מציאת החומר האידיאלי להילוכים

בעת תכנון וייצור גלגלי שיניים, החומרים המשמשים יהיו תלויים בסוג גלגל השיניים המיוצר, כיצד והיכן הוא ישמש.

ישנם סוגים רבים של חומרי גלם המשמשים בדרך כלל במבני גלגלי שיניים, ולכל חומר יש את התכונות המכניות הטובות ביותר שלו והוא הבחירה הטובה ביותר.הקטגוריות העיקריות של חומרים הן סגסוגות נחושת, סגסוגות ברזל, סגסוגות אלומיניום ותרמופלסטיים.

1. סגסוגות נחושת

⚙️מתיעיצוב גלגל שינייםשעומד להיות נתון לסביבה קורוזיבית או שצריך להיות לא מגנטי, סגסוגת נחושת היא בדרך כלל הבחירה הטובה ביותר.

⚙️שלוש סגסוגות הנחושת הנפוצות ביותר המשמשות בהילוכים הן פליז, ברונזה זרחנית וברונזה אלומיניום.

⚙️הגלגלים עשויים בדרך כלל מסגסוגת פליזגלגלי שינייםומדפים וישמשו בסביבות עומס נמוך.

⚙️ברונזה זרחנית משפרת את עמידות הבלאי והקשיחות של הסגסוגת. עמידות גבוהה יותר בפני קורוזיה ובלאי הופכת את סגסוגות הברונזה הזרחנית לבחירה מצוינת עבור רכיבי הנעה בעלי חיכוך גבוה. דוגמה:גלגל תולעת

⚙️ברונזה אלומיניום היא סגסוגת הנחושת השלישית המשמשת בהילוכים. לסגסוגות ברונזה אלומיניום עמידות גבוהה יותר בפני שחיקה מאשר לסגסוגות ברונזה זרחנית וגