Laikrodžio ratukų medžiagos: aliuminis, plienas ar plastikas ir anodavimo klaida

Dauguma laiko perdavimo ratukų užklausų nurodo profilią ir dantų skaičių, o medžiagą palieka tuščią arba rašo „aliuminį“, nepateikdami papildomos informacijos. Tai dažniausiai tinka lengvai naudojamoms konvejerinėms sistemoms. Tačiau kyla problemų, kai pavaros veikia greitai, karščiuoja, yra drėgnose sąlygose arba perduoda didelį sukimo momentą.

Žemiau pateikta, ką kiekviena medžiaga iš tikrųjų suteikia, remiantis oficialiai paskelbtais duomenimis.

Aliuminis: numatytoji medžiaga ir jos ribos

Laiko perdavimo ratukų gamintojai nurodo lyginius 6061, 6082, 7075, 6063 bei lengvai apdirbamus lyginius, pvz., 2011 ir AlCuMgPb. 6061-T6 yra pagrindinis lyginys.

Oficialiai paskelbti 6061-T6 savybių duomenys:

Svarbiausias rodiklis yra kietumas. 93–95 HB yra minkšta. Laikrodinio diržo įtempimo gijos ir audinio ar gumos dantų paviršius, o audinys yra šlifuojantis. Jei diržą ilgą laiką veikia apkrova prieš švarų aliuminio dantų paviršių, aliuminis susidėvi, dantų profilis išsiplečia ir žaidimas padidėja.

Todėl pulių paviršiuose taikoma anodinė danga, ir čia daugelis žmonių patenka į klaidingas prielaidas.

Anodinė danga: norima kietumas, kurį reikia numatyti augimo atveju

Svarbūs du tipai, abu pagal MIL-PRF-8625 standartą:

Švaraus, anodinės ir kietosios anodinės aliuminio dangos paviršiaus kietumas.

Prieš švarų 6061 lyginant su 93–95 HB – tai didelis pagerėjimas. III tipo kietasis anodavimas yra specifikacija pulio, kuris turi atlaikyti abrazyvinį diržo kontaktą.

Dabar spąstai. Anodavimas nėra danga, padėta ant detalės paviršiaus. Tai paviršiaus transformacija, kuri vyksta į šonus:

Anodavimas auga 50 % į medžiagą (penetracija) ir 50 % išorėn (priedas).

Matmenų padidėjimas yra apytiksliai 50 % visos dangos storio kiekvienoje pusėje.

Remiantis pateiktu pavyzdžiu: II tipo danga bendruoju storiu 0,5 mil duoda apytiksliai 6,35 µm priedo kiekvienoje pusėje, 6,35 µm penetracijos ir bendrą skersmens pokytį apytiksliai 12,70 µm. III tipo dangai 2,0 mil storio tikėtinas priedas kiekvienoje pusėje – apie 1,0 mil.

Laikomajame ratuke šis augimas pasireiškia dantų šonuose. Kietintas ratukas, apdirbtais nominaliais matmenimis prieš anodavimą, iš bakelio išeina su siauresniais dantų tarpais nei nubrėžta. Smulkių žingsnių profiliuose, tokiuose kaip T2.5 ar AT3, kiekvienoje šlaite po dešimtis mikronų sudaro reikšmingą dantų tarpo dalį.

Sprendimas paprastas, bet jis turi būti sąmoningas: dantų formos apdirbimas mažesniais matmenimis, atitinkančiais tikėtiną išsiplėtimą, arba nurodyti galutinius matmenis po anodavimo ir leisti apdirbimo specialistui atlikti atvirkštinį skaičiavimą. Nepavyksta, kai apdirbama nominaliais matmenimis, kietinama ir tikimasi geriausių rezultatų.

Jeigu užsakote kietintus ratukus, nurodykite, ar jūsų matmenys nustatyti prieš ar po dengimo. Šį klausimą uždubame kiekviename kietinimo užsakyme, nes atsakymas keičia apdirbimo maršrutą.

Plienas: kai aliuminis nepakanka

Dažniausiai naudojami plieniniai laikrodžių ratukai žymimi kaip C45E, 1045, S45C ir 45# plienas.

T10 profilio aliumininis laikrodžių ratukas

Paskelbtos AISI 1045 / C45 savybės:

Apie dvigubai didesnė tempimo stiprybė nei 6061-T6 lyginant ir apie dvigubai didesnė kietumas prieš paviršiaus apdorojimą. Gamintojų, gaminančių ratukus, pateikta paaiškinimų yra paprasta: stiprybė ir kietumas aukštesni nei aliuminio, sunkesnis korpusas, tinkamas didelėms apkrovoms ir dideliam greičiui.

Masė ne visada yra trūkumas. Varomajame ratuke papildoma inercija išlygina greičio svyravimus. Tuo tarpu servorankėje, kur bandoma sumažinti atspindėtą inerciją, tai tikrai kainuoja.

Pasirinkite plieną, kai:

· Sukimo momentas pakankamai didelis, kad deformuotų aliuminio dantis

· Pavaros veikia nuolat esant dideliam greičiui su šluoštine juosta

· Ratukas mažas, todėl dantų apkrova susikaupia tik keletuje dantų

· Eksploatacijos temperatūra viršija aliuminio leistiną ribą

Plastikas: lengvas, tylesnis ir matmeniškai nestabilus

Polimeriniai ratukai naudojami lengvosioms apkrovoms, maisto produktų tvarkymui bei taikymuose, kur svarbūs triukšmas ar masė. Dažniausiai naudojamas PA6 (nilonas 6).

Inžinerinių polimerų duomenų lapuose pateikti PA6 duomenys:

Tempiamasis stiprumas atrodo įspūdingas – jis sudaro ketvirtadalį 6061 lyginamajam lydinys. Problema yra paskutinėse dviejose eilutėse.

Nailonas sugeria vandenį ir išsiplečia. Pulley, apdirbtas tiksliai sausoje dirbtuvėje ir sumontuotas drėgnoje gamykloje arba plovimo aplinkoje, keičia savo matmenis. Laiko pulley tai reiškia, kad keičiasi žingsnio skersmuo ir dėl to keičiasi dantų sujungimas.

Gamintojo dokumentacija aiškiai nurodo, kad tai yra projektavimo aspektas, o ne defektas. Tai būdinga polimerui kaip medžiagai.

Kur plastikiniai ratukai veikia gerai:

· Švelnios apkrovos, žemos apsukos

· Taikymai, kuriuose svarbus triukšmo mažinimas

· Aplinkos su korozinėmis medžiagomis, kuriose metalas greičiau susidėtų

· Taikymai, kai ratukas sąmoningai yra aukojamasis elementas

Kur jie neveikia:

· Tikslus pozicionavimas, nes matmenų pasikeitimas prieštarauja tikslui

· Didelis sukimo momentas, nes dantys sulūžta

· Karštos aplinkos arti 100 °C nuolatinio veikimo ribos

Turime aiškiai nurodyti ribotumą pateiktuose duomenyse, kuriuos galėjome patikrinti: soties drėgmės kiekis ir susijęs matmenų pokytis procentais nebuvo gauti iš pirminio techninio aprašo. Aukščiau pateikti 24 ir 96 valandų drėgmės įsigijimo skaičiai yra tikri; ilgalaikį pusiausvyros elgesį konkrečioje aplinkoje turėtų nurodyti jūsų medžiagos tiekėjas, nurodantis tikslų medžiagos tipą.

Lietas geležis ir nerūdijantis plienas

Geležis pasirodo didesniuose ratukuose, kurių rūšys, pvz., HT150, HT200, HT250 ir GG25, nurodytos gamintojų. Ribinis dydis, kai lietą geležį pakeičia aliuminis, priklauso nuo dydžio ir kainos, o ne nuo viešai paskelbtos taisyklės, todėl negalėjome patikrinti konkretaus skersmens ribos. Iš esmės šį sprendimą lemia liejimo ekonomika: virš tam tikro skersmens liejimas yra naudingesnis nei apdirbimas iš lydinio.

Nerūdijantis ratukai žymimi kaip SUS303, SUS304 ir AISI 431. Jie naudojami valymo sąlygomis, kur reikalinga korozijos atsparumas, o ne mechaninės savybės. Atkreipkite dėmesį, kad 303 ir 304 rūšys yra austenitinės ir negali būti užkietintos šiluminio apdorojimo būdu, todėl nerūdijantis plieno ratukas nėra kietasis ratukas.

Pasirinkimas

Dažniausiai užduodami klausimai

Ar anodinė danga padarys mano aliumininį ratuką tokį pat kietą kaip plienas?

Paviršiaus sluoksnis (400–700 HV) yra kietesnis už 1045 plieną (170–210 HB). Po juo esantis pagrindas vis dar yra minkštas aliuminijus, todėl ratukas atsparus dilimui, bet neatsparus deformacijai esant didelėms dantų apkrovoms.

Kodėl mano anodintas ratukas netiko prie diržo?

Tikriausiai dantų forma buvo apdirbta nominaliaisiais matmenimis, o danga, augdama, sumažino dantų tarpus. Patikrinkite, ar brėžinyje nurodyti matmenys buvo nustatyti prieš ar po anodinio dengimo.

Ar galiu naudoti nilono ratuką valymo vandeniu taikymuose?

Jis atsparus korozijai, tačiau sugeria vandenį ir keičia matmenis. Tiksliai valymui vandeniu geriau tinka nerūdijantis plienas.

Ar 7075 lydinys yra geresnis nei 6061 švelniams?

Jis stipresnis, tačiau taip pat brangesnis ir mažiau atsparus korozijai. Daugumai švelnių naudojimo sąlygų ribą nustato paviršiaus ausis, o ne bendroji stiprybė, todėl 6061 lydinio kietinimas dažniausiai yra geresnis sprendimas nei lydinio keitimas.

Kokia temperatūra gali būti naudojama aliuminio švelnė?

6061-T6 turi maksimalią mechaninės eksploatacijos temperatūrą 170 °C. Iš praktikos persiškimo juosta dažniausiai yra ribojantis komponentas žymiai anksčiau nei švelnė.

Ar plieninėms švelnėms reikia paviršiaus apdorojimo?

Korozijos apsaugai dažnai taip, priklausomai nuo aplinkos. Dėl ausies 1045 su kietumu 170–210 HB paprastai pakanka standartinėms juostoms be papildomo kietinimo.

„Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd.“ gamina laiko ratukus iš aliuminio, C45 plieno, lietojo geležies ir nerūdijančiojo plieno su HTD, GT, T, AT bei imperiniais profiliais. Jei užsakote kietai anodintus ratukus, praneškite mums, ar jūsų dantų matmenys nurodyti prieš ar po dangalo dėjimo, – tuomet mes atitinkamai nustatysime įrankio judėjimo trajektoriją.