Ideaalse materjali leidmine hammasrataste jaoks

Käikude projekteerimisel ja tootmisel sõltuvad kasutatavad materjalid sellest, millist tüüpi käiku valmistatakse ning kuidas ja kus seda kasutatakse.

Käigukonstruktsioonides kasutatakse tavaliselt palju erinevaid tooraineid ja igal materjalil on parimad mehaanilised omadused ning see on parim valik.Peamised materjalikategooriad on vasesulamid, rauasulamid, alumiiniumisulamid ja termoplastid.

1. Vasesulamid

⚙️Millalhammasratta kujundaminemis puutub kokku söövitava keskkonnaga või peab olema mittemagnetiline, on vasesulam tavaliselt parim valik.

⚙️Kolm kõige levinumat hammasratastes kasutatavat vasesulamit on messing, fosforpronks ja alumiiniumpronks.

⚙️Messingisulamist hammasrattad on tavaliselt valmistatudhammasrattadja riiulid ning neid kasutatakse madala koormusega keskkondades.

⚙️Fosforpronks parandab sulami kulumiskindlust ja jäikust. Suurem korrosiooni- ja kulumiskindlus muudavad fosforpronksist sulamid suurepäraseks valikuks suure hõõrdumisega ajamikomponentide jaoks. Näide:ussiülekanne

⚙️Alumiiniumpronks on kolmas vasesulam, mida hammasratastes kasutatakse. Alumiiniumpronksisulamitel on suurem kulumiskindlus kui fosforpronksisulamitel ja ka parem korrosioonikindlus. Tüüpiliste alumiiniumpronksisulamitest toodetud hammasrataste hulka kuuluvad risthammasrattad (spiraalhammasrattad) ja usshammasrattad.

2. Rauasulamid

⚙️Kui akäigukasti disainnõuab ülimat materjali tugevust, on rauasulamid parim valik. Toorelt saab hallmalmi valada ja hammasratasteks freesida.

⚙️Terasulam jaguneb neljaks peamiseks nimetuseks: süsinikteras, legeerteras, roostevaba teras ja tööriistateras. Süsinikterasest sulameid kasutatakse peaaegu igat tüüpi hammasrataste jaoks, kuna neid on lihtne töödelda, neil on hea kulumiskindlus, neid saab karastada, need on laialdaselt saadaval ja suhteliselt odavad.

⚙️Süsinikterase sulameid saab omakorda liigitada pehmeks teraseks, keskmise süsinikusisaldusega teraseks ja kõrge süsinikusisaldusega teraseks. Pehmete teraste sulamite süsinikusisaldus on alla 0,30%. Kõrge süsinikusisaldusega teraste sulamite süsinikusisaldus on üle 0,60% ja keskmise süsinikusisaldusega terased jäävad nende vahepeale. Need terased on hea valik...hammasrattad, spiraalsed hammasrattad, käigukastid,kaldhammasrattad ja ussid.

3. Alumiiniumsulamid

⚙️Alumiiniumsulamid on hea alternatiiv rauasulamitele rakendustes, kus on vaja suurt tugevuse ja kaalu suhet. Passiveerimisena tuntud pinnaviimistlus kaitseb alumiiniumisulameid oksüdeerumise ja korrosiooni eest.

⚙️Alumiiniumsulameid ei saa kasutada kõrge temperatuuriga keskkondades, kuna need hakkavad deformeeruma temperatuuril 400°F. Hammasratastes kasutatakse tavaliselt alumiiniumisulameid 2024, 6061 ja 7075.

⚙️Kõiki neid kolme alumiiniumisulamit saab kõvaduse parandamiseks kuumtöödelda. Alumiiniumsulamitest valmistatud hammasrattad hõlmavad järgmisthammasrattad, spiraalsed hammasrattad, sirgete hammastega kaldhammasrattadja käigukastid.

4. Termoplastid

⚙️Termoplastid on parim valik hammasrataste jaoks, mille puhul kaal on kõige olulisem kriteerium. Plastist hammasrattaid saab töödelda nagu metallhammasrattaid; mõned termoplastsed materjalid sobivad aga paremini survevalu teel tootmiseks. Üks levinumaid survevalu teel valmistatud termoplaste on atsetaal. Seda materjali tuntakse ka kui (POM). Hammasrattaid saab valmistada mõlemast polümeerist. Need võivad ollahammasrattad, spiraalsed hammasrattad, ussirattad, kaldhammasrattadja käigukastid.