Šnekový prevod Výber materiálu Je to rozhodnutie o párovaní, nie rozhodnutie o komponentoch

Rýchle opotrebovanie v správne špecifikovanej inštalácii na papieri zvyčajne poukazuje na jeden z troch problémov. Po prvé, porušenie rozdielu tvrdosti: overte tvrdosť hriadeľa prenosným Rockwellovým testerom, namiesto toho, aby ste sa spoliehali iba na certifikát materiálu. Hriadeľ dodávaný ako 40Cr, ale nie správne tepelne spracovaný, môže mať 35 – 42 HRC namiesto 50 – 56 HRC, čo ho posúva na minimum alebo pod minimum pre primeraný rozdiel tvrdosti voči cínovému bronzu. Po druhé, problém s mazivom: prevodový olej s prísadami EP napáda bronzové koleso. Po tretie, kontaminácia: abrazívne častice v mazive – aj keď identifikujete a odstránite zdroj, abrazívne častice, ktoré sú už v oleji, naďalej obrusujú, kým sa olej nevymení.

Toto je chyba párovania opísaná v pravidle rozdielu tvrdosti. Ak je váš závitovkový hriadeľ indukčne kalený z tvrdosti C45 (50 – 55 HRC) alebo kalený cez tvrdosť 40Cr (50 – 56 HRC), nemôžete jednoducho nahradiť ZCuAl10Fe3 bez overenia, či je tvrdosť hriadeľa dostatočná. Pri 40Cr oproti ZCuAl10Fe3 je rozdiel tvrdosti dostatočný. Pri C45 oproti ZCuAl10Fe3 je rozdiel užší a mal by sa overiť výpočtom rizika oderu pri vašej prevádzkovej rýchlosti posuvu. Ak je váš hriadeľ z tvrdosti C45 a chcete koleso z hliníkovo-železného bronzu, zároveň prejdite na cementovaný hriadeľ SCM415 – hriadeľ potrebuje vyššiu tvrdosť, aby správne fungoval s tvrdšou zliatinou kolesa.

ZCuSn12 má približne o 20% vyšší obsah cínu ako ZCuSn10Pb1, čo poskytuje mierne vyššiu pevnosť v ťahu (~250 MPa oproti ~220 MPa) a vyššiu tvrdosť (~90–110 HB oproti ~65–90 HB). Protioderová účinnosť z olovenej fázy je u oboch typov podobná. ZCuSn12 sa oplatí špecifikovať, keď potrebujete väčšiu kapacitu, ako dokáže ZCuSn10Pb1 poskytnúť v rovnakom module, ale aplikácia nemá rázové zaťaženie, ktoré by odôvodňovalo prechod na ZCuAl10Fe3.

Pre závitovkový hriadeľ áno – ak nie je puzdro úplne utesnené a hriadeľ je vystavený pobrežnej atmosfére, správnou špecifikáciou je SS316. Pozinkovaný hriadeľ z uhlíkovej ocele začne v morskej atmosfére podliehať jamkovej korózii v priebehu 12 – 18 mesiacov a hriadeľ z SS304 v priebehu 6 – 24 mesiacov v dôsledku jamkovej korózie spôsobenej chloridmi. Pre závitovkové koleso, ak je koleso vo vnútri utesneného puzdra, zostáva prijateľným cínový bronz ZCuSn10Pb1 – bronz dobre odoláva korózii v morskej atmosfére. Ak je priamo vystavený soľnej hmle, hliníkovo-železný bronz ZCuAl10Fe3 je odolnejší voči morskému biologickému znečisteniu a medzikryštalickej korózii, ktorá sa v cínovom bronze vyvíja pri opakovaných cykloch mokro-suchý.

Zámena materiálov v dodávateľskom reťazci je bežnejšia, ako inžinieri očakávajú, najmä pri hriadeľoch zakúpených prostredníctvom sprostredkovateľských distribútorov. Hriadeľ C45 a hriadeľ 40Cr vyzerajú pred tepelným spracovaním identicky. Skúška tvrdosti potvrdzuje dosiahnutú tvrdosť, ale nie zliatinu – C45 je možné tepelne spracovať na 50 HRC indukčným kalením, zatiaľ čo v technickom liste je uvedené, že 40Cr je prekalená na 52 HRC. Rozdiel sa prejavuje v hĺbke kalenia a únavovej životnosti. Certifikát materiálu pre číslo tavenia valcovania preukazuje zloženie zliatiny – nielen výslednú tvrdosť.

Áno, a je to významné pri väčších veľkostiach modulov. Cínový bronz ZCuSn10Pb1 je relatívne drahá zliatina medi – pri module M6 a vyššom môže byť koleso hlavnou nákladovou súčasťou ozubeného kolesa. Od najnižšej po najvyššiu cenu: POM/PA66 < mangánová mosadz < ZCuAl10Fe3 < ZCuSn10Pb1 < SS316. Upozorňujeme, že náklady na materiál tvoria zlomok celkových nákladov na inštaláciu – špecifikovanie nesprávneho materiálu a výmena ozubeného kolesa každých 6 mesiacov stojí oveľa viac ako jednorazové správne špecifikovanie.

Rozdiel v životnosti je typicky 10:1 alebo väčší. Správne špecifikovaná sada vykazuje postupné, kontrolované opotrebovanie bokov zubov kolesa počas tisícok hodín, merateľné počtom častíc v analýze oleja, s dostatočným varovaním pred prekročením rozmerových limitov. Nesprávne špecifikovaná sada – nesprávny rozdiel tvrdosti, nesprávne mazivo, kontaminácia – zvyčajne zlyhá v dôsledku odierania alebo rýchleho abrazívneho opotrebenia v priebehu 200 – 500 hodín.

Nepravidelná prevádzka zvyšuje pravdepodobnosť poruchy hraničného mazania, nie znižuje. Vždy, keď sa pohon reštartuje z pokoja, sieť pracuje v režime hraničného mazania – bez hydrodynamického filmu – počas prvých niekoľkých sekúnd až minút, kým prevádzková teplota a rýchlosť posuvu nevytvoria film. Pohon, ktorý sa často spúšťa a zastavuje, zažíva úmerne viac hraničného mazania v porovnaní s celkovým časom prevádzky. Vlastnosť hraničného mazania v olovenej fáze kolesa z cínového bronzu je obzvlášť cenná v prerušovaných aplikáciách. Nikdy neusudzujte, že zriedkavo používaná aplikácia môže tolerovať nižšiu špecifikáciu materiálu.