Pronalaženje idealnog materijala za zupčanike

Prilikom projektiranja i proizvodnje zupčanika, korišteni materijali ovisit će o vrsti zupčanika koji se izrađuje te kako i gdje će se koristiti.

Postoje mnoge vrste sirovina koje se obično koriste u strukturama zupčanika, a svaki materijal ima svoja najbolja mehanička svojstva i najbolji je izbor.Glavne kategorije materijala su legure bakra, legure željeza, legure aluminija i termoplasti.

1. Bakrene legure

⚙️Kadaprojektiranje zupčanikakoji će biti izložen korozivnom okruženju ili mora biti nemagnetičan, legura bakra obično je najbolji izbor.

⚙️Tri najčešće legure bakra koje se koriste u zupčanicima su mesing, fosforna bronca i aluminijska bronca.

⚙️Zupčanici koji se obično izrađuju od legure mesinga sučeoni zupčanicii police te će se koristiti u okruženjima s niskim opterećenjem.

⚙️Fosforna bronca poboljšava otpornost na trošenje i krutost legure. Veća otpornost na koroziju i habanje čini legure fosforne bronce izvrsnim izborom za komponente pogona s visokim trenjem. Primjer:pužni prijenosnik

⚙️Aluminijska bronca je treća legura bakra koja se koristi u zupčanicima. Aluminijske brončane legure imaju veću otpornost na habanje od fosfornih brončanih legura i također imaju bolju otpornost na koroziju. Tipični zupčanici proizvedeni od legura aluminijske bronce uključuju ukrštene spiralne zupčanike (helikalne zupčanike) i pužne zupčanike.

2. Legure željeza

⚙️Kada adizajn zupčanikazahtijeva vrhunsku čvrstoću materijala, legure željeza su najbolji izbor. U svom sirovom obliku, sivo željezo se može lijevati i strojno prerađivati ​​u zupčanike.

⚙️Postoje četiri glavne oznake legure čelika: ugljični čelik, legirani čelik, nehrđajući čelik i alatni čelik. Legure ugljičnog čelika koriste se za gotovo sve vrste zupčanika jer se lako obrađuju, imaju dobru otpornost na trošenje, mogu se kaliti, široko su dostupne i relativno su jeftine.

⚙️Legure ugljičnog čelika mogu se dalje klasificirati u meki čelik, čelik sa srednjim udjelom ugljika i čelik s visokim udjelom ugljika. Blage čelične legure imaju manje od 0,30% sadržaja ugljika. Čelične legure s visokim udjelom ugljika imaju udio ugljika veći od 0,60%, a čelici sa srednjim udjelom ugljika nalaze se između. Ovi čelici su dobar izbor začeoni zupčanici, kosim zupčanicima, zupčanici,konusni zupčanici i pužni zupčanici.

3. Aluminijske legure

⚙️Aluminijske legure dobra su alternativa legurama željeza u primjenama koje imaju potrebu za visokim omjerom čvrstoće i težine. Završna obrada površine poznata kao pasivizacija štiti aluminijske legure od oksidacije i korozije.

⚙️Aluminijske legure ne mogu se koristiti u okruženjima s visokim temperaturama jer se počinju deformirati na 400°F. Uobičajene legure aluminija koje se koriste u zupčanicima su 2024, 6061 i 7075.

⚙️Sve ove tri aluminijske legure mogu se toplinski obrađivati ​​kako bi se poboljšala njihova tvrdoća. Zupčanici izrađeni od aluminijskih legura uključujučeoni zupčanici, kosim zupčanicima, zupčanici s ravnim zubima, i zupčaste letve.

4. Termoplasti

⚙️Termoplastika je najbolji izbor za zupčanike gdje je težina najvažniji kriterij. Zupčanici izrađeni od plastike mogu se strojno obrađivati ​​poput metalnih zupčanika; međutim, neki su termoplasti prikladniji za proizvodnju injekcijskim prešanjem. Jedan od najčešćih injekciono lijevanih termoplasta je acetal. Ovaj materijal je također poznat kao (POM). Zupčanici mogu biti izrađeni od oba polimera. To mogu bitičeoni zupčanici, kosim zupčanicima, pužni kotači, konusni zupčanici, i zupčaste letve.