...
در زمینه تولید و بازرسی دقیق، عملکرد تغییر شکل حرارتی مواد، عامل کلیدی تعیین کننده دقت و قابلیت اطمینان تجهیزات است. گرانیت و چدن، به عنوان دو ماده اولیه صنعتی رایج، به دلیل تفاوت‌های عملکردی‌شان در محیط‌های با دمای بالا توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. برای نمایش بصری ویژگی‌های تغییر شکل حرارتی هر دو، ما از یک تصویرگر حرارتی حرفه‌ای برای انجام آزمایش‌های کاری مداوم ۸ ساعته روی سکوهای گرانیتی و چدنی با مشخصات یکسان استفاده کردیم و تفاوت‌های واقعی را از طریق داده‌ها و تصاویر آشکار ساختیم.
طراحی آزمایش: شبیه‌سازی شرایط کاری سخت و ثبت دقیق تفاوت‌ها
برای این آزمایش، سکوهای گرانیتی و چدنی با ابعاد ۱۰۰۰ میلی‌متر × ۶۰۰ میلی‌متر × ۱۰۰ میلی‌متر انتخاب شدند. در یک محیط کارگاه صنعتی شبیه‌سازی شده (دما ۲۵±۱ درجه سانتیگراد، رطوبت ۵۰٪±۵٪)، با توزیع یکنواخت منابع گرما روی سطح سکو (شبیه‌سازی تولید گرما در حین کار تجهیزات)، سکو به مدت ۸ ساعت با توان ۱۰۰ وات به طور مداوم کار کرد. تصویرگر حرارتی FLIR T1040 (با وضوح دمایی ۰.۰۲ درجه سانتیگراد) و حسگر جابجایی لیزر با دقت بالا (با دقت ±۰.۱ میکرومتر) برای نظارت بر توزیع دما و تغییر شکل سطح سکو به صورت بلادرنگ استفاده شدند و داده‌ها هر ۳۰ دقیقه یک بار ثبت شدند.
نتایج اندازه‌گیری شده: اختلاف دما را تجسم کنید و شکاف تغییر شکل را کمّی کنید
داده‌های تصویرگر حرارتی نشان می‌دهد که پس از یک ساعت کار کردن سکوی چدنی، حداکثر دمای سطح به ۴۲ درجه سانتیگراد رسیده است که ۱۷ درجه سانتیگراد بیشتر از دمای اولیه است. هشت ساعت بعد، دما به ۵۸ درجه سانتیگراد افزایش یافت و توزیع گرادیان دمایی مشخصی با اختلاف دمای ۸ درجه سانتیگراد بین لبه و مرکز پدیدار شد. فرآیند گرمایش سکوی گرانیتی ملایم‌تر است. دما تنها پس از ۱ ساعت به ۲۸ درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد و پس از ۸ ساعت در ۳۲ درجه سانتیگراد تثبیت می‌شود. اختلاف دمای سطح در محدوده ۲ درجه سانتیگراد کنترل می‌شود.
طبق داده‌های تغییر شکل، ظرف ۸ ساعت، تغییر شکل عمودی در ناحیه مرکزی سکوی چدنی به ۰.۱۸ میلی‌متر و تغییر شکل تاب برداشتن در لبه ۰.۰۷ میلی‌متر رسید. در مقابل، حداکثر تغییر شکل سکوی گرانیتی تنها ۰.۰۲ میلی‌متر است که کمتر از ۱/۹ تغییر شکل سکوی چدنی است. منحنی زمان واقعی حسگر جابجایی لیزر نیز این نتیجه را تأیید می‌کند: منحنی تغییر شکل سکوی چدنی به شدت نوسان می‌کند، در حالی که منحنی سکوی گرانیتی تقریباً پایدار است که نشان‌دهنده پایداری حرارتی بسیار قوی است.
تحلیل اصولی: خواص مواد، تفاوت در تغییر شکل حرارتی را تعیین می‌کند
علت اصلی تغییر شکل حرارتی قابل توجه چدن، ضریب انبساط حرارتی نسبتاً بالای آن (تقریباً 10-12 × 10⁻⁶/℃) و توزیع ناهموار گرافیت در داخل آن است که منجر به سرعت‌های هدایت حرارتی نامنظم و تشکیل تمرکز تنش حرارتی موضعی می‌شود. در همین حال، چدن ظرفیت گرمایی ویژه نسبتاً کمی دارد و دمای آن هنگام جذب همان مقدار گرما سریع‌تر افزایش می‌یابد. در مقابل، ضریب انبساط حرارتی گرانیت تنها (4-8) × 10⁻⁶/℃ است. ساختار کریستالی آن متراکم و یکنواخت است و راندمان هدایت حرارتی کم و به طور یکنواخت توزیع شده دارد. همراه با ویژگی ظرفیت گرمایی ویژه بالای آن، همچنان می‌تواند پایداری ابعادی را در محیط‌های با دمای بالا حفظ کند.
روشنگری در مورد کاربرد: انتخاب، دقت را تعیین می‌کند، ثبات، ارزش می‌آفریند
در تجهیزاتی مانند ماشین‌های ابزار دقیق و ماشین‌های اندازه‌گیری سه‌محوره، تغییر شکل حرارتی پایه‌های چدنی می‌تواند منجر به خطاهای پردازش یا بازرسی شود و بر بازده محصولات باکیفیت تأثیر بگذارد. پایه گرانیتی، با پایداری حرارتی فوق‌العاده خود، می‌تواند تضمین کند که تجهیزات در طول کارکرد طولانی‌مدت دقت بالایی را حفظ می‌کنند. پس از اینکه یک شرکت تولیدکننده قطعات خودرو، پلتفرم چدنی را با پلتفرم گرانیتی جایگزین کرد، میزان خطای ابعادی قطعات دقیق از 3.2٪ به 0.8٪ کاهش یافت و راندمان تولید 15٪ افزایش یافت.
از طریق نمایش بصری و اندازه‌گیری دقیق تصویرگر حرارتی، تفاوت تغییر شکل حرارتی بین گرانیت و چدن بلافاصله آشکار می‌شود. در صنعت مدرن که به دنبال نهایت دقت است، انتخاب مواد گرانیتی با پایداری حرارتی قوی‌تر، بدون شک اقدامی عاقلانه برای افزایش عملکرد تجهیزات و تضمین کیفیت محصول است.
زمان ارسال: ۲۴ مه ۲۰۲۵