Hampaanpyörän materiaalit: alumiini, teräs tai muovi – ja anodointi ansa

Useimmat hampaanpyöräkyselyt määrittelevät profiilin ja hammasmäärän, mutta jättävät materiaalin kentän tyhjäksi tai mainitsevat vain "alumiini" ilman tarkennusta. Tämä on yleensä riittävää kevyen kuljetinlaitteen käyttöön. Se aiheuttaa ongelmia, kun voiman siirto on nopeaa, kuumaa, kosteaa tai kun siirrettävä vääntömomentti on merkittävä.

Tässä on mitä kukin materiaali todellisuudessa tarjoaa, julkisesti saatavilla olevien arvojen perusteella.

Alumiini: oletusmateriaali ja sen rajoitukset

Hampaanpyörävalmistajat luettelevat materiaaleiksi 6061-, 6082-, 7075-, 6063-alumiiniseokset sekä koneistettavuudeltaan parannetut seokset kuten 2011 ja AlCuMgPb. 6061-T6 on yleisin käytetty seos.

Julkisesti saatavilla olevat 6061-T6-materiaalin ominaisuudet:

Käytännössä ratkaiseva arvo on kovuus. 93–95 HB on pehmeää. Hampaantunut hihna sisältää vetoköydet ja kudoksen tai kumista tehdyn hampaiden pinnan, ja kudos on kuluttavaa. Kun hihnaa ajetaan kuormitettuna riittävän pitkään alumiinipinnalla, alumiini kuluu, hampaiden profiili laajenee ja takaisku kasvaa.

Tästä syystä pyörivät osat anodoidaan, ja tässä moni ihminen jää kiinni.

Anodointi: haluamasi kovuus, mutta kasvu, johon on suunniteltava

Kaksi tyyppiä on tärkeä, molemmat standardin MIL-PRF-8625 mukaisia:

Raakaa, anodoitua ja kovaanodoitua alumiinia koskeva pinnankovuus.

Verrattuna paljaaseen 6061-alumiiniin, joka on 93–95 HB, tämä on merkittävä parannus. Tyypin III kovaan anodointiin viitataan, kun kyseessä on hihnapyörä, joka kestää kuluttavaa hihnan kosketusta.

Nyt ansa. Anodointi ei ole pinnalle levitetty kerros. Se muuttaa pinnan rakennetta ja kasvaa:

Anodointi kasvaa 50 % materiaalin sisään (läpäisy) ja 50 % ulospäin (kerrostuminen).

Mittasuuruuden kasvu on noin 50 % kokonaissuojakerroksen paksuudesta kummallakin puolella.

Lähtien julkisesta esimerkistä: tyypin II suojakerros, jonka kokonaispaksuus on 0,5 mil, antaa noin 6,35 µm:n kerrostumisen kummallakin puolella, 6,35 µm:n läpäisyn ja kokonaisen halkaisijan muutoksen noin 12,70 µm. Tyypin III kohdalla 2,0 mil:n kerroksella odotettavissa on noin 1,0 mil kummallakin puolella.

Aikapyörässä tämä kasvu sijoittuu hammasjalkoihin. Kovakuoritun pyörän hampaat koneistetaan nimellismitoille ennen anodointia, mutta kylpystä poistuessa hampaat ovat pienempiä kuin piirroksissa. Tarkoilla hammaprofiileilla, kuten T2.5 tai AT3, muutama kymmenen mikrometriä jokaisella hammaspinnalla on merkitystä suhteessa hammasväliin.

Ratkaisu on yksinkertainen, mutta sen täytyy olla tarkoituksellinen: koneistetaan hammasmuoto pienemmäksi odotetun kasvun verran tai määritellään valmiin osan mitat anodoinnin jälkeen ja annetaan koneistajalle tehtäväksi laskea takaperin työpolku. Ei toimi, jos koneistetaan nimellismitoille, kovakuoritaan ja toivotaan parasta.

Jos tilaatte kovakuorittuja pyöriä, ilmoittakaa selvästi, ovatko mitat ennen vai jälkeen pinnoituksen. Kysymme tätä jokaista kovakuoritun pyörän tilausta varten, koska vastaus vaikuttaa työpolkuun.

Teräs: kun alumiini ei riitä

Yleisiä teräksisiä hammashihnapyöriä merkitään nimillä C45E, 1045, S45C ja 45# teräs.

T10-profiilin alumiininen hammashihnapyörä

Julkisesti saatavilla olevat AISI 1045 / C45 -ominaisuudet:

Noin kaksinkertainen vetolujuus verrattuna 6061-T6-alumiiniin ja noin kaksinkertainen kovuus ennen pintakäsittelyä. Pyörän valmistajien julkaisema perustelu on suoraviivainen: suurempi lujuus ja kovuus kuin alumiinilla, raskaampi runko, sopii korkeille kuormille ja korkeille nopeuksille.

Paino ei ole aina haittaa. Käytettävässä pyörässä lisätty hitaus tasaa nopeuden vaihtelua. Servoakselissa, jossa pyritään minimoimaan heijastunutta hitautta, se on todellinen kustannus.

Valitse teräs, kun:

· Vääntömomentti on riittävän suuri vääntääkseen alumiinitulpat

· Käyttö tapahtuu jatkuvasti korkealla nopeudella abrasioon altistuvalla hihnalla

· Pyörä on pieni, jolloin hammashyppykuormat keskittyvät harvoihin hampaisiin

· Käyttölämpötila ylittää alumiinin sietokyvyn

Muovi: kevyt, hiljainen ja mitallisesti epävakaa

Polymeeripyöriä käytetään kevyen kuorman sovelluksissa, elintarvikkeiden käsittelyssä ja sovelluksissa, joissa ääni tai paino ovat tärkeitä. PA6 (nailon 6) on yleisin.

Teknisen polymeerin tiedotaulukosta julkaistut PA6-tiedot:

Vetolujuus näyttää kohtalaiselta, noin neljäsosa 6061-alumiinista. Ongelma on kahdessa viimeisessä rivissä.

Nylon imee vettä ja kasvaa. Kuivassa työpajassa tarkkuudella koneistettu ja kosteassa tehtaassa tai pesualueella asennettu pyörä muuttaa mittojaan. Aika-akselipyörässä tämä tarkoittaa, että vaihdehalkaisija muuttuu ja hammasliitos muuttuu sen mukana.

Valmistajan dokumentaatio korostaa tämän olevan suunnittelunäkökohta eikä vika. Se johtuu polymeerin luonteesta.

Missä muovipyörät toimivat hyvin:

· Keveät kuormat, alhaiset nopeudet

· Meluherkät käyttökohteet

· Syövyttävät ympäristöt, joissa metalli kuluu nopeammin

· Käyttökohteet, joissa hihnapyörä on tarkoituksellisesti kuluvan osan roolissa

Niitä ei tulisi käyttää, kun:

· Tarkka sijaintimäärittely vaaditaan, koska mittojen muuttuminen tekee tarkkuuden turhaksi

· Korkeat vääntömomentit, koska hampaat leikkaantuvat

· Kuumentuvat ympäristöt lähellä 100 °C:n jatkuvaa rajaa

Meidän on oltava selkeitä yhdestä rajoituksesta julkisessa tiedossa olevassa dataamme, jonka voimme vahvistaa: kyllästyskosteus ja sitä seuraava prosentuaalinen mitanmuutos eivät olleet saatavilla ensisijaisesta teknisestä tiedostosta. Yllä mainitut 24 ja 96 tunnin kosteusabsorptioluvut ovat todellisia; pitkän ajan tasapainotilanteen käyttäytyminen tietyssä ympäristössä tulisi saada materiaaliantajaltanne tarkalleen kyseiselle laadulle.

Valurauta ja ruostumaton teräs

Kivihiili esiintyy suuremmissa pyörissä, joita valmistajat nimittävät luokilla kuten HT150, HT200, HT250 ja GG25. Kastehaudan raja, jossa valurauta korvaa alumiinin, on kysymys koon ja hinnan suhteesta eikä julkaistu sääntö, eikä meillä ollut mahdollisuutta varmistaa tiettyä halkaisijarajaa. Käytännössä ratkaisua ohjaa valamisen taloudellisuus: tietyn halkaisijan yläpuolella valaminen on edullisempaa kuin kappaleesta koneistaminen.

Rosteeton pyörissä käytetään merkintöjä kuten SUS303, SUS304 ja AISI 431. Sovellusalue on pesualue, jossa vaatimuksena on korrosionkestävyys pikemminkin kuin mekaaninen suorituskyky. Huomaa, että 303 ja 304 ovat austeniittisia ja niitä ei voida kovettaa lämpökäsittelyllä, joten ruostumaton teräksestä tehty pyörä ei ole kova pyörä.

Valitsema

Usein kysytyt kysymykset

Tekeekö kovapinnoitusanodointi alumiinipulleyn yhtä kovaksi kuin teräs?

Pinnan kerros 400–700 HV on kovempi kuin 1045-teräs 170–210 HB. Alapuolella oleva peruspinta-ala on edelleen pehmeää alumiinia, joten pulley kestää kulumaan, mutta ei suuria hammashyväkkuuksia aiheuttavaa muodonmuutosta.

Miksi anodisoitu pulley ei sopinut hihnaan oikein?

Todennäköisimmin hammasmuoto oli koneistettu nimellismitoille ja pinnoitteen kasvu supisti hammasvälit. Tarkista, olivatko piirustusmitat määritetty ennen vai jälkeen anodoinnin.

Voinko käyttää nylonsisäistä pulleytä puhdistussovelluksessa?

Se kestää korroosiota, mutta se imee vettä ja muuttuu mitallisesti. Tarkkuusvaatimuksia sisältävissä puhdistussovelluksissa ruostumaton teräs on parempi ratkaisu.

Onko 7075 parempi kuin 6061 hihnapyörille?

Se on lujuudeltaan suurempi, mutta myös kalliimpi ja vähemmän korrosiosta kestävä. Useimmille hihnapyörille rajoittavana tekijänä on pinnan kulumisesta aiheutuva kuluminen eikä materiaalin kokonaismurtolujuus, joten 6061:n kovasuodatus yleensä tuottaa paremman tuloksen kuin seoksen vaihto.

Mikä lämpötila on alumiinihihnapyörän maksimikäyttölämpötila?

6061-T6:n maksimikäyttölämpötila mekaanisiin tarkoituksiin on 170 °C. Käytännössä hihna on yleensä rajoittava komponentti paljon ennen kuin hihnapyörä.

Tarvitsevatko teräksestä valmistetut hihnapyörät pintakäsittelyä?

Korrosiosuojaukseen usein kyllä, riippuen käyttöympäristöstä. Kulumaan nähden 1045-teräs, jossa kovuus on 170–210 HB, on yleensä riittävän kestävä standardihihnoja vastaan ilman lisäkovennusta.

Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. valmistaa hihnapyöriä alumiinista, C45-teräksestä, valuraudasta ja ruostumattomasta teräksestä HTD-, GT-, T-, AT- ja imperiaaliprofiileissa. Jos tilaatte kovasuodattuja hihnapyöriä, ilmoittakaa meille, ovatko hampaiden mitat annettu ennen vai jälkeen pinnoituksen, jotta voimme määrittää työpolun vastaavasti.