Kugghjul är komponenter i kraftöverföringssystemet. Alla drivna maskinelement styrs av växlar som styr vridmoment, hastighet och rotationsriktning. Det finns många krångligheter med de olika typerna av växlar. Faktum är att valet av redskapstyper inte är en lätt process. Det beror på många överväganden. Påverkande faktorer inkluderar fysiskt utrymme och axelarrangemang, utväxling, belastning, noggrannhet och kvalitetsnivå.
Många växlar skapas med olika material och med varierande prestandakriterier beroende på industriell användning. Dessa växlar finns i en mängd olika kapaciteter, storlekar och hastighetsförhållanden. Huvudfunktionen är dock att omvandla drivmotorns ingång till en utgång med högt vridmoment och lågt varvtal. Dessa redskapsfamiljer har applikationer som sträcker sig från jordbruk till flyg.
Utväxlingsmaterial
Många olika typer av stål, brons, gjutjärn, mässing, segjärn, aluminium, pulverformiga metaller och polymerer kan användas för att tillverka kugghjul. Stål är det vanligaste och mest attraktiva av dessa material, vilket ger en vinnande kombination av hög styrka-till-vikt-förhållande, god slitstyrka, förmågan att förbättra fysiska egenskaper genom värmebehandling och ett konkurrenskraftigt pris.
Dyra material garanterar kanske inte överlägsen utrustning. Aluminium, mässing, brons, polymerer, fenolmaterial, pulveriserade metaller av olika sammansättning eller rostfritt stål kan krävas för vissa applikationer. Kugghjulsmaterial klassificeras i två typer: metalliska och icke-metalliska. Polymerer, elastomerer, keramik, glas och kompositmaterial är de fem grundläggande typerna av icke-metalliska material. Metalliska material klassificeras i två typer: järnhaltiga metaller, som inkluderar stål, och icke-järnmetaller, som inkluderar brons och aluminiumlegeringar.
För att möta dessa väsentliga element finns ett brett utbud av material tillgängliga. Materialen som används i redskap kan variera från trä till moderna syntetiska material, såväl som järnhaltiga metaller, icke-järnmetaller, pulverformiga metaller och plaster. Stentillverkade gamla kugghjul har också upptäckts. Materialet som används påverkar lastbärande förmåga, styrka, gropmotstånd, livslängd och kostnad för växeln.
Hur man väljer ett redskapsmaterial
Först bör växelmaterialet väljas utifrån applikationens funktion. Utformningen av en exakt gjord växel kommer att misslyckas om materialet inte är lämpligt för den nödvändiga uppgiften. Materialet som väljs kommer att påverka produktionsprocessen.
Beslutet kommer att baseras på service, tillverkning och ekonomiska behov. Kugghjul, enkelt uttryckt, överför kraft eller rörelse. Stål används i de allra flesta kraftöverföringsväxlar. Snäckväxlar i stål för användning med bronsväxlar och plast för effektminskning är undantagen. De flesta växlar förväntas bära tunga belastningar och kommer att kräva värmebehandling för att förbättra styrkan och slitstyrkan. Plast eller icke-järnmaterial används vanligtvis för att göra växlar med endast rörelse.
Valet av växelmaterial är svårt och måste kopplas till applikationens unika belastnings- och livslängdskrav. Materialkompatibiliteten, den kemiska sammansättningen, sammansättningen, mekaniska egenskaperna och kostnaden för matchningsutrustningen måste alla beaktas. Korrosionsbeständighet och elektriska eller magnetiska egenskaper kan krävas beroende på växelapplikationsmaterialet.
