Koła zębate plastikowe – hit czy kit?
Wybór inżynierów i producentów w wielu zastosowaniach to różnego rodzaju koła zębate plastikowe. Te specjalne komponenty są często znajdowane i używane w maszynach. Niezależnie od tego, czy są używane w określonych procesach, czy w samych produktach końcowych, okazują się lepsze od swoich metalowych odpowiedników.
Koła zębate z plastiku bądź metalu doświadczają różnych kontaktów pod obciążeniem. Metalowe koła zębate są głównie w kontakcie liniowym, jeden ząb na siatkę. Jednak plastikowe zęby mają rozwiniętą powierzchnię, która jest kształtowana przez obciążenie w celu rozłożenia nacisku na większą powierzchnię i umożliwienia kontaktu między sąsiednimi zębami. Zapewnia to rozkład obciążenia między zębami i pomaga
przedłużyć żywotność plastikowych kół zębatych w niektórych zastosowaniach, zwłaszcza przy dużych obciążeniach udarowych i stosunkowo niskich obciążeniach ciągłych.
Koła zębate plastikowe mają mniejszą wagę oznacza to, że mają one również mniejszą bezwładność niż ich metalowe odpowiedniki, co jest niezbędne w lotnictwie i niektórych zastosowaniach wojskowych. Większość plastikowych kół zębatych może pracować bez smarowania lub być osadzona w środku smarnym, takim jak grafit, silikon lub PTFE. Jednak niektóre warunki pracy wymagają smarowania. Wybierając smar do plastikowych skrzyń biegów, należy wziąć pod uwagę warunki środowiskowe, obciążenie i prędkość roboczą kół zębatych. Jeśli smar nie jest kompatybilny z tworzywem sztucznym, mogą wystąpić pęknięcia naprężeniowe, a nawet uszkodzenia tworzywa sztucznego.
Zakres tworzyw sztucznych odpowiednich do zastosowań jest szeroki, ale powszechnie wybierane są nylon, acetylen, poliwęglan, siarczek polifenylenu i poliuretan. Dodatek włókna szklanego może poprawić sztywność i przewodność cieplną niektórych materiałów, chociaż zmniejsza wytrzymałość zmęczeniową materiału. Chcąc uzyskać lepszą wytrzymałość zębów i niższe koszty w porównaniu do obróbki skrawaniem – koła zębate z tworzyw sztucznych mogą być obrabiane metodą wtrysku. Jednak zestawy z tworzyw sztucznych obrabiane maszynowo mogą być produkowane w celu spełnienia wyższych standardów jakości AGMA niż wersje formowane wtryskowe.
Plastikowe rodzaje narzędzi:
• Plastikowy stojak i zębnik.
• Plastikowa przekładnia ślimakowa.
• Plastikowe koło zębate stożkowe.
• Plastikowe koła zębate śrubowe.
• Plastikowe koła zębate ukośne.
• Plastikowe wewnętrzne koło koronowe.
• Plastikowe koło zębate.
• Plastikowe koło zębate.
• Plastikowa śruba ślimakowa.
Koła zębate polimerowe:
• Przekładnie acetalowe/Delrin – przekładnia czołowa z acetalu, przekładnia czołowa z delrinu
• Nylonowe koła zębate — nylonowa przekładnia czołowa, nylonowa przekładnia ślimakowa, nylonowa przekładnia stożkowa, nylonowe koła zębate, nylonowa zębatka, nylonowe koła zębate
• Koła zębate HDPE
• Koła zębate Tufnol
Wśród cech odpowiedzialnych za duży wzrost zużycia plastikowych narzędzi, prawdopodobnie najważniejsze są:
• Efektywność kosztowa procesu wtrysku.
• Eliminacja operacji obróbki; możliwość produkcji z wkładkami i integralnymi projektami.
• Niska gęstość: lekka, niska bezwładność.
• Jednolitość części.
• Zdolność do pochłaniania wstrząsów i wibracji.
• Zdolność do pracy z minimalnym lub bez smarowania.
• Stosunkowo niski współczynnik tarcia.
• Odporność na korozję.
• Cisza działania.
• Tolerancje często są mniej krytyczne niż w przypadku metalowych kół zębatych, częściowo ze względu na ich większą sprężystość.
• Spójność z tendencją do większego wykorzystania obudów z tworzyw sztucznych i innych komponentów.
Wybór kątów ciśnienia i modułów:
• W przekładniach plastikowych stosowane są kąty nacisku 14,5°, 20° i 25°.
• Kąt nacisku 20° jest zwykle preferowany ze względu na mocniejszy ząb
kształt i zmniejszone podcinanie w porównaniu z systemem kąta nacisku 14,5°.
• Kąt nacisku 25° ma najwyższą nośność zdolność, ale jest bardziej wrażliwy na zmiany odległości od środka, a zatem działa mniej cicho.
Ustalenie odpowiedniego kroku modułu lub średnicy jest kompromisem między wieloma różnymi wymaganiami projektowymi. Większy chwyt wiąże się z większymi i mocniejszymi zębami. Koła zębate plastikowe jednak przy danej średnicy podziałki mają mniejszą liczbę zębów i odpowiednio większe prawdopodobieństwo podcięcia. Większe zęby mają tendencję do większego poślizgu niż mniejsze zęby. Z drugiej strony, mniejsze podziałki związane z mniejszymi zębami mają tendencję do zapewniania większego rozkładu obciążenia ze względu na kompatybilność kół
z tworzywa sztucznego.
