Podczas projektowania pojedynczego koła zębatego lub układu zębatego, wybór materiału jest głównym czynnikiem, który określa geometrię koła zębatego, lub wydajność koła zębatego determinuje prawidłowy wybór materiału na koło zębate. Istnieje wiele rodzajów surowców powszechnie stosowanych w produkcji kół zębatych, a każdy surowiec ma dobry wybór, a jego właściwości mechaniczne są idealne. Głównymi rodzajami materiałów są stopy miedzi, stopy żelaza i stopy aluminium.
Dzięki odpowiedniemu stopowaniu i obróbce, koła zębate ze stopu aluminium mogą uzyskać różne wytrzymałości. Materiały ze stopów aluminium są zwykle używane do produkcji kół pasów rozrządu, zębatek i innych elementów o niskim naprężeniu. Technologia przetwarzania kół zębatych ze stopu aluminium jest taka sama jak w przypadku kół zębatych ze stali stopowej (takich jak frezowanie, frezowanie kół zębatych, kształtowanie kół zębatych itp.).
Można powiedzieć, że stop aluminium jest jednym z naszych najpopularniejszych metali. Niewielka waga i wysoka wytrzymałość stopu aluminium sprawiają, że jest to idealny wybór do wielu zastosowań. Po stali, stopy aluminium są chwalone za odporność na korozję i niewielką wagę. Ta cecha aluminium sprawia, że nadaje się ono szczególnie do różnych zastosowań elektrycznych i elektronicznych, takich jak sprzęt wysokiego napięcia, elementy przekładni, anteny paraboliczne, dyski komputerowe itp.
Jakie są cechy kół zębatych ze stopu aluminium?
Stop aluminium jest lepszą alternatywą dla stopów żelaza i nadaje się do zastosowań o wysokim stosunku wytrzymałości do masy. Masa stopu aluminium jest o jedną trzecią cięższa niż stopów stali o tym samym rozmiarze. Koła zębate ze stopu aluminium charakteryzują się odpornością na korozję i niską wagą. Pasywowana powierzchnia może chronić koła zębate ze stopu aluminium przed utlenianiem i korozją. Jest to podobne do rdzy na stopach stali, pokryje powierzchnię i ochroni ją przed dalszymi uszkodzeniami. Stop aluminium jest droższy niż stal węglowa, ale tańszy niż stal nierdzewna. Są jednak łatwe w obróbce, co rekompensuje wzrost kosztów materiałowych.
Aluminiowa przekładnia
Aluminium udowodniło swoją wszechstronność w historii i trwa do dziś. Przemysł lotniczy nadal korzysta z właściwości stopów do produkcji bezpiecznych, niezawodnych i tańszych części mechanicznych. Materiał ze stopu aluminium zaczyna się odkształcać w temperaturze 400 ° F, więc nie można go stosować w środowiskach o wysokiej temperaturze. Istnieje wiele różnych rodzajów materiałów ze stopów aluminium, a częściej stosowane materiały ze stopów aluminium do obróbki kół zębatych ze stopów aluminium to 2024, 6061 i 7075.
Wśród tych materiałów można powiedzieć, że stop aluminium 2024 jest bliskim krewnym brązu aluminiowego, a także jest stopem aluminium i miedzi. Głównym pierwiastkiem stopowym w stopie aluminium 2024 jest miedź. Gdy wymagany jest wysoki stosunek wytrzymałości do masy, można zastosować aluminium 2024. Jednak w tym przypadku stosunek jest odwrotny. Miedź w 2024 roku nadaje temu stopowi wysoką wytrzymałość, ale znacznie zmniejsza jego odporność na korozję. Aluminium 7075 łączy cynk i magnez z aluminium, tworząc wysokowytrzymały stop odporny na obciążenia naprężeniowe. Stop aluminium 6061 to stop aluminium, krzemu i magnezu. Jest to stop aluminium o średniej wytrzymałości o dobrej odporności na korozję i spawalności. Powyższe trzy koła zębate ze stopu aluminium można poddać obróbce cieplnej w celu zwiększenia ich twardości. Koła zębate ze stopu aluminium obejmują koła zębate czołowe i koła zębate śrubowe.
Zalety i wady kół zębatych ze stopu aluminium
Materiał ze stopu aluminium w przekładniach ze stopu aluminium jest uważany za materiał zrównoważony. Kluczową cechą jest to, że można go poddać recyklingowi, zachowując jednocześnie swoje oryginalne właściwości. To bardzo duża zaleta, nie tylko oszczędna, ale także korzystna dla środowiska. Ponadto koła zębate ze stopu aluminium mają również zaletę odporności na korozję. Gdy stop aluminium zostanie wystawiony na działanie powietrza, na jego powierzchni utworzy się cienka warstwa tlenku glinu. Warstwa ta chroni stop aluminium przed korozją po odsłonięciu.
Koła zębate ze stopu aluminium mają wyższą wytrzymałość na rozciąganie i mniejszą wagę, zmniejszając w ten sposób masę całej konstrukcji, a tym samym zmniejszając koszty paliwa. Gdy stop aluminium zostanie wystawiony na działanie powietrza, na jego powierzchni utworzy się dodatnia warstwa tlenku, która sprawi, że będzie on odporny na korozję. Ponadto koła zębate ze stopu aluminium mają również zaletę wysokiej wytrzymałości. Wytrzymałość stopu aluminium pozwala mu zastąpić cięższe metale bez utraty wytrzymałości związanej z innymi metalami, jednocześnie korzystając z mniejszej wagi.
Aluminiowa przekładnia
Wadą kół ze stopu aluminium jest to, że ogólna wytrzymałość kół ze stopu aluminium jest gorsza niż kół ze stopu stali: chociaż chwalona za plastyczność, ta szczególna cecha aluminium może być również wadą. W porównaniu ze stalą łatwiej ją wgniecić i zarysować. Stal jest mocna i mało prawdopodobne, aby wypaczała się, odkształcała lub zginała pod jakimkolwiek ciężarem, siłą lub ciepłem.
