Червячна предавка Избор на материал Решение за сдвояване, а не за компонентно решение

Бързото износване при правилно специфицирана на хартия инсталация обикновено сочи към един от три проблема. Първо, нарушение на диференциала на твърдост: проверете твърдостта на вала с преносим тестер за Rockwell, вместо да разчитате само на сертификата за материал. Вал, доставен като 40Cr, но неправилно термично обработен, може да е 35–42 HRC, а не 50–56 HRC, което го поставя на или под минималната стойност за адекватен диференциал спрямо калаен бронз. Второ, проблем със смазката: трансмисионно масло с EP добавки, атакуващо бронзовото колело. Трето, замърсяване: абразивни частици в смазката — дори ако идентифицирате и отстраните източника, абразивните частици, които вече са в маслото, продължават да се износват, докато маслото не бъде сменено.

Това е грешката при сдвояване, описана в правилото за разликата в твърдостта. Ако вашият червячен вал е индукционно закален C45 (50–55 HRC) или 40Cr напълно закален (50–56 HRC), не можете просто да замените ZCuAl10Fe3, без да проверите дали твърдостта на вала е адекватна. При 40Cr спрямо ZCuAl10Fe3, разликата в твърдостта е достатъчна. При C45 спрямо ZCuAl10Fe3, границата е по-малка и трябва да се провери с изчисление на риска от износване при вашата работна скорост на плъзгане. Ако вашият вал е C45 и искате колело от алуминий-желязо бронз, едновременно с това надстройте до карбуризиран вал SCM415 - валът се нуждае от по-висока твърдост, за да работи правилно с по-твърдата сплав на колелото.

ZCuSn12 има приблизително с 20% по-високо съдържание на калай от ZCuSn10Pb1, което осигурява малко по-висока якост на опън (~250 MPa срещу ~220 MPa) и по-висока твърдост (~90–110 HB срещу ~65–90 HB). Противоабразивните свойства на водещата фаза са сходни между двата класа. ZCuSn12 си струва да се посочи, когато се нуждаете от по-голям капацитет, отколкото ZCuSn10Pb1 може да осигури в същия модул, но приложението няма ударно натоварване, което би оправдало преминаването към ZCuAl10Fe3.

За червячния вал, да — ако корпусът не е напълно уплътнен и валът е изложен на крайбрежната атмосфера, SS316 е правилната спецификация. Поцинкован вал от въглеродна стомана ще започне да се точкова корозия в рамките на 12–18 месеца в морска атмосфера, а вал от SS304 — в рамките на 6–24 месеца поради точкова корозия, предизвикана от хлориди. За червячното колело, ако колелото е в запечатан корпус, калаеният бронз ZCuSn10Pb1 остава приемлив — бронзът е устойчив на корозия в морската атмосфера. Ако е директно изложен на солен спрей, алуминиево-железният бронз ZCuAl10Fe3 е по-устойчив на морско биообрастване и междукристална корозия, която се развива в калаения бронз при многократно циклично мокро-сухо охлаждане.

Заместването на материали във веригата за доставки е по-често срещано, отколкото инженерите очакват, особено за валове, закупени чрез посреднически дистрибутори. Вал C45 и вал 40Cr изглеждат еднакво преди термична обработка. Тест за твърдост потвърждава постигнатата твърдост, но не и сплавта - възможно е C45 да се термично обработи до 50 HRC чрез индукционно закаляване, докато в информационния лист е посочено 40Cr, закален до 52 HRC. Разликата се проявява в дълбочината на корпуса и дълготрайността на умора. Сертификат за материал за номер на термична обработка на фрезоване доказва състава на сплавта, а не само резултата от твърдостта.

Да, и това е значително при по-големи размери на модулите. Калаеният бронз ZCuSn10Pb1 е сравнително скъпа медна сплав — при модул M6 и по-висок, колелото може да бъде основен компонент от разходите за зъбното колело. От най-ниската до най-високата цена: POM/PA66 < манганов месинг < ZCuAl10Fe3 < ZCuSn10Pb1 < SS316. Обърнете внимание, че цената на материала е малка част от общите разходи за монтаж — посочването на грешен материал и подмяната на зъбното колело на всеки 6 месеца струва много повече от правилното посочване веднъж.

Разликата в експлоатационния живот обикновено е 10:1 или повече. Правилно специфицираният комплект показва постепенно, контролирано износване на страничните повърхности на зъбите на колелото в продължение на хиляди часове, измеримо чрез анализ на маслото и броя на частиците, с достатъчно предупреждение преди да бъдат превишени размерните граници. Неправилно специфицираният комплект — грешна разлика в твърдостта, грешна смазка, замърсяване — обикновено се поврежда от износване или бързо абразивно износване в рамките на 200–500 часа.

Нередовната работа прави режима на повреда на граничното смазване по-вероятен, а не по-малко. Всеки път, когато задвижването се рестартира от покой, мрежата работи в режим на гранично смазване - без хидродинамичен филм - през първите няколко секунди до минути, докато работната температура и скоростта на плъзгане изградят филма. Задвижване, което стартира и спира често, изпитва пропорционално повече гранично смазване спрямо общото си време на работа. Свойството на гранично смазване във водеща фаза на колелото от калаен бронз е особено ценно при периодични приложения. Никога не правете заключението, че рядко използвано приложение може да толерира по-ниска спецификация на материала.