pesadas pode ser reduzido de 300MPa para 210MPa); ao mesmo tempo, o batente de posicionamento exigido pelo equipamento de precisão é projetado como uma estrutura escalonada, e a coaxialidade durante a montagem é melhorada (≤0,015mm) através da correspondência de superfície multi-referência (planicidade ≤0,01mm).
Tecnologia de integração de elastômero
Para ocasiões que exigem resistência à vibração (como conexão de motores de máquinas pesadas), o acoplamento possui elastômeros de amortecimento embutidos, utilizando processo de vulcanização por moldagem por injeção. A resistência de ligação entre o elastômero e o substrato metálico é ≥15MPa, que pode absorver vibração (taxa de atenuação de amplitude ≥80%) e através do controle de precisão do molde (tolerância do molde ±0,02mm), a consistência do tamanho do elastômero é garantida para evitar erros de montagem causados ​​pela deformação do elastômero (equipamento de precisão requer tolerância de espessura do elastômero ≤0,1mm).

6. Inspeção de qualidade: resistência total do processo e verificação de precisão

Inspeção de desempenho mecânico
Teste de tração: A resistência à tração do substrato deve ser ≥950MPa, e o alongamento deve ser ≥12% para garantir que máquinas pesadas não quebrem sob carga elevada;
Teste de fadiga: Sob uma carga alternada de 1000 vezes/minuto (faixa de carga de 0-80% da resistência ao escoamento), não há rachaduras após 10⁶ ciclos, o que atende aos requisitos de operação de longo prazo de máquinas pesadas.
Detecção de precisão
Medição por coordenadas (CMM): Detecção em tamanho real de dimensões principais (como diâmetro do furo do eixo e paralelismo do flange) com uma precisão de medição de ± 0,005 mm, atendendo aos requisitos de tolerância de nível mícron de equipamentos de precisão;
Teste de balanceamento dinâmico: Correção de balanceamento dinâmico de acoplamentos rotativos de alta velocidade, desequilíbrio residual ≤1g・mm/kg, garantindo que a amplitude de vibração do equipamento de precisão durante a operação seja ≤0,01mm (a amplitude máxima permitida para equipamentos de precisão é 0,05mm).
Teste de adaptabilidade ambiental
Simulando as condições de trabalho ao ar livre de máquinas pesadas, foram realizados testes de névoa salina (solução de NaCl a 5%, 96 horas) e envelhecimento em alta temperatura (120 ℃, 500 horas), e o revestimento não caiu e o substrato não foi corroído; ao mesmo tempo, a nova medição de precisão foi realizada no ambiente de temperatura constante (20±2°C) exigido pelo equipamento de precisão, e a mudança dimensional foi ≤0,003 mm para garantir que as flutuações ambientais não afetem a precisão do uso.