وفي تصنيع القاطرات، تكون المطاطية في إطار خطافات باعتبارها قطع غيار رئيسية، وتتسم احتياجاتها المتعلقة باختيار المواد والأداء بأهمية حاسمة. ستبحث هذه الورقة مبادئ اختيار المواد في الملحقات في نهاية خطافات القاطرات، ومتطلبات أداء المواد، وتأثير المواد على أداء الملاعب.
تسترشد المبادئ التالية عند اختيار المواد المطورة في إطار خطافات القاطرات:
القوة والقدرة على الصمود: ينبغي أن تكون المواد ذات قوة وصلابة كافيتين لضمان عدم التعرض للكسر أو التشوه عند تحمل الإجهاد المعقد أثناء تشغيل القاطرة.
مقاومة للتآكل: يجب أن تكون المواد مقاومة جيدة للتآكل لمقاومة جميع أنواع العوامل التآكل التي قد تحدث أثناء تشغيل القاطرة.
الأداء التصنيعي: ينبغي أن تكون المواد سهلة التجهيز، وأن تكون قابلة للتعديل، وميكانيكية، لتحسين كفاءة الإنتاج وخفض تكاليف التصنيع.
الاقتصاد: ينبغي، قدر الإمكان، تلبية متطلبات الأداء، اختيار مواد زهيدة التكلفة ووفيرة بالموارد من أجل خفض تكاليف الإنتاج.
فيما يتعلق ببيئة العمل وخصائص الاستخدام فيما يتعلق بالمطاير المطاطية، تستوفي المادة متطلبات الأداء التالية:
الكثافة العالية: ينبغي أن تكون المواد ذات مقاومة عالية للشد، ونقطة استسلام، ومدة لضمان الاستقرار عند تحمل وزن القاطرة والحمولة الدينامية أثناء تشغيلها.
القدرة على الصمود: ينبغي أن تكون المواد ذات قدرة جيدة على الصمود في وجه الصدمات ومرونة التكسير من أجل مقاومة الصدمات العرضية والوقاية من الصدع القهري.
مقاومة للتآكل: ينبغي أن تكون المواد قادرة على مقاومة العوامل البيئية مثل الأكسدة، كبريتيد، وتآكل الأحماض القلوية، التي قد تحدث أثناء تشغيل القاطرة، وذلك لضمان عمرها النافع.
أداء المعالجة الحرارية: في حالة الحاجة إلى زيادة تحسين أداء المواد، ينبغي أن تكون هناك قدرة جيدة على الاستجابة المعالجة الحرارية من أجل تحقيق المستوى الأمثل من الهيكل التنظيمي للمواد والأداء الميكانيكي من خلال عمليات المعالجة الحرارية.
يؤثر اختيار المواد بشكل مباشر على أداء الملحقات في نهاية خطافات القاطرات، على النحو التالي:
تكوين المادة: تؤدي المكونات الكيميائية المختلفة إلى اختلافات في الأداء المادي والميكانيكي للمواد. فعلى سبيل المثال، تزيد عناصر السبائك من قوة المادة وصلاحيتها، ولكنها قد تزيد من هشاشة المادة.
الأنسجة المجهرية: يؤثر هيكل التنظيم المجهري للمواد تأثيرا كبيرا على أدائها الميكانيكي. فعلى سبيل المثال، يمكن أن يزيد حجم الحبيبات المتبلرة من المواد الدقيقة من قوتها ومرونتها. ومن شأن عمليات المعالجة الحرارية المعقولة أن تؤدي إلى تحقيق الأمثل في الأنسجة الدقيقة للمواد، مما يؤدي إلى تحسين أدائها الميكانيكي.
العيوب الداخلية: يمكن أن تشكل العيوب الداخلية للمواد، مثل الشقوق والمسالك الهوائية، مصدراً لتركيز الإجهاد، مما يقلل من الأداء الميكانيكي للمواد. ومن ثم، فإن اختيار مواد عالية الجودة ومراقبة عمليات المعالجة بصرامة أمران أساسيان لتحسين أداء الطرود.
حالة المعالجة الحرارية: تظهر بعض المواد خصائص ميكانيكية مختلفة في أوضاع مختلفة من المعالجة الحرارية. ومن ثم، فإن اختيار حالة المعالجة الحرارية المناسبة وفقاً لمتطلبات الاستخدام أمر ضروري لضمان أداء الطرود.
سمك المادة: يؤثر سمك المادة أيضا على أدائها الميكانيكي. وقد تكون المواد الأكثر سماكة ذات قوة استسلام أعلى، ولكنها قد تؤدي أيضاً إلى تقليل قابلية التمديد. وعند اختيار المادة، ينبغي أخذ تأثير سمك على أدائها الميكانيكي بعين الاعتبار مجتمعة.
والخلاصة هي أنه عند اختيار المواد المطورة في إطار خطافات القاطرات، ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار عوامل من قبيل قوة المواد، ومرونتها، ومقاومتها للتآكل، وأدائها في التجهيز، واقتصادها. وفي الوقت نفسه، فإن فهم تأثير المواد على أداء المواد المطورة يساعد على تحسين عملية اختيار المواد وتجهيزها، وبالتالي تحسين أداء المواد المطورة وتلبية احتياجات العميل.
