No design e uso de Vane Motors , a escolha dos materiais tem um impacto importante em sua resistência ao desgaste e resistência à alta temperatura. Como os componentes principais dos motores de palhetas, lâminas e rotores estão sujeitos a grande estresse mecânico e atrito, de modo que a qualidade de seus materiais determina diretamente a vida útil do serviço e o desempenho de trabalho do motor.
A resistência ao desgaste é um importante indicador de desempenho para os motores de palhetas manterem alta eficiência no uso a longo prazo, especialmente sob operação de alta e alta velocidade. A dureza, a rugosidade da superfície e a resistência ao atrito do material afetarão a resistência ao desgaste do motor. Os efeitos dos materiais comuns na resistência ao desgaste são os seguintes:
O aço de alto carbono ou aço de liga tem alta dureza e resistência, pode suportar grandes cargas mecânicas e resistir a danos por atrito. Esses materiais têm um bom desempenho sob cargas altas, especialmente quando são executadas em alta velocidade, o que pode efetivamente reduzir o desgaste.
Apesar da alta dureza, ainda é afetada pelo ambiente de alta temperatura, o que pode aumentar sua fragilidade, por isso precisa ser usada em baixas temperaturas ou com um sistema de refrigeração.
O aço inoxidável não apenas tem boa dureza, mas também possui excelente resistência à corrosão e resistência ao desgaste, e é adequado para uso em ambientes úmidos e altamente corrosivos.
Sua dureza é geralmente menor que a do aço de alto carbono e sua resistência ao desgaste é relativamente ruim, mas sua resistência ao desgaste pode ser melhorada, otimizando a composição da liga (como adicionar elementos como molibdênio e níquel).
A liga de tungstênio tem dureza muito alta e resistência ao desgaste e é adequada para trabalhar sob condições extremas, especialmente em alta temperatura, alta carga e alta velocidade.
É caro e difícil de processar, por isso é selecionado apenas em algumas aplicações que requerem maior desempenho.
Os materiais cerâmicos têm dureza muito alta, boa resistência ao desgaste e resistência à corrosão e são especialmente adequados para uso em ambientes com grandes perdas de atrito.
As cerâmicas são relativamente frágeis e facilmente quebram sob impacto excessivo, portanto, geralmente são usadas apenas em aplicações sob cargas de baixo impacto.
Alguns polímeros e compósitos de alto desempenho, como politetrafluoroetileno (PTFE) ou compósitos de fibra de carbono, têm boas propriedades de resistência ao desgaste e lubrificação. Eles podem efetivamente reduzir o desgaste e a perda de energia entre as superfícies de atrito.
Esses materiais geralmente têm baixa dureza e são adequados para uso em cenários de baixa carga. Eles não podem suportar choque mecânico extremo.
A resistência à alta temperatura é um fator-chave para se os motores de palhetas podem operar de forma estável em ambientes de alta temperatura, especialmente sob operação alta e de longo prazo. A resistência à alta temperatura de diferentes materiais é a seguinte:
Os elementos adicionados ao aço de liga (como cromo, molibdênio, níquel etc.) podem melhorar efetivamente sua alta resistência à temperatura. É adequado para uso em ambientes de média e alta temperatura e pode manter a dureza e a força dentro de uma certa faixa de temperatura.
Embora o aço de liga tenha boa resistência à alta temperatura, pode suavizar em ambientes de alta temperatura acima de 300 ° C, resultando em degradação do desempenho.
A alta composição de liga em aço inoxidável oferece boa resistência à alta temperatura, especialmente quando a temperatura ambiente é alta, o aço inoxidável pode manter alta estabilidade e não é propensa à oxidação.
A resistência à alta temperatura do aço inoxidável geralmente não é tão boa quanto a das ligas de alta temperatura e, em alta temperatura a longo prazo, pode causar oxidação ou grãos de grãos do material, afetando assim as propriedades mecânicas.
Ligas de alta temperatura (como ligas à base de níquel, ligas à base de cobalto etc.) têm resistência de alta temperatura extremamente forte e pode funcionar em ambientes acima de 1000 ° C. É adequado para uso em ambientes de temperatura extremamente alta e pode manter sua dureza, força e resistência à corrosão.
As ligas de alta temperatura são muito caras e difíceis de processar, e geralmente são usadas apenas em indústrias especiais ou aplicações de ponta.
Os materiais de cerâmica são muito resistentes a altas temperaturas e podem suportar temperaturas extremamente altas (por exemplo, mais de 1000 ° C) sem amaciar ou deformar em ambientes de temperatura extremamente alta.
Os materiais cerâmicos são quebradiços e não são adequados para impacto ou vibração grave, portanto, sua faixa de aplicação é relativamente estreita e geralmente são usados apenas em aplicações de alta precisão e baixo impacto.
Alguns polímeros resistentes à alta temperatura (como poliimida, PTFE, etc.) podem manter um certo grau de flexibilidade e resistência ao desgaste em ambientes de alta temperatura. Os materiais compostos podem proporcionar um bom desempenho de trabalho em altas temperaturas específicas, combinando diferentes componentes.
A maioria dos polímeros sofrerá degradação térmica em ambientes de alta temperatura acima de 250 ° C; portanto, eles não são adequados para condições extremas de alta temperatura.
A seleção de material de motores de palhetas precisa considerar de maneira abrangente fatores como temperatura, carga, corrosividade e vida útil esperada do ambiente de uso para garantir que o motor possa manter um bom desempenho e operação estável a longo prazo sob diferentes condições de trabalho.
