Wybór materiału dla niestandardowych przekładni śrubowych-stal, mosiądz lub tworzywo sztuczne (POM)

Materiał określa żywotność,-nośność, charakterystykę hałasu i-opłacalność końcowego projektu przekładni. Nieprawidłowy dobór materiału wpłynie na działanie przekładni, a nawet może sprawić, że będą bezużyteczne. jakoprofesjonalny producent precyzyjnych komponentów mechanicznych, po współpracy z wieloma klientami, sądzę, że być może zastanawiasz się, czy do swojego projektu przekładni zębatej wybrać wytrzymałość bezwzględną stali stopowej, odporność na korozję mosiądzu lub efekt redukcji hałasu tworzyw konstrukcyjnych?

Hansheng Automation przeanalizuje trzy najczęściej spotykaneprzekładnia śrubowaprzybory- stal, mosiądz iPlastik POM- i niektóre strategie selekcji opisane w tym artykule, mam nadzieję, że będą dla Ciebie pomocne.

Zanim wyjaśnimy konkretne materiały, ustalmy najpierw kryteria wyboru. Kiedy klient zdecyduje się na dostosowanie dla niego przekładni śrubowej, podczas potwierdzania wyboru materiału przekładni ocenimy scenariusz zastosowania w oparciu o pięć następujących głównych czynników.

Stalowe przekładnie śrubowesą zwykle najbardziej odpowiednim wyborem do przemysłowego przenoszenia mocy. Stalowe koła zębate są zwykle wykonane ze stali węglowej (takiej jak 1045), stali stopowej (takiej jak 4140 lub 8620) lub stali nierdzewnej (303, 304 lub 316). Cechą stali jest to, że można ją poddać różnym formom obróbki cieplnej, takim jak nawęglanie, hartowanie indukcyjne czy procesy azotowania.Obrobione cieplnieprzekładnie mogą osiągnąć wyjątkowo wysoką twardość powierzchni przy jednoczesnym zachowaniu wytrzymałego i plastycznego rdzenia, który pochłania obciążenia udarowe.

Zalety

Główną zaletąstalowe przekładnie o wysokiej wytrzymałościto ich nośność-.Zgodnie z metodami obliczeniowymi AGMA 2001-D04 czynniki takie jak gatunek materiału, poziom twardości i rodzaj obróbki cieplnej bezpośrednio wpływają na nośność przekładni-w przypadku stali nawęglanych i nawęglanych (takich jak 8620 lub 9310), które osiągają twardość powierzchniową 58–62 HRC, zapewniając optymalną odporność zarówno na zmęczenie kontaktowe (wżery), jak i na zginanie zębów zmęczenie.

Stalowe koła zębate charakteryzują się wyjątkowo dużą odpornością na zużycie i ścieranie, dzięki czemu doskonale nadają się do pracy ciągłej przy dużych-prędkościach i wysokim momencie obrotowym. Zestaw stalowych kół zębatych, jeśli jest odpowiednio smarowany i konserwowany, może przetrwać dziesięciolecia. Ponadto,Przekładnie stalowe obrabiane CNCmogą zachować wyjątkowo wąskie tolerancje (ISO 1328-1 klasa 5 lub lepsza).

Wady

Jego wadą jest to, że ma dużą masę i zwiększa bezwładność układu, co nie jest przyjazne dla sprzętu lub zastosowań wymagających częstego uruchamiania i zatrzymywania. Bez ciągłego dopływu oleju lub smaru kontakt stali ze stalą może powodować gryzienie i zakleszczanie. Kolejną wadą jest to, że zwykła stal jest podatna na rdzewienie i korozję oraz charakteryzuje się wysokim poziomem hałasu podczas pracy.

Najlepsze dla

Przemysłowystalowe przekładnieto najlepszy wybór do zastosowań takich jak samochodowe układy przeniesienia napędu i mechanizmy różnicowe,-wysoki sprzęt przemysłowy (przenośniki, kruszarki, maszyny górnicze),-precyzyjne mechaniczne urządzenia napędowe CNC itp.

Mosiężne przekładnie śrubowezapewniają umiarkowaną wytrzymałość mechaniczną (wytrzymałość na rozciąganie zwykle 300-500 MPa, około 40-60% stali węglowej) i dobre właściwości tarcia, stosowane głównie w dziedzinie instrumentów precyzyjnych. Przekładnie mosiężne są zwykle obrabiane ze stopów takich jak C36000 (mosiądz łatwy w cięciu) lub mosiądz granatowy. Największą cechą jest doskonała przetwarzalność; Wytwarza małe wióry i powoduje minimalne zużycie narzędzi skrawających. Przy akceptowalnych kosztach może produkować bardzo złożone i precyzyjne mosiężne koła zębate.

