Cum structura de aluminiu a îndelungatului lungime a prunerului lejeritatea și durabilitatea?

Echilibrul dintre ușurință și durabilitatea structurii de aluminiu a Ajunge mult timp pruner se realizează prin optimizarea multidimensională a științei materialelor, a proiectării structurale și a proceselor de fabricație. Avantajul principal al aliajelor de aluminiu constă în densitatea lor scăzută și rezistența lor specifică ridicată. Densitatea aluminiului pur este de doar 2,7 g/cm³, ceea ce reprezintă aproximativ o treime din cea a oțelului, dar prin adăugarea de elemente precum magneziu și siliciu pentru a forma aliaje (cum ar fi 6061-T6 sau 7075 aliaje de aluminiu), rezistența sa la tracțiune poate fi crescută la mai mult de 300 MPa, apropiate de nivelul unor furișe scăzute. De exemplu, aliajele de aluminiu-magneziu nu numai că reduc greutatea, dar îmbunătățesc rezistența la coroziune și rezistența la oboseală prin procesele solide de întărire a soluției și de întărire a precipitațiilor. În plus, ductilitatea aliajelor de aluminiu le permite să fie prelucrate în forme complexe în secțiune transversală prin procese de forjare sau de modelare a extrudării, optimizând în continuare proprietățile mecanice.
Designul în secțiune transversală similar cu cel al unei fascicul I este adoptat pentru a crește momentul lateral de inerție pentru a îmbunătăți rezistența la îndoire, reducând în același timp greutatea redundantă a materialelor. De exemplu, atunci când tubul de aluminiu al unui anumit tip de foarfece de tăiere este supus presiunii longitudinale, structura sa în formă de „I” poate distribui uniform stresul către flanșele de pe ambele părți pentru a evita deformarea locală. Tijele telescopice adoptă, de obicei, un design cu mai multe secțiuni cuibărit, iar fiecare secțiune a corpului tijei este aliniată cu precizie printr-o canelură de ștampilare sau un sistem feroviar de ghidare pentru a preveni slăbirea structurală cauzată de rotație sau compensare în timpul procesului telescopic. Unele produse încorporează, de asemenea, catarame de oțel sau pini de primăvară la articulații pentru a îmbunătăți rezistența nodurilor. Deși corpul principal este fabricat din aliaj de aluminiu, lamele, balamalele și alte părți care poartă forțe de forfecare de înaltă frecvență sunt adesea confecționate din oțel cu oțel de înaltă carbon sau unelte SK5, care sunt combinate cu corpul tijei de aluminiu prin nituire sau sudare pentru a forma o structură hibridă „tare și moale”.
Tubul de aluminiu este format într -un contur preliminar printr -un proces de extrudare la cald, iar apoi zona de concentrare a tensiunii interne este măcinată de o mașină -unelte CNC pentru a reduce apariția fisurilor micro. Inclusiv procese precum anodizarea, placarea cromată sau acoperirea cu teflon. De exemplu, după ce un anumit tip de tijă telescopică este placat crom, duritatea suprafeței poate ajunge la 800-1000 HV, rezistența la uzură este crescută de mai mult de 3 ori și se formează o peliculă densă de oxid pentru a preveni coroziunea mediului. Pentru părțile care nu poartă încărcarea, cum ar fi mânerele, aliajul de aluminiu turnat cu matriță poate obține o modelare complexă curbă de suprafață, asigurând în același timp rezistența și poate reduce în continuare greutatea prin structura internă de fagure.
Analiza elementelor finite este utilizată pentru a simula distribuția forței în timpul tăierii și pentru a optimiza grosimea peretelui tijei. De exemplu, grosimea peretelui tijei unei forfecare de tăiere se schimbă treptat de la 2,5 mm la capătul mânerului la 1,2 mm în partea de sus, ceea ce nu numai că reduce greutatea la sfârșit, dar asigură și rezistența la torsiune a rădăcinii. Mânerul din aluminiu este acoperit cu un strat anti-alunecare din cauciuc sau silicon, care nu numai că crește frecarea prindere, dar absoarbe vibrația prin deformarea elastică pentru a evita fractura de oboseală metalică cauzată de utilizarea pe termen lung. Pentru mediile umede sau prăfuite, unele produse pulverizează acoperiri hidrofobe pe suprafața aliajului de aluminiu sau folosesc rulmenți complet sigilați pentru a preveni invadarea nisipului și pentru a determina gemul mecanismului.
Pentru a asigura performanța reală a structurii de aluminiu, zeci de mii de acțiuni de deschidere și închidere sunt simulate pentru a detecta dacă balamalele și mecanismele telescopice au deformare plastică sau expansiune a decalajului. Probele sunt plasate într -o cameră de pulverizare cu sare sau echipamente de îmbătrânire accelerate ultraviolete pentru a verifica rezistența la coroziune a acoperirii și a substratului. O sarcină statică care depășește forța de tăiere nominală se aplică tijei pentru a se asigura că nu există îndoire sau fractură permanentă.