Які проблеми з традиційними матеріалами для виготовлення передач?
Матеріали з вуглецевої сталі/легованої сталі
По-перше, вуглецева сталь/легована сталь, як найпоширеніший матеріал для зубчастих передач, має високу міцність і{0}}несучу здатність, але її стійкість до корозії низька. Шестерні, виготовлені з вуглецевої сталі/легованої сталі, швидко окислюються та іржавіють у середовищі з високим рівнем вологи та розпиленням хімічних речовин, що призводить до низки проблем, таких як зниження точності передачі, зниження міцності шестерні та забруднення.
Рішенням є обробка поверхні, як правило, оцинкування, хромування або інші спеціальні покриття. Незважаючи на те, що цей підхід є ефективним, він не забезпечує довгострокової-ефективності через неминучий ризик зносу покриття, забруднення та пошкодження покриття через подряпини.
Пластикові шестерні
Пластикові шестерні (такі як нейлон і POM) мають високу стійкість до корозії, але їх-несуча здатність, термічна стабільність, точність розмірів і міцність матеріалу значно поступаються металевим шестерням.
Яке остаточне рішення?
Шестерні з нержавіючої сталі
На відміну від шестерень із вуглецевої сталі, легованої сталі або пластику, корозійна стійкість нержавіючої сталі є властивою самому матеріалу. Він містить хром, який реагує з киснем на поверхні сталі, утворюючи надзвичайно щільну, стабільну та невидиму пасивуючу плівку (Примітка 1). Навіть якщо цю плівку подряпати, вона швидко окислюється та утворює нову пасивуючу плівку, тобто шестерні з нержавіючої сталі забезпечують постійний захист від іржі.
Окрім захисної плівки, шестерні з нержавіючої сталі відповідають харчовим-стандартам гігієни. Їхня гладка, безшовна поверхня не сприйнятлива до розмноження бактерій і стійка до корозії, викликаної різними очисними та дезінфікуючими засобами. Багато харчового обладнання використовують цей матеріал.
Нарешті, вас турбує міцність шестерень з нержавіючої сталі? Ви вважаєте, що вони не відповідають вашим вимогам? Це занепокоєння зайве. Зубчасті шестерні з нержавіючої сталі можна виготовляти з використанням різних сортів і термічної обробки, як-от аустенітної нержавіючої сталі (наприклад, шестерні SUS304) або мартенситної нержавіючої сталі (наприклад, шестерні з нержавіючої сталі 420), щоб відповідати вимогам до високих-навантажень.
Отже, як же правильно вибрати шестерні з нержавіючої сталі?
Порівняльна таблиця вибору звичайного матеріалу шестерні з нержавіючої сталі
| Клас матеріалу | Основні переваги | Основні сценарії застосування | Примітки |
|---|---|---|---|
| Шестерня з нержавіючої сталі 304 | Найкраща загальна продуктивність, висока економічна-ефективність, стійкість до більшості атмосферної та хімічної корозії | Редуктори для харчового обладнання, пакувального обладнання, фармацевтичного обладнання та загального вологого середовища | Нестійкий до хлоридної корозії (наприклад, морська вода, сольові бризки) |
| Шестерня з нержавіючої сталі 316 | Чудова стійкість до хлоридної та кислотної корозії (завдяки додаванню молібдену) | Хімічні насоси, морське обладнання, стійкі до морської води-редуктори, вуличне обладнання в прибережних зонах | Вища вартість, ніж 304, трохи нижча міцність |
| Шестерня з нержавіючої сталі 420 | Термообробка, висока твердість, зносостійкість- | Випадки, що вимагають стійкості до корозії, високої міцності та високої твердості, як-от клапани, вали насосів і трансмісії з високим-навантаженням | Стійкість до корозії трохи нижча, ніж у серії 300, і її необхідно використовувати в пасивованому стані |
Вплив допусків на шестерні з нержавіючої сталі
Вибір матеріалу - перший крок. Як прецизійні компоненти трансмісії, зубчасті передачі вимагають критичного розгляду точності виготовлення. Нижче наведено список прямих відмінностей між різними ступенями точності.
| Ступінь точності | Шум передачі | Ефективність трансмісії | Очікуване життя | Застосовні поля |
|---|---|---|---|---|
| ISO/DIN 5-6 | Надзвичайно низький | Дуже висока | Дуже довго | Точні прилади, роботи, аерокосмічна промисловість |
| ISO/DIN 7-8 | Відносно низький | Відносно високий | Відносно довго | Загальне промислове обладнання, автомобілі |
| ISO/DIN 9-10 | Середній | Середній | Середній | Сільськогосподарська техніка,-низькошвидкісна трансмісія |
Вибір постачальника з розширеними можливостями обробки (наприклад, обробка з ЧПК (примітка 2)) і суворим контролем якості є єдиним способом гарантувати, що ви отримаєте справді високо{1}}точні шестерні з нержавіючої сталі.
Оцінюючи вартість проекту, просто порівняйте закупівельну цінушестерні з нержавіючої сталізі звичайними передачами є неповним. Нам також потрібно враховувати різні фактори, такі як технічне обслуговування, витрати на простої та заміну компонентів.
Примітки
Пасивна плівка:Це стосується мікроскопічного, щільного та добре-зчепленого захисного шару з-багатого хромом оксиду, який утворюється на поверхні металу в результаті реакції хрому в нержавіючій сталі з окислювачами. Ця плівка є інертною та ефективно запобігає корозії.
Skiving:Високоефективний і високо{0}}точний процес обробки зубчастих коліс, особливо підходить для гартування внутрішніх і деяких зовнішніх зубчастих коліс. Він виконує як чорнову, так і чистову обробку за одну операцію, досягаючи чудової якості поверхні та точності профілю.
Авторитетна література та подальше читання
ASM International, "Корозія нержавіючої сталі": остаточний ресурс для-поглибленого розуміння механізмів корозії нержавіючої сталі.
ISO 1328-1:2013, «Циліндричні зубчасті колеса — система ISO класифікації допусків по боках»: офіційний стандартний документ для класів точності зубчастих коліс.
Gear Technology Magazine, «The Magazine of the Gear Industry»: доступ до провідних публікацій галузі про новітні технології в дизайні, виробництві та застосуванні передач.