Las diferencias entre la forja y la fundición del asiento del eje del brazo y la pluma de la excavadora.

El asiento del eje de la pluma de una excavadora es un componente clave que soporta la carga y conecta la pluma con el cilindro. Su proceso de fabricación (forjado o fundición) afecta directamente el rendimiento y la vida útil del equipo.

1. Propiedades del material y resistencia estructural

1) Asiento de eje forjado:

Estructura del grano: A través de una deformación plástica a alta temperatura y alta presión (como recalcado y trefilado), los granos de metal se refinan a lo largo de la dirección de la fuerza (se pueden refinar a menos de 5 μm), formando líneas de flujo continuo, que mejoran la resistencia a la tracción (hasta más de 850 MPa) y el límite elástico (> 700 MPa).

Control de defectos: Elimina defectos de fundición como porosidad y cavidades por contracción, con una densidad interna >99,9%, la vida útil por fatiga aumenta de 3 a 5 veces, adecuada para soportar las cargas de impacto de la excavación.

Caso: Un asiento de eje de pluma forjado ha estado en funcionamiento continuo durante 1000 horas sin deformaciones ni grietas, lo que reduce significativamente la tasa de fallas.

2) Asiento de eje fundido:

Limitaciones estructurales: Durante el enfriamiento y la solidificación del metal fundido, este es propenso a la formación de poros e inclusiones, con granos gruesos y segregación, lo que resulta en una resistencia relativamente baja (alrededor del 70% de las piezas forjadas) y una tenacidad insuficiente.

Puntos de riesgo: Bajo cargas alternas, es probable que se inicien grietas en los sitios defectuosos y el uso a largo plazo puede generar un riesgo de fractura.

2. Tecnología de producción y rentabilidad

1) Proceso de forja:

Proceso: Requiere una prensa de 10.000 toneladas para el forjado en matriz, combinado con forjado libre para preformado (p. ej., primero se debe recalcar el asiento del pasador de la pluma para mejorar la estructura), con requisitos de alta precisión para la matriz (tolerancia dimensional ±0,05 mm).

Costo: Alto costo unitario (el costo del molde representa entre el 30% y el 50%), adecuado para producción en lotes medianos y pequeños; pero tasa de utilización del material > 90%, con menos desperdicio.

2) Proceso de fundición:

Adaptabilidad: Permite formar estructuras geométricas complejas en una sola pieza (como orificios irregulares para el paso de aceite). La fundición en arena/fundición de metal es adecuada para la producción a gran escala, lo que reduce el costo unitario en un 40 %.

Costo del defecto: Se requiere una inspección posterior con rayos X y un tratamiento térmico para reparar los defectos, y el costo total puede superar el de la forja.

3. Libertad de diseño y aligeramiento

1) Ventaja de fundición: puede integrar características complejas como nervaduras de refuerzo y cavidades que reducen el peso, reduciendo el peso entre un 15% y un 20% (como asientos de cojinetes fundidos de aleación de aluminio).

2) Limitación de forjado: la forma está restringida por el molde, que generalmente requiere un procesamiento secundario (como fresar orificios de aceite), pero el espesor de la pared se puede optimizar a un espesor más delgado (como 4 mm) y se puede lograr un refuerzo local a través del diseño de topología.

4. Comparación de escenarios de aplicación

Indicadores Forjado Asiento de cojinete Fundición Asiento de cojinete

Capacidad de carga Servicio pesado (excavadoras >50 toneladas) Servicio medio liviano (10 000 horas 5000 a 8000 horas).

Costo de mantenimiento Bajo (tasa de fallas Media-alta (reparación frecuente de defectos)

5. Sugerencias para la toma de decisiones económicas

1) Elija forjado: cuando el equipo necesita una operación de alta intensidad a largo plazo (como excavadoras mineras) o cuando se requiere una redundancia de seguridad extremadamente alta (como ingeniería de pozos de cimentación profunda).

2) Elija Fundición: para proyectos sensibles a los costos (como maquinaria agrícola pequeña) o escenarios con formas extremadamente complejas.

6. Tendencias de innovación de procesos

1) Fabricación compuesta: núcleos de fundición impresos en 3D + refuerzo de forjado local, equilibrando complejidad y resistencia (como la solución patentada de Sany Heavy Industry).

2) Monitoreo Inteligente: Implantación de sensores en el proceso de forja para controlar en tiempo real la temperatura/presión, reduciendo el estrés interno.

La elección del proceso para los asientos de los cojinetes de las plumas de excavadoras es, en esencia, una cuestión de rendimiento, coste y vida útil. Asientos de cojinetes forjados: Ofrecen máxima fiabilidad y larga vida útil, ideales para equipos de alto rendimiento y valor. Asientos de cojinetes fundidos: Priorizan la economía y la rentabilidad en aplicaciones de trabajo ligero.