Šnekový převod Výběr materiálu Je to rozhodnutí o párování, nikoli rozhodnutí o komponentách

Rychlé opotřebení u správně specifikované instalace na papíře obvykle ukazuje na jeden ze tří problémů. Zaprvé, porušení diferenciálu tvrdosti: ověřte tvrdost hřídele pomocí přenosného Rockwellova testeru, spíše než se spoléhejte pouze na certifikát materiálu. Hřídel dodávaná s ocelí 40Cr, ale bez správného tepelného zpracování, může mít 35–42 HRC namísto 50–56 HRC, což ji řadí na minimum pro dostatečný diferenciál proti cínovému bronzu nebo pod něj. Zadruhé, problém s mazivem: převodový olej s aditivy EP napadá bronzové kolo. Zatřetí, kontaminace: abrazivní částice v mazivu – i když identifikujete a odstraníte zdroj, abrazivní částice, které jsou již v oleji, nadále obrušují, dokud olej nevyměníte.

Toto je chyba párování popsaná v pravidle pro rozdíl tvrdosti. Pokud je vaše šneková hřídel indukčně kalená na tvrdost C45 (50–55 HRC) nebo průběžně kalená na tvrdost 40Cr (50–56 HRC), nemůžete jednoduše nahradit hřídel ZCuAl10Fe3 bez ověření dostatečné tvrdosti hřídele. U 40Cr oproti ZCuAl10Fe3 je rozdíl tvrdosti dostatečný. U C45 oproti ZCuAl10Fe3 je rozpětí menší a mělo by být ověřeno výpočtem rizika oděru při vaší provozní kluzné rychlosti. Pokud je vaše hřídel C45 a chcete kolo z hliníkovo-železného bronzu, přejděte současně na cementovanou hřídel SCM415 – hřídel potřebuje vyšší tvrdost, aby správně fungovala s tvrdší slitinou kola.

ZCuSn12 má přibližně o 20% vyšší obsah cínu než ZCuSn10Pb1, což poskytuje mírně vyšší pevnost v tahu (~250 MPa vs. ~220 MPa) a vyšší tvrdost (~90–110 HB vs. ~65–90 HB). Proti oděru je u obou jakostí podobná. ZCuSn12 se vyplatí specifikovat, pokud potřebujete větší kapacitu, než jakou dokáže ZCuSn10Pb1 poskytnout ve stejném modulu, ale aplikace nemá rázové zatížení, které by ospravedlnilo přechod na ZCuAl10Fe3.

Pro šnekový hřídel ano – pokud není pouzdro zcela utěsněno a hřídel je vystavena pobřežní atmosféře, je správnou specifikací SS316. Pozinkovaná hřídel z uhlíkové oceli začne v mořské atmosféře docházet k důlkovým korozím během 12–18 měsíců a hřídel z SS304 během 6–24 měsíců v důsledku důlkových korozí vyvolaných chloridy. Pro šnekové kolo, pokud je kolo uvnitř utěsněného pouzdra, zůstává přijatelným cínový bronz ZCuSn10Pb1 – bronz dobře odolává korozi v mořské atmosféře. Pokud je přímo vystaven solné mlze, je hliníkovo-železný bronz ZCuAl10Fe3 odolnější vůči mořskému biologickému znečištění a mezikrystalové korozi, která se v cínovém bronzu vyvíjí při opakovaném cyklování mokro-sucho.

Náhrada materiálů v dodavatelském řetězci je častější, než inženýři očekávají, zejména u hřídelí zakoupených prostřednictvím zprostředkujících distributorů. Hřídel C45 a hřídel 40Cr vypadají před tepelným zpracováním identicky. Zkouška tvrdosti potvrzuje dosaženou tvrdost, ale nikoli slitinu – C45 je možné tepelně zpracovat na 50 HRC indukčním kalením, zatímco datový list uvádí 40Cr prokalený na 52 HRC. Rozdíl se projeví v hloubce pouzdra a únavové životnosti. Certifikát materiálu pro číslo tavby valcování prokazuje složení slitiny – nejen výslednou tvrdost.

Ano, a je to významné u větších velikostí modulů. Cínový bronz ZCuSn10Pb1 je relativně drahá slitina mědi – u modulu M6 a výše může být kolo hlavní nákladovou složkou soukolí. Od nejnižší po nejvyšší cenu: POM/PA66 < manganová mosaz < ZCuAl10Fe3 < ZCuSn10Pb1 < SS316. Upozorňujeme, že náklady na materiál tvoří zlomek celkových nákladů na instalaci – specifikace nesprávného materiálu a výměna ozubeného kola každých 6 měsíců stojí mnohem více než jednorázová správná specifikace.

Rozdíl v životnosti je obvykle 10:1 nebo větší. Správně specifikovaná sada vykazuje postupné, kontrolované opotřebení boků zubů kola po tisíce hodin, měřitelné počtem částic v oleji, s dostatečným varováním před překročením rozměrových limitů. Nesprávně specifikovaná sada – nesprávný rozdíl tvrdosti, nesprávné mazivo, kontaminace – obvykle selže v důsledku odírání nebo rychlého abrazivního opotřebení během 200–500 hodin.

Nepravidelný provoz zvyšuje pravděpodobnost selhání mezního mazání, nikoli snižuje. Pokaždé, když se pohon znovu rozběhne z klidu, síť pracuje v režimu mezního mazání – bez hydrodynamického filmu – po dobu prvních několika sekund až minut, dokud provozní teplota a kluzná rychlost film nevytvoří. Pohon, který se často spouští a zastavuje, zažívá proporcionálně větší mezní mazání v poměru k celkové době chodu. Vlastnost mezního mazání v olovnaté fázi u kola z cínového bronzu je obzvláště cenná v přerušovaných aplikacích. Nikdy nedovozujte z toho, že zřídka používaná aplikace může tolerovat nižší specifikaci materiálu.