Wormwieloverbrenging Materiaalselectie Het betreft een koppelingsbeslissing, geen componentbeslissing.

Snelle slijtage in een installatie die volgens de specificaties correct is, wijst meestal op een van de volgende drie problemen. Ten eerste, schending van het hardheidsverschil: controleer de hardheid van de as met een draagbare Rockwell-meter in plaats van alleen op het materiaalcertificaat te vertrouwen. Een as die als 40Cr wordt geleverd, maar niet correct is warmtebehandeld, kan een hardheid hebben van 35-42 HRC in plaats van 50-56 HRC, waardoor deze onder of gelijk is aan het minimum voor een adequaat hardheidsverschil ten opzichte van tinbrons. Ten tweede, smeermiddelprobleem: tandwielolie met EP-additieven tast het bronzen wiel aan. Ten derde, verontreiniging: schurende deeltjes in het smeermiddel – zelfs als u de bron identificeert en verwijdert, blijven de schurende deeltjes in de olie slijtage veroorzaken totdat de olie wordt ververst.

Dit is de fout die wordt beschreven in de regel voor het hardheidsverschil. Als uw wormas inductief gehard is met C45 (50-55 HRC) of doorgehard met 40Cr (50-56 HRC), kunt u deze niet zomaar vervangen door ZCuAl10Fe3 zonder te controleren of de hardheid van de as voldoende is. Bij 40Cr ten opzichte van ZCuAl10Fe3 is het hardheidsverschil voldoende. Bij C45 ten opzichte van ZCuAl10Fe3 is de marge kleiner en moet dit worden gecontroleerd met een risicoberekening voor slijtage bij uw bedrijfssnelheid. Als uw as C45 is en u een aluminium-ijzerbrons wiel wilt, upgrade dan tegelijkertijd naar een gecarburiseerde SCM415-as – de as heeft de hogere hardheid nodig om correct te functioneren met de hardere wiellegering.

ZCuSn12 heeft een ongeveer 20% hoger tingehalte dan ZCuSn10Pb1, wat resulteert in een iets hogere treksterkte (~250 MPa versus ~220 MPa) en een hogere hardheid (~90–110 HB versus ~65–90 HB). De slijtvastheid van de loodfase is vergelijkbaar tussen de twee kwaliteiten. ZCuSn12 is een goede keuze wanneer u meer capaciteit nodig hebt dan ZCuSn10Pb1 kan bieden bij dezelfde module, maar de toepassing geen schokbelasting kent die een overstap naar ZCuAl10Fe3 zou rechtvaardigen.

Voor de wormas geldt: ja, als de behuizing niet volledig is afgedicht en de as is blootgesteld aan de kustatmosfeer, is SS316 de juiste specificatie. Een verzinkte koolstofstalen as zal binnen 12-18 maanden putcorrosie vertonen in een maritieme atmosfeer, en een SS304-as binnen 6-24 maanden als gevolg van chloride-geïnduceerde putcorrosie. Voor het wormwiel geldt dat als het wiel zich in een afgedichte behuizing bevindt, ZCuSn10Pb1 tinbrons nog steeds acceptabel is – brons is goed bestand tegen corrosie in een maritieme atmosfeer. Bij directe blootstelling aan zoutnevel is ZCuAl10Fe3 aluminium-ijzerbrons beter bestand tegen de aangroei van zeeorganismen en intergranulaire corrosie die zich in tinbrons ontwikkelt bij herhaaldelijke nat-droogcycli.

Materiaalvervanging in de toeleveringsketen komt vaker voor dan ingenieurs denken, met name bij assen die via tussenhandelaren worden aangeschaft. Een C45-as en een 40Cr-as zien er vóór de warmtebehandeling identiek uit. Een hardheidstest bevestigt de bereikte hardheid, maar niet de legering – het is mogelijk om C45 door inductieharding tot 50 HRC te harden, terwijl de specificaties voor 40Cr een doorgeharde hardheid van 52 HRC aangeven. Het verschil is merkbaar in de hardingsdiepte en de vermoeiingslevensduur. Een materiaalcertificaat met het bijbehorende walsnummer bewijst de legeringssamenstelling – niet alleen de hardheidsuitslag.

Ja, en dat is vooral significant bij grotere moduleformaten. Tinbrons ZCuSn10Pb1 is een relatief dure koperlegering — bij module M6 en hoger kan het tandwiel een aanzienlijk deel van de totale kosten van de tandwielset uitmaken. Van laagste naar hoogste kosten: POM/PA66 < mangaanmessing < ZCuAl10Fe3 < ZCuSn10Pb1 < SS316. Houd er rekening mee dat de materiaalkosten slechts een fractie van de totale installatiekosten uitmaken — het specificeren van het verkeerde materiaal en het om de zes maanden vervangen van de tandwielset kost veel meer dan het in één keer correct specificeren.

Het verschil in levensduur is doorgaans 10:1 of groter. Een correct gespecificeerde set vertoont geleidelijke, gecontroleerde slijtage van de tandflanken van het wiel gedurende duizenden uren, meetbaar door middel van olieanalyse van de deeltjesaantallen, met voldoende waarschuwing voordat de maattoleranties worden overschreden. Een onjuist gespecificeerde set – verkeerd hardheidsverschil, verkeerd smeermiddel, vervuiling – begeeft het doorgaans door schuren of snelle abrasieve slijtage binnen 200-500 uur.

Onregelmatig gebruik vergroot de kans op falen door grenslaagsmering, niet verkleint deze. Elke keer dat de aandrijving vanuit stilstand opnieuw opstart, werkt het tandwiel de eerste paar seconden tot minuten met grenslaagsmering – zonder hydrodynamische film – totdat de bedrijfstemperatuur en glijsnelheid de film opbouwen. Een aandrijving die frequent start en stopt, ondervindt naar verhouding meer grenslaagsmering ten opzichte van de totale looptijd. De grenslaagsmering van de loodfase in het tinbrons tandwiel is met name waardevol bij intermitterende toepassingen. Ga er nooit vanuit dat een toepassing die zelden wordt gebruikt, een lagere materiaalspecificatie kan verdragen.