Выбор правильного материала шестерни — ключ к достижению максимальной производительности и срока службы мотор-редукторов. В этой статье рассматриваются ключевые факторы, влияющие на редукторы, включая механические свойства, стоимость и конкретные требования к применению, что предоставляет ценную информацию инженерам и покупателям. Цена мотор-редуктора определяется материалом редуктора, технологией производства и типом двигателя постоянного тока, а материал шестерни является ключевым фактором, влияющим на стоимость единицы продукции.
Свяжитесь с нашими инженерами по продажам прямо сейчас, чтобы узнать больше о трансмиссионных материалах..
Как материал редуктора влияет на мотор-редуктор?
На производительность редуктора влияет множество факторов, среди которых выбор материала является важнейшим. Разные материалы обладают разными характеристиками и преимуществами, и правильный выбор материала может улучшить производительность и продлить срок службы редуктора.
Какие основные факторы влияют на производительность редуктора?
К основным факторам относятся передаточное отношение, размер шестерни, угол зацепления, количество зубьев, твёрдость шестерни и материал. Материал — один из важнейших факторов редуктора, напрямую влияющий на его прочность, твёрдость, износостойкость, коррозионную стойкость и срок службы.
Распространенные материалы редукторов и их характеристики
Для изготовления редукторов обычно используются такие материалы, как углеродистая сталь, легированная сталь, чугун, нержавеющая сталь, пластик и т. д. Каждый материал имеет свои характеристики и области применения.
Углеродистая сталь: обладает высокой прочностью и твердостью, имеет низкую стоимость, подходит для редукторов средней и низкой скорости.
легированная сталь: Обладает повышенной прочностью и твёрдостью, лучшей износостойкостью и коррозионной стойкостью, но стоит дороже. Подходит для высоконагруженных, высокоскоростных и прецизионных редукторов.
чугун: Обладает хорошими амортизационными свойствами и шумоподавлением, имеет умеренную цену, подходит для низкоскоростных, высокоточных редукторов с большой нагрузкой.
Нержавеющая сталь: с отличной коррозионной стойкостью, подходит для редукторов, работающих во влажных и коррозионных средах.
Медь: Обладает определенной прочностью и шумоподавлением. Пластик: Обладает хорошей самосмазкой и шумоподавлением, низкой стоимостью, подходит для редукторов с низкой нагрузкой и низкой точностью.
Как выбрать правильный материал для улучшения характеристик редуктора?
Выбор подходящих материалов может улучшить эксплуатационные характеристики редуктора и повысить его экономическую эффективность. При выборе материалов следует учитывать различные факторы, включая условия эксплуатации, рабочую среду, требуемые эксплуатационные характеристики, производственные затраты и расходы на техническое обслуживание.
Как правило, сначала следует определить условия эксплуатации и требования, а затем выбрать соответствующие материалы. Например, для редуктора с высокими требованиями к нагрузке, скорости и точности можно выбрать легированную сталь или другие высокопрочные и твёрдые материалы, а для редуктора с низкой нагрузкой и точностью – углеродистую сталь, пластик и другие материалы. Кроме того, необходимо учитывать такие факторы, как стоимость производства и обслуживания, чтобы выбор материала не приводил к чрезмерному увеличению стоимости производства и обслуживания.
Сверхвысокая точность: Уровень точности: 2–3. Зубчатые передачи для высокоскоростных передач или передач, требующих особой безопасности и надежности при больших нагрузках, должны изготавливаться с использованием специальных методов обработки.
Высокая точность: Уровень точности: 4-5. В основном применяется для турбинных зубчатых передач, авиационных зубчатых передач, высокоточных приводных цепей и промышленных зубчатых передач, работающих в опасных условиях. Они требуют шлифования.
Высокая точность: Уровень точности: 6-7. В основном используется для среднескоростных промышленных передач и передач транспортных средств, требующих безопасной и надежной эксплуатации. Обработка обычно выполняется шлифованием, зубофрезерованием или высокоточными зубофрезерными станками.
Средняя точность: Класс точности: 8-9. Зубчатые передачи для общего транспортного оборудования и тихоходные передачи для автомобильной промышленности. Обрабатываются обычно методами зубофрезерования, червячной обработки или шевингования.
Низкая точность: Класс 10-11. Для тихоходных передач. Изготавливаются с использованием обычных методов зубофрезерования или зубофрезерования, либо обрабатываются на относительно старых станках с более низкими эксплуатационными требованиями.
Низкая точность: Уровень точности: 12. Используется для некоторых неважных тихоходных передач, приводов малой твёрдости, вспомогательных передач и игрушечных передач. Обычно это литые или небольшие кованые шестерни.
Класс точности обычных зубчатых передач — 7, а класс точности прецизионных передач — 5–6, при этом при термообработке часто требуется высокочастотная закалка поверхности зубьев.
Введение 4 видов процесса обработки зубчатых колес
Различные материалы требуют разных процессов обработки. Здесь представлены несколько различных процессов обработки зубчатых передач:
а. Механическая обработка: более высокая точность
Механические зубчатые колеса изготавливаются путем формования и придания исходным материалам желаемой формы и размера зубчатого колеса с помощью таких процессов, как резка и шлифование.
Преимущество механической обработки
Обработанные на станке зубчатые колеса обладают высокой универсальностью, поскольку их можно использовать с различными материалами, что делает их пригодными для широкого спектра применений. Они обладают широкими возможностями адаптации, позволяющими изменять форму и размеры зубчатых колес в соответствии с требованиями заказчика, обеспечивая большую гибкость. Они подходят для изделий с высокой плотностью крутящего момента и длительным сроком службы. Зубчатые колеса, изготовленные методом механической обработки, превосходят зубчатые колеса, изготовленные методом порошковой металлургии, по точности, запасу прочности основания зуба, запасу прочности поверхности зуба, запасу износостойкости и т. д. Поэтому они подходят для медицинского оборудования, военной и аэрокосмической техники, а также других областей применения.
Один из наших клиентов использовал шестерни, обработанные на станке с ЧПУ, для одного из своих медицинских приборов. 16-мм планетарный мотор-редуктор отвечает требованиям заказчиков по высокой точности, высокому крутящему моменту, низкому уровню шума и длительному сроку службы.
Недостатки обработки на станках с ЧПУ: ограниченная производительность и высокая цена.
Обработка на станках с ЧПУ имеет ограниченные производственные мощности и зачастую обходится дороже. Кроме того, на рынке автоматизировано производство редукторов, используемых в таких устройствах, как мотор-редукторы N20, N30, 12-вольтовые мотор-редукторы 030 и двигатели 050. Благодаря хорошим эксплуатационным характеристикам, высокой прочности и низкой стоимости, нержавеющая сталь 416 широко используется. Спрос на эти редукторы на рынке очень высок.
б. Порошковая металлургия: Это высокопроизводительный и высокоэффективный метод производства.
Порошковая металлургия — это технология формовки, при которой металлические порошки нагреваются выше температуры плавления для создания деталей с заданными свойствами. Порошковая металлургия на основе меди широко используется в производстве мотор-редукторов, обеспечивая преимущества металлообработки, решая задачи массового производства и снижая затраты. Однако при изготовлении косозубых шестерен выбор порошковой металлургии в качестве материала создаст трудности при обработке.
Преимущества порошковой металлургии зубчатых передач
Высокий коэффициент использования материала: технология порошковой металлургии позволяет достичь коэффициента использования материала более 90%, что значительно снижает себестоимость продукции.
Высокая точность: Благодаря точному контролю температуры и давления в процессе порошковой металлургии точность зубчатых передач относительно высока, работа плавная, а вибрация невелика.
Сильная способность к сложным формам: Метод порошковой металлургии позволяет изготавливать шестерни со сложной геометрической формой и функциями, которые могут отвечать особым производственным потребностям.
в) Процесс литья металла под давлением (MIM)
Металлический порошок спекается на литьевой машине при температуре высокого вакуума 1400 градусов. Металлические детали сложной структуры, высокой точности и механическими свойствами, близкими к свойствам пластин и прутков.
Преимущества MIM-технологии в производстве шестерен:
Высокая точность
Технология MIM позволяет изготавливать высокоточные детали зубчатых передач, размер, форма и качество поверхности сложной структуры зубчатых передач являются очень точными, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики и срок службы передач для удовлетворения требований применения в различных областях.
Они подходят для металлических планетарных редукторов диаметром 6 и 8 мм.
Единственным недостатком деталей MIM является их высокая цена за единицу.
г. Литье пластмасс под давлением
Для литья пластмасс под давлением обычно используется полиформальдегид (POM), обладающий самосмазывающимися свойствами. Следует отметить, что для предотвращения ослабления пластиковой шестерни из-за теплового расширения на высокой скорости вал мотор-редуктора диаметром 6 мм должен быть рифленым или D-образным. Такие валы подходят только для недорогих редукторов с низкой точностью и низкой нагрузкой.
Обычно экономичным решением являются шестерни, изготовленные из литьевых конструкционных пластиков, таких как полиоксиметилен (POM) или жидкокристаллический полимер (LCP). Для снижения нагрузки на эти шестерни предпочтительнее использовать малогабаритный планетарный редуктор, поскольку каждая шестерня имеет больше точек зацепления.
Чтобы узнать больше, пожалуйста, посетите нашу страницу 6-миллиметровые планетарные мотор-редукторы.
Для мотор-редукторов диаметром менее 10 мм металлические шестерни становятся очень дорогими. Благодаря вышеприведённому анализу, я думаю, вы поняли, почему цена на металлический мотор-редуктор выше, чем на пластиковый.
