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のです。 ホイール が重要な役割を果たしています。 天井クレーン天井クレーンの車輪は、レールの上を転がり、天井クレーンの自重とリフティングウェイトの荷重を受けます。天井クレーンの車輪は、低速・高負荷という特徴があるため、車輪の材質は高強度・高硬度・耐摩耗性に優れていることが必要です。天井クレーンの車輪には、鋳鋼製、鍛造製、圧延製の3種類があります。初期の天井クレーン用ホイールは基本的に鋳鋼製で、近年は鍛造・圧延加工のホイールが一般的に使用されています。

65Mn

CL60

現在、鍛造ホイールと圧延ホイールは通常65MnとCL60で作られていますが、天井クレーンのホイールは一般的にこの2つの材料で作られているため、この2つを比較して紹介し、分析します。

鍛造・圧延ホイール素材

天井クレーンの鍛造ホイールは、通常65MnとCL60で作られています。天井クレーンのホイールの作業特性のために、ホイールは材料の化学組成と機械的性質に一定の要件を持っています。

2つのホイール素材の基本状況

改訂された鉄道車輪の設計標準「GB8601-1988 Railway Rolled Steel Integral Wheel」によると、CL60鋼は中炭素車輪鋼に属しています。CL60鋼材の強度、硬度、弾性は高く、冷間変形塑性は低く、車輪の高速動作に適しており、運転中の天井クレーンの車輪は、より高い強度、耐摩耗性と特定の弾性を必要とし、CL60はより適切な材料です。

65Mnは高品質の炭素構造用鋼で、一般的に使用されているばね鋼の材料であり、鋼の強度、硬度、弾性、焼入れ性は一般の鋼よりも高い。橋梁用クレーンホイールの熱処理は通常、焼入れ＋焼戻しで、熱処理の組織は焼戻しタウステナイトで、弾性限界と降伏限界の組織は高く、一定の靭性を持っています。65Mnは上記のような利点があり、価格も安く、購入しやすく、ブリッジクレーンへの適用に適しています。

クレーンの車輪の材料仕様

65Mnの国家規格としては、"GB1222-2007 spring steel "と "GB699-2007 high quality carbon structural steel "が適用されています。GB699-2007 高品質炭素構造鋼」は規格化された状態での機械的性質を規定しており、橋型クレーンの車輪は一般的に焼入れ＋焼戻しの熱処理をして納入されるため、橋型クレーンの車輪の検査基準は「GB1222-2007 spring steel」となります。GB8601-1988 Railway Rolled Steel Integral Wheel "と "GB1222-2007 Spring Steel "を用いて、2つの材料の化学組成と機械的性質を比較します。

2つのホイール素材の化学組成

化学組成から見ると、2つの材料の炭素、ケイ素、硫黄、リンの含有量は基本的に同じですが、65Mnはマンガン、クロム、ニッケル、銅の化学元素が多く含まれています。その中でも、マンガンは主な金属元素として焼入れ性を向上させるため、材料表面の脱炭傾向が小さく、熱処理後の材料の機械的特性が良くなります。また、マンガンの大部分はフェライトに溶解し、置換固溶体を形成してフェライトを強化するとともに、マンガンの一部は鉄にも溶解する。₃C、合金浸炭体を形成する。また、マンガンはパーライトの相対量を増加させて微細化し、鋼の強度を向上させることができます。マンガンはSと結合してMnSとなり、Sの有害な影響を軽減することができます。さらに、クロムやその他の元素の増加は、炭化物を微細化し、焼入れ性と焼戻し安定性を向上させ、強度を向上させることができます。したがって、天井クレーンのホイールには65Mn材を使用するのがよいでしょう。

2つのホイール素材の機械的特性

機械的特性の観点から、材料の機械的特性の主要な2つのパラメータの指標として、引張強さ σ_b と降伏強度 σ_aCL60の引張強度の要求 σ_b は比較的広い範囲をカバーしており、必要なのは様々な 910～1155N/mm²および降伏強度 σ_aが制約されていないのに対し、65Mnは引張強さを具体的に規定しているだけでなく σ_b 価値 980/mm²また、降伏強さの値も重要です。 σ_a もリジッドにしています(785N/mm²この2つの値から、65Mnの方が材料に対する要求が厳しく、性能が良いことがわかります。

また、金属の可塑性の指標を反映するパラメータの一つに伸びがありますが、これは両材料とも同じです。材料の可塑性指標である断面収縮率のもう一つの重要なパラメータΨ、CL60の断面収縮率は14%、65Mnの断面収縮率は30%で、CL60よりも大幅に高くなっています。通常、断面収縮率が高ければ高いほど、鋼の可塑性が高ければ高いほど、材料の安全な使用を確保することができます。なぜなら、プラスチックの良い材料は、より大きな巨視的な範囲で塑性変形を生成することができ、鋼の塑性変形は、鋼の局所的なピーク応力を調整することができるので、それがオフに水平になる傾向があります。と同時に、プラスチックの変形では、そのように塑性変形と強化に起因する金属材料は、材料の強度を向上させるように、局所的な損傷を引き起こさないように、部品の安全な使用を確保するために、プラスチックの損傷の前に、鋼は、明らかな変形と変形の長い期間がありますが、また、見つけると救済するのは簡単です。機械的性能の分析の観点から、65Mn材料の天井クレーンのホイールの使用は、すべての面で優れています。

生産工程

天井クレーンに使用されているCL60ホイールは、通常、圧延ホイールと呼ばれており、標準的にはミルドスチールインテグラルホイールと呼ばれています。鍛造工程は、その成形機構により自由鍛造、型鍛造、リングラッピングに分けられる。リングラッピングは回転鍛造と呼ばれ、特殊設備のリングラッピングマシン（圧延機）で異径のリング状部品を製造することを指す。天井クレーン用の転造ホイールは、このリングラッピングを応用して製造されている。これは一種のインゴットのプレスとホイールプロセスに圧延、回転ロールを介してホイールピース、および相対的な回転運動の間のロールは、ホイールのトレッドポイントでロール、徐々に圧力と形成、トレッド面の塑性変形のように、プロセスメソッドは、鋼の結晶粒を精製し、ホイールの鋳造組織を改善することができ、微細構造の欠陥を排除し、気泡、亀裂や疎の形成を注ぐだけでなく、高温高圧で一緒に溶接されているので、鋼の組織が緻密であり、機械的性質が改善されています。

65Mnホイールは、天井クレーンの鍛造ホイールと呼ばれることが多い。鍛造とは、金属の塑性加工の代表的な方法で、ビレットを加熱した後に金属材料に圧力を加えて塑性変形を起こさせ、一定の機械的性質、形状、寸法を持った鍛造品を得ることである。鍛造は、金属が製錬過程で生じた鋳ゆるみなどの欠陥を除去し、微細構造を最適化し、穴を溶接することができる。通常、鍛造と呼ばれるものには、型鍛造と自由鍛造がありますが、通常は単純な形状のものに使用され、鍛造品の生産バッチは大きくありません。天井クレーンの車輪は、車輪の直径、幅、車軸の直径などが異なるため仕様が多く、メーカーは一度に同じ仕様の車輪を大量に使用することはなく、通常は鍛造品が使用される。以上のことから、CL60も65Mnも鍛造ホイールと呼ぶことができ、CL60は組織調達で大量に生産するのに適しています。65Mnの鍛造ホイールは小ロットの生産に適しています。

結論

実務的には、化学成分分析や機械的特性から判断して、CL60に比べて65Mnの方が優れていることが証明されていますが、天井クレーンの車輪を使用する現場環境にも適しているため、65Mnの使用を優先しています。