Koji su problemi s tradicionalnim materijalima za proizvodnju zupčanika?
Materijali od ugljičnog čelika/legiranog čelika
Prvo, ugljični čelik/legirani čelik, kao najčešće korišteni materijal za prijenosnike, nudi visoku čvrstoću i nosivost-opterećenja, ali je njegova otpornost na koroziju slaba. Zupčanici izrađeni od ugljičnog čelika/legiranog čelika brzo će oksidirati i hrđati u okruženjima s visokom razinom vlage, vlažnosti i kemijskog raspršivanja, što dovodi do niza problema kao što je smanjena točnost prijenosa, smanjena čvrstoća zupčanika i kontaminacija.
Rješenje je površinska obrada, obično pocinčavanje, kromiranje ili drugi posebni premazi. Iako je ovaj pristup učinkovit, ne pruža-dugoročne performanse zbog neizbježnog rizika od trošenja premaza, kontaminacije i kvara premaza zbog ogrebotina.
Plastični zupčanici
Plastični zupčanici (kao što su najlon i POM) nude visoku otpornost na koroziju, ali njihova nosivost-opterećenja, toplinska stabilnost, točnost dimenzija i čvrstoća materijala daleko su inferiorni u odnosu na metalne zupčanike.
Koje je konačno rješenje?
Zupčanici od nehrđajućeg čelika
Za razliku od zupčanika izrađenih od ugljičnog čelika, legiranog čelika ili plastike, otpornost na koroziju nehrđajućeg čelika svojstvena je samom materijalu. Sadrži krom koji reagira s kisikom na površini čelika stvarajući iznimno gust, stabilan i nevidljiv pasivacijski film (Napomena 1). Čak i ako se ovaj film ogrebe, brzo oksidira i stvara novi pasivni film, što znači da zupčanici od nehrđajućeg čelika nude trajnu zaštitu od hrđe.
Osim zaštitnog filma, zupčanici od nehrđajućeg čelika ispunjavaju-standarde higijene hrane. Njihova glatka površina bez šavova otporna je na rast bakterija i otporna je na koroziju izazvanu raznim sredstvima za čišćenje i dezinfekciju. Mnogi uređaji za preradu hrane koriste ovaj materijal.
Konačno, jeste li zabrinuti zbog čvrstoće zupčanika od nehrđajućeg čelika? Vjerujete li da ne ispunjavaju vaše zahtjeve? Ova briga je nepotrebna. Zupčanici od nehrđajućeg čelika mogu se proizvoditi koristeći različite stupnjeve i toplinske obrade, kao što je austenitni nehrđajući čelik (kao što su zupčanici SUS304) ili martenzitni nehrđajući čelik (kao što su zupčanici od nehrđajućeg čelika 420), kako bi se ispunili zahtjevi visokog-opterećenja.
Dakle, kako pravilno odabrati zupčanike od nehrđajućeg čelika?
Tablica usporedbe uobičajenih materijala za odabir zupčanika od nehrđajućeg čelika
| Grade materijala | Osnovne prednosti | Glavni scenariji primjene | Bilješke |
|---|---|---|---|
| Zupčanik od nehrđajućeg čelika 304 | Najbolja ukupna izvedba, visoka{0}}isplativost, otpornost na većinu atmosferske i kemijske korozije | Zupčanici za prehrambene strojeve, opremu za pakiranje, farmaceutske strojeve i općenito vlažna okruženja | Nije otporan na kloridnu koroziju (npr. morska voda, slani sprej) |
| Zupčanik od nehrđajućeg čelika 316 | Izvrsna otpornost na kloridnu i kiselu koroziju (zbog dodatka molibdena) | Kemijske pumpe, pomorska oprema, zupčanici-otporni na morsku vodu, vanjska oprema u obalnim područjima | Viši trošak od 304, nešto niža snaga |
| Zupčanik od nehrđajućeg čelika 420 | Termo{0}}obradiva oprema visoke tvrdoće-otporna na habanje | Prilike koje zahtijevaju i otpornost na koroziju, visoku čvrstoću i visoku tvrdoću, kao što su ventili, osovine pumpi i-mjenjači visokog opterećenja | Otpornost na koroziju nešto je niža nego kod serije 300 i mora se koristiti u pasiviziranom stanju |
Utjecaj tolerancija na zupčanike od nehrđajućeg čelika
Izbor materijala je prvi korak. Kao precizne komponente prijenosa, zupčanici zahtijevaju kritično razmatranje točnosti proizvodnje. Dolje je popis izravnih razlika između različitih stupnjeva točnosti.
| Razina točnosti | Buka prijenosa | Učinkovitost prijenosa | Očekivani život | Primjenjiva polja |
|---|---|---|---|---|
| ISO/DIN 5-6 | Izuzetno nizak | Vrlo visoko | Vrlo dugo | Precizni instrumenti, roboti, zrakoplovstvo |
| ISO/DIN 7-8 | Relativno nizak | Relativno visoko | Relativno dugo | Opći industrijski strojevi, automobili |
| ISO/DIN 9-10 | Prosjek | Prosjek | Prosjek | Poljoprivredni strojevi,-mjenjač niske brzine |
Odabir dobavljača s naprednim mogućnostima strojne obrade (kao što je CNC ljuštenje (Napomena 2)) i rigoroznom kontrolom kvalitete jedini je način da osigurate da dobijete uistinu visoko-precizne zupčanike od nehrđajućeg čelika.
Prilikom procjene troškova projekta, jednostavno uspoređujući nabavnu cijenuzupčanici od nehrđajućeg čelikas konvencionalnim zupčanicima je nepotpun. Također moramo uzeti u obzir različite faktore, kao što su održavanje, troškovi zastoja i zamjena komponenti.
Bilješke
Pasivacijski film:To se odnosi na mikroskopski, gust i dobro-prianjajući zaštitni sloj krom-oksida koji se formira na metalnoj površini reakcijom kroma u nehrđajućem čeliku s oksidansima. Ovaj film je inertan i učinkovito sprječava koroziju.
Skiving:Vrlo učinkovit i visoko{0}}precizan postupak završne obrade zupčanika, posebno prikladan za kaljenje unutarnjih i određenih vanjskih zupčanika. Izvodi i grubu i završnu obradu u jednoj operaciji, postižući izvrsnu kvalitetu površine i točnost profila.
Mjerodavna literatura i dodatna literatura
ASM International, "Korozija nehrđajućeg čelika": definitivan izvor za-duboko razumijevanje mehanizama korozije nehrđajućeg čelika.
ISO 1328-1:2013, "Cilindrični zupčanici - ISO sustav klasifikacije bočnih tolerancija": službeni standardni dokument za klase točnosti zupčanika.
Gear Technology Magazine, "Časopis industrije zupčanika": Pristupite vodećoj publikaciji u industriji o najnovijim tehnologijama u dizajnu, proizvodnji i primjeni zupčanika.