Co ważne, mosiądz doskonale sprawdza się w zastosowaniach w przekładniach ślimakowych. - Mosiężne koła ślimakowe w połączeniu ze stalowymi ślimakami reprezentują standardową konfigurację branżową ze względu na optymalny rozkład obciążenia i charakterystykę zużycia.

Zalety

Podstawową cechą tego materiału jest jego wysoka naturalna smarowność. Szczególnie w przypadku połączenia mosiądzu ze stalą efekt jest doskonały.Przekładnie o niskim poziomie hałasusą również zwykle wykonane z mosiądzu, ponieważ materiał ten jest bardziej miękki niż stal i zapewnia lepsze tłumienie drgań. Ponadto mosiężne koła zębate mają doskonałą odporność na korozję w wodzie.

Wady

Wady mosiądzu są również oczywiste, ponieważ jego wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności są znacznie niższe niż w przypadku stali, co sprawia, że ​​nie nadaje się on do zastosowań wymagających dużej udarności lub-ciężkich obciążeń. Inną wadą jest to, że w porównaniu ze stalą mosiądz nie jest-odporny na ciepło; Wraz ze wzrostem temperatury jego wytrzymałość gwałtownie spada. Wreszcie, ze względu na znaczne wahania cen miedzi, koszt surowców mosiężnych musi również uwzględniać, czy są one tańsze niż standardowa stal.

Najlepsze dla

Samosmarujące przekładniewykonane z mosiądzu (lub w połączeniu ze stalą) doskonale nadają się do precyzyjnych przyrządów, mierników i wskaźników, mechanizmów zegarowych, napędów przekładni ślimakowych (mosiądzprzekładnia ślimakowaw połączeniu ze stalową przekładnią ślimakową w standardzie),-zastosowania o niskim poziomie hałasu wymagające umiarkowanej intensywności, środowiska morskie lub sprzęt do pomiaru wody i nie tylko.

Notatka:Przekładnie mosiężne są generalnie zalecane w przypadku naprężeń kontaktowych znacznie mniejszych od tych, jakie występują w przypadku kół zębatych ze stali hartowanej, co czyni je nieodpowiednimi do-ciężkich zastosowań w przenoszeniu mocy.

Zwłaszcza w inżynieryjnych tworzywach termoplastycznychPrzekładnie śrubowe POM, być może znasz ten materiał pod nazwami handlowymi Delrin (DuPont Seisteel) lub Acetal (Acetal). POM, jako półkrystaliczny inżynieryjny tworzywo termoplastyczne, charakteryzuje się sztywnością, doskonałą stabilnością wymiarową i może być również-wytwarzany masowo poprzez obróbkę CNC lub formowanie wtryskowe.Plastikowe przekładnie śrubowewykonane z POM mają naturalnie gładką i odporną chemicznie powierzchnię.

Zalety

Najbardziej oczywistą zaletą POM jest jego niewielka waga, która jest o około 80% lżejsza od stali. To najlepszy materiał naciche przekładniei charakteryzuje się doskonałym tłumieniem hałasu i wibracji. Zasadniczo są to przekładnie POMsamosmarujące plastikowe przekładnieco oznacza, że ​​zazwyczaj mogą działać bez oleju i smaru. Jednocześnie ma doskonałą odporność na zmęczenie i zużycie. Ponadto toleruje również rozpuszczalniki i paliwa. Dla branży medycznej i spożywczej,sprzęt przeznaczony do kontaktu z żywnościąwykonane z określonych gatunków POM spełniają wymagania zgodności FDA i USDA.

Wady

Największą wadą jest to, że jego wytrzymałości nie można porównać z metalem. Spośród trzech materiałów opisanych w tym artykule ma on najniższą nośność-i ulega zniszczeniu pod wpływem wysokiego momentu obrotowego lub obciążeń udarowych. Po drugie, temperatura jest również głównym czynnikiem ograniczającym; Typowa znamionowa temperatura robocza POM wynosi od -40 stopni C do 90 stopni C, po przekroczeniu którego ulega zmiękczeniu i odkształceniu. Ponadto, chociaż tworzywo sztuczne ma dobrą stabilność wymiarową, mogą wystąpić niewielkie zmiany wymiarowe z powodu absorpcji wilgoci lub rozszerzalności cieplnej, co może mieć wpływ na tworzenie się siatki w zastosowaniach wymagających dużej precyzji.

Najlepsze dla

Przekładnie Delrin i komponenty acetalowe wykonane z POM są preferowanym wyborem do zastosowań takich jak sprzęt biurowy (drukarki, kopiarki),przekładnie urządzeń medycznych(gdzie smarowanie może stwarzać ryzyko zanieczyszczenia), sprzęt do przetwarzania żywności (przenośniki, rozlewnie) i lekkie przekładnie do robotów.

Aby pomóc Ci lepiej zrozumieć różnice między tymi trzema materiałami, przygotowaliśmy dla Ciebie tabelę.

Uwaga: Odporność stali na korozję w dużej mierze zależy od jej rodzaju (stal nierdzewna czy stal węglowa) i powłoki powierzchniowej.

Widząc to, możesz nadal nie być pewien, jaki materiał ostatecznie wybrać, ale nie ma w tym nic złego. Hasnheng Automation zapewnia również przewodnik dotyczący podejmowania decyzji.

Należy pamiętać, że niniejszy przewodnik dotyczący wyboru przerzutek opiera się na naszym własnym doświadczeniu produkcyjnym w zakresie dostosowywania różnych typów przerzutek i ma wyłącznie charakter informacyjny. Jeżeli nie potrafisz podjąć decyzji lub potrzebujesz pomocy w opracowaniu strategii naukowej, nie krępuj sięskontaktuj się z namii możemy szybko reagować na Twoje potrzeby.

Skontaktuj się teraz

Jeśli potrzebujesz, wybierz Stal

• Zastosowania przy dużym obciążeniu i wysokim momencie obrotowym:mobilne przenośniki-do dużych obciążeń, napędzające koła pojazdów.
• Długa żywotność:Maszyna pracuje 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, a koszt postoju i wymiany kół zębatych jest zbyt wysoki.
• Niekorzystne środowisko pracy:wysoka temperatura, wysokie wibracje lub duże obciążenia udarowe.
• Ulga budżetowa:Masz budżet na obróbkę cieplną i system smarowania.

Jeśli potrzebujesz, wybierz mosiądz

• Niski poziom hałasu:Środowisko nie może zaakceptować dźwięku uderzenia metalu, ale wytrzymałość plastyczna jest niewystarczająca.
• Instrumenty precyzyjne:wymagają płynnego ruchu i działania zapobiegającego ugryzieniom.
• Środowisko korozyjne:narażone na działanie wody lub mgły solnej, a obróbka stali nierdzewnej jest zbyt trudna.
• Średnia nośność:znalezienie równowagi pomiędzy słabościami tworzyw sztucznych i nadmierną wytrzymałością stali.

Jeśli potrzebujesz, wybierz POM

• Zastosowanie przy lekkim obciążeniu:struktura wewnętrzna produktów elektronicznych lub drobnego sprzętu AGD.
• Środowiska wyjątkowo wrażliwe na hałas:szpitale, maszyny do pakowania żywności lub towary konsumpcyjne gospodarstwa domowego.
• Lekka konstrukcja:W przypadku urządzeń przenośnych lub dronów każdy gram wagi jest ważny.
• Brak wymagań dotyczących smarowania:środowisko pomieszczeń czystych, przetwarzanie papieru lub maszyny tekstylne.
• Zastosowania spożywcze/medyczne:bezpośredni kontakt z żywnością lub sterylnym środowiskiem.

Jeśli nadal uczysz się wybierać materiał przekładni, pamiętaj, że wiele systemów przekładni wykorzystuje podejście hybrydowe, takie jak stalowe przekładnie ślimakowe z mosiądzu lub stalowe przekładnie zębate POM, aby zmaksymalizować korzyści

Czy mogę mieszać różne materiały, na przykład łącząc stalową przekładnię z plastikową przekładnią?

Jasne, jest to dość powszechne. Typową praktyką jest stosowanie metalowych kół zębatych w połączeniu z dużymi przekładniami śrubowymi z tworzywa sztucznego. To nie tylko zmniejsza hałas, ale także zmniejsza tarcie i zużycie pomiędzy współpracującymi przekładniami. Należy jednak pamiętać, że limit obciążenia całego układu po zmieszaniu i dopasowaniu zależy od słabszej plastikowej przekładni.

Dlaczego przekładnie śrubowe są droższe w produkcji niż przekładnie czołowe?

Tak, niestandardowe przekładnie śrubowe są zazwyczaj nieco droższe niż przekładnie czołowe. Głównie dlatego, że kąt pochylenia linii śrubowej jest trudny w obsłudze, ustawienie obróbki kół zębatych CNC jest bardziej złożone, ścieżka obróbki staje się dłuższa, a aby zapewnić dokładność tego kąta, wykrywanie jest również bardziej skomplikowane.

W jaki sposób kąt pochylenia linii śrubowej wpływa na wybór materiału przekładni?

Będzie to miało wpływ. Kiedy koło zębate śrubowe się obraca, wystąpi nacisk osiowy, a im większy kąt, tym większy ciąg. Jeśli jest to przekładnia z tworzywa sztucznego, taka jak przekładnia śrubowa POM, nadmierna siła osiowa może łatwo spowodować pełzanie lub deformację. Jeśli więc obciążenie osiowe jest duże, bezpieczniejsze będzie użycie stalowych przekładni śrubowych lub-mosiądzu o wysokiej wytrzymałości.

Jakie informacje muszę podać, aby otrzymać niestandardową wycenę sprzętu?

Aby zapewnić Państwu najdokładniejsze porady dotyczące wyboru materiału przekładni i wycenę, prosimy o podanie następujących informacji:

Szczegółowe rysunki (w tym parametry takie jak moduł, liczba zębów, kąt pochylenia linii śrubowej itp.).

Obciążenie (moment obrotowy i prędkość).

Środowisko zastosowania (np. czy temperatura jest wysoka czy nie i czy występuje korozja).

Wymagania dotyczące poziomu dokładności (AGMA lub ISO).

Oczekiwana żywotność i wymagania dotyczące hałasu.

Wybór materiału to pierwszy krok, a wykonanie kół zębatych zgodnie z rysunkami to drugi. Nawet niewielkie błędy w kącie linii śrubowej lub średnicy podziałowej mogą prowadzić do awarii przekładni, niezależnie od materiału.

Dlatego warto współpracować z profesjonalistąproducent niestandardowych przekładnijest kluczowa. Profesjonalny dostawca nie tylko świadczy usługi obróbki skrawaniem; w Hasnheng Automation oferujemy również doradztwo w zakresie projektowania na potrzeby produkcji (DFM). Możemy powiedzieć Ci, czy wybrana przez Ciebie stal nierdzewna 316 będzie wiązać się z niepotrzebnymi kosztami ze względu na trudności w obróbce, czy też określony gatunek POM będzie bardziej odpowiedni dla Twoich wymagań.

W naszej fabryce wykorzystujemy zaawansowaneObróbka przekładni CNCmożliwości obróbki szerokiej gamy materiałów. Rozumiemy unikalne parametry skrawania wymagane w przypadku stali i tworzyw sztucznych. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz pojedynczego prototypu, czy 10 000 sztuk do masowej produkcji, nasza rygorystyczna kontrola jakości gwarantuje, że wyprodukowane koła zębate spełniają Twoje specyfikacje. jakodostawca przekładni precyzyjnych, naszym celem jest zapewnienie-kompleksowego rozwiązania w zakresie precyzyjnych przekładni zębatych, oszczędzającego czas, wysiłek i koszty naszym klientom.

Na koniec Hansheng chce wyrazić, że nie ma czegoś takiego jak „najlepszy” materiał na każdy bieg, a jedynie taki, który jest najbardziej odpowiedni do konkretnego zastosowania. Stal zapewnia niezrównaną wytrzymałość, mosiądz zapewnia płynną precyzję, a POM zapewnia ciszę i lekkość. Dokładnie oceniając obciążenie, środowisko i budżet, możesz zoptymalizować wydajność i żywotność swojego projektu.

Potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniego materiału dla swojegoniestandardowe przekładnie śrubowe? Skontaktuj się z naszym zespołem inżynierów, aby uzyskać bezpłatną konsultację i wycenę.

Jako profesjonalny dostawca przekładni precyzyjnych nasze procesy produkcyjne i testowe ściśle przestrzegają uznanych na całym świecie standardów branżowych.

AGMA 2001-D04: Podstawowe współczynniki oceny i metody obliczeń dla zębów przekładni ewolwentowej i śrubowej.

ISO 1328-1:2013: Przekładnie walcowe – system ISO klasyfikacji tolerancji powierzchni bocznej.

VDI 2736: Termoplastyczne zęby przekładni.

Podręcznik maszyn (wydanie 31): Sekcja przekładni - Materiały i obróbka cieplna.

ASTM B16 / B16M: Standardowa specyfikacja dotycząca-możliwego cięcia prętów, prętów i kształtowników z mosiądzu.