Găsirea materialului ideal pentru angrenaje

La proiectarea și fabricarea angrenajelor, materialele utilizate vor depinde de tipul de angrenaj care este fabricat și de modul și locul în care acesta va fi utilizat.

Există multe tipuri de materii prime utilizate în mod obișnuit în structurile angrenajelor, iar fiecare material are cele mai bune proprietăți mecanice și este cea mai bună alegere.Principalele categorii de materiale sunt aliajele de cupru, aliajele de fier, aliajele de aluminiu și termoplastele.

1. Aliaje de cupru

⚙️Cândproiectarea unui angrenajcare va fi supus unui mediu coroziv sau trebuie să fie nemagnetic, un aliaj de cupru este de obicei cea mai bună alegere.

⚙️Cele mai comune trei aliaje de cupru utilizate în angrenaje sunt alama, bronzul fosforos și bronzul aluminiu.

Angrenajele fabricate de obicei din aliaj de alamă suntangrenaje cilindriceși rack-uri și vor fi utilizate în medii cu sarcină redusă.

⚙️Bronzul fosforos îmbunătățește rezistența la uzură și rigiditatea aliajului. Rezistența mai mare la coroziune și uzură face ca aliajele de bronz fosforos să fie o alegere excelentă pentru componentele de acționare cu frecare ridicată. Exemplu:angrenaj cu melc

⚙️Bronzul cu aluminiu este al treilea aliaj de cupru utilizat în angrenaje. Aliajele de bronz cu aluminiu au o rezistență la uzură mai mare decât aliajele de bronz fosforos și au, de asemenea, o rezistență superioară la coroziune. Angrenajele tipice produse din aliaje de bronz cu aluminiu includ angrenajele elicoidale încrucișate (angrenaje elicoidale) și angrenajele melcate.

2. Aliaje de fier

⚙️Când unproiectarea angrenajelornecesită o rezistență superioară a materialului, aliajele de fier sunt cea mai bună alegere. În forma sa brută, fonta cenușie poate fi turnată și prelucrată în roți dințate.

⚙️Există patru denumiri principale ale aliajelor de oțel: oțel carbon, oțel aliat, oțel inoxidabil și oțel pentru scule. Aliajele de oțel carbon sunt utilizate pentru aproape toate tipurile de angrenaje, deoarece sunt ușor de prelucrat, au o rezistență bună la uzură, pot fi călite, sunt disponibile pe scară largă și sunt relativ ieftine.

⚙️Aliajele de oțel carbon pot fi clasificate în continuare în oțel moale, oțel cu conținut mediu de carbon și oțel cu conținut ridicat de carbon. Aliajele de oțel moale au un conținut de carbon mai mic de 0,30%. Aliajele de oțel cu conținut ridicat de carbon au un conținut de carbon mai mare de 0,60%, iar oțelurile cu conținut mediu se situează la mijloc. Aceste oțeluri sunt o alegere bună pentruangrenaje cilindrice, angrenaje elicoidale, cremaliere de angrenaje,angrenaje conice și viermi.

3. Aliaje de aluminiu

Aliajele de aluminiu sunt o alternativă bună la aliajele de fier în aplicațiile care necesită un raport rezistență-greutate ridicat. Un finisaj de suprafață cunoscut sub numele de pasivizare protejează aliajele de aluminiu de oxidare și coroziune.

Aliajele de aluminiu nu pot fi utilizate în medii cu temperaturi ridicate, deoarece încep să se deformeze la 200°C. Aliajele de aluminiu utilizate în mod obișnuit în angrenaje sunt 2024, 6061 și 7075.

⚙️Toate aceste trei aliaje de aluminiu pot fi tratate termic pentru a le îmbunătăți duritatea. Angrenajele fabricate din aliaje de aluminiu includangrenaje cilindrice, angrenaje elicoidale, angrenaje conice cu dinți drepțiși cremaliere de angrenaje.

4. Termoplastice

⚙️Termoplasticele sunt cea mai bună alegere pentru angrenajele unde greutatea este cel mai important criteriu. Angrenajele fabricate din materiale plastice pot fi prelucrate ca angrenajele metalice; cu toate acestea, unele termoplastice sunt mai potrivite pentru fabricarea prin turnare prin injecție. Unul dintre cele mai comune termoplastice turnate prin injecție este acetalul. Acest material este cunoscut și sub numele de (POM). Angrenajele pot fi fabricate din oricare dintre polimeri. Acestea pot fiangrenaje cilindrice, angrenaje elicoidale, roți melcate, angrenaje coniceși cremaliere de angrenaje.