Wraz z pojawieniem się coraz większej liczby tworzyw konstrukcyjnych, w różnych gałęziach przemysłu pojawiły się odpowiednie alternatywy. Na przykład plastikowe koła zębate stają się-tańszą alternatywą dla kół metalowych. Czy plastikowe koła zębate naprawdę mogą zastąpić metalowe? W tym artykule Hansheng Automation przedstawi-dogłębne zrozumienie plastikowych przekładni zębatych z różnych perspektyw.
Plastikowe koła zębate kontra metalowe koła zębate
Ponieważ te dwa materiały mają różne właściwości, nie możemy po prostu mówić o zaletach i wadach przekładni plastikowych i przekładni metalowych. Zamiast tego musimy dokonać-dokładnych porównań na różnych poziomach. Ostatecznym celem jest dokonanie właściwego wyboru dla danego scenariusza zastosowania.
| Charakterystyka / Wskaźnik wydajności | Precyzyjne plastikowe przekładnie | Metalowe przekładnie |
|---|---|---|
| Hałas i wibracje | Niezwykle niski Sam materiał ma wysokie właściwości tłumiące, które mogą skutecznie pochłaniać uderzenia i wibracje, zapewniając cichą pracę. | Stosunkowo bardzo sztywne materiały mają tendencję do generowania hałasu i wibracji podczas tworzenia siatki, co wymaga-precyzyjnej obróbki i smarowania w celu poprawy. |
| Wymagania dotyczące smarowania | Brak Większość konstrukcyjnych tworzyw sztucznych ma-właściwości samosmarujące, umożliwiające długoterminową-konserwację-swobodną pracę na sucho. | Konieczne Należy używać oleju/smaru smarowego w celu zmniejszenia zużycia i ciepła, co wiąże się z ryzykiem zanieczyszczenia oleju. |
| Waga / bezwładność | Niezwykle lekka Gęstość jest znacznie niższa niż gęstość metalu (około 1/7 stali), co może znacznie zmniejszyć masę systemu i bezwładność obrotową. | Ciężki Wysoka gęstość, powodująca duży ciężar i bezwładność, zwiększająca zużycie energii i obciążenie konstrukcyjne. |
| Odporność na korozję | Doskonały Nie rdzewieje i jest odporny na korozję powodowaną przez różne chemikalia, kwasy i zasady. | Słaba Zwykła stal jest podatna na rdzę i chociaż stal nierdzewna jest odporna na korozję, jej koszt jest wysoki. |
| Absorpcja obciążenia udarowego | Dobry Materiał jest wytrzymały, a zęby przekładni mogą ulec lekkiemu odkształceniu sprężystemu, aby pochłonąć energię uderzenia. | Dostateczny Materiał jest sztywny i wrażliwy na obciążenia udarowe, podatny na uszkodzenia zębów przekładni. |
| Ładowność | Średnia do dobrej Wytrzymałość jednostki jest niższa niż w przypadku metalu, odpowiednia do zastosowań w przekładniach o średnim i niskim momencie obrotowym. | Niezwykle wysoka Wytrzymuje bardzo wysoki moment obrotowy i obciążenia, co czyni go pierwszym wyborem do-ciężkich zastosowań. |
| Zakres temperatury roboczej | Ograniczone Zwykłe tworzywa sztuczne mają zwykle temperaturę od -40 do 120 stopni. Specjalne tworzywa sztuczne, takie jak PEEK, mogą osiągnąć temperaturę do 250 stopni. | Szeroki Większość metali może utrzymać stabilną wydajność w ekstremalnych zakresach temperatur. |
| Koszt produkcji (duża partia) | Niska Wydajność formowania wtryskowego jest niezwykle wysoka, prawie bez przetwarzania wtórnego, a przewaga kosztowa w przypadku produkcji na dużą-skalę jest oczywista. | Wysoki Obejmuje wielokrotne procesy cięcia, obróbki cieplnej i szlifowania, co skutkuje stosunkowo wysokimi kosztami jednostkowymi. |
Podsumowując:Wybieraj plastikowe przekładnie ze względu na ciszę,-samosmarowanie, lekkość, odporność na korozję i-opłacalność (w przypadku dużych ilości). Wybierz metalowe koła zębate, aby uzyskać dużą nośność, ekstremalne temperatury i najwyższą precyzję przekładni. Nie ma prawdziwej alternatywy między nimi; są po prostu właściwym wyborem dla różnych scenariuszy.
Jakie surowce wykorzystuje się do produkcji przekładni z tworzyw sztucznych?
Tworzywa sztuczne, jako ogólne określenie, obejmują szeroką gamę materiałów, które można wykorzystać do produkcji kół zębatych. Właściwości samego materiału decydują o działaniu przekładni z tworzywa sztucznego. Poniżej znajdują się główne tworzywa konstrukcyjne.
| Tworzywo | Kluczowa charakterystyka | Scenariusze zastosowań | Środki ostrożności |
|---|---|---|---|
| POM (polioksymetylen) | Wysoka wytrzymałość, wysoka sztywność, niski współczynnik tarcia i absorpcji wody, stabilne wymiarowo. | Motoryzacja, elektronika użytkowa itp. | Słaba odporność na kwasy, wydajność spada w przypadku-długoterminowej wysokiej temperatury. |
| Nylon (PA6, PA66) | Wysoka wytrzymałość, odporność na zużycie i odporność na zmęczenie. Wytrzymałość i odporność na ciepło można poprawić poprzez dodanie włókna szklanego (GF). | Stosowane w sytuacjach wymagających dużego obciążenia udarowego i odporności na zużycie, np. w przekładniach elektronarzędzi. | Silna higroskopijność, która może prowadzić do zmian wymiarów i wytrzymałości, wymagająca szczególnego uwzględnienia w projektowaniu. |
| PBT (politereftalan butylenu) | Podobny do POM, ale z lepszą odpornością na ciepło i chemikalia. | Stosowany w polach o wymaganiach dotyczących odporności na ciepło. | Stopień skurczu formy wymaga precyzyjnej kontroli. |
| PEEK (polieteroeteroketon) | Niezwykle wysoka wytrzymałość, sztywność i odporność na ciepło (temperatura ciągłego użytkowania może osiągnąć 250 stopni). | Zaprojektowane do ekstremalnie trudnych warunków, takich jak przemysł lotniczy, medyczny i półprzewodnikowy. | Wysoki koszt i trudny w obróbce. |
Proces produkcyjny
Te dwa procesy to formowanie wtryskowe i cięcie CNC, które opisano szczegółowo poniżej.
| Wymiar porównawczy | Precyzyjne formowanie wtryskowe | Obróbka CNC |
|---|---|---|
| Podstawowa zasada | Wstrzykuj stopione tworzywo sztuczne do-precyzyjnej metalowej wnęki formy pod wysokim ciśnieniem i uzyskaj gotowy produkt po schłodzeniu i zestaleniu. | Zacznij od solidnego pręta lub arkusza z tworzywa sztucznego i użyj-programowanych komputerowo noży do usuwania materiału poprzez frezowanie, toczenie, wiercenie itp., aż do uzyskania ostatecznego kształtu koła zębatego. |
| Scenariusz zastosowania | Produkcja masowa (tysiące do milionów sztuk) | Produkcja prototypów produktu, testy funkcjonalne, produkcja-małych partii (od 1 do setek sztuk) |
| Struktura kosztów | Wysoki koszt formy i duża inwestycja początkowa, ale im większa wielkość produkcji, tym niższy koszt jednostkowy. | Koszt jednostkowy jest stosunkowo wysoki. Koszt jest bezpośrednio powiązany z czasem obróbki i nie maleje znacząco wraz ze wzrostem wielkości produkcji. |
| Szybkość i cykl produkcji | Cykl produkcji form na wczesnym etapie jest długi (kilka tygodni). Po ukończeniu formy prędkość produkcji jest bardzo duża, a cykl dla pojedynczej części wynosi tylko kilkadziesiąt sekund. | Szybkie wczesne przygotowanie i dostawa. Nie jest wymagane otwieranie formy, a programowanie i przetwarzanie można rozpocząć natychmiast. Jednak czas przetwarzania pojedynczej części jest długi. |
| Poziom precyzji | Zależy od precyzji formy. Forma o wysokiej-precyzyjności może stabilnie wytwarzać części z dobrą precyzją (zwykle do klas ISO 7–9). | Potrafi osiągnąć niezwykle wysoką precyzję. Kontrolowane bezpośrednio przez precyzyjne obrabiarki, łatwiej jest uzyskać wyższe stopnie tolerancji niż przy formowaniu wtryskowym (łatwo osiągając klasę ISO 7 lub wyższą). |
| Wybór materiału | Nadaje się do większości tworzyw termoplastycznych (takich jak POM, PA, PC). | Nadaje się do prawie wszystkich tworzyw konstrukcyjnych. |
Wreszcie,plastikowe przekładnienie są po prostu zamiennikiem metalowych kół zębatych; raczej stają się atrakcyjną opcją dla coraz większej liczby zastosowań ze względu na swoje nieodłączne właściwości. Obydwa mają swoje zalety i wady. Jeśli masz wymagania dotyczące produktu lub pomysły na projekt, skontaktuj się z nami, aby omówić swoje potrzeby bezpośrednio z naszymi inżynierami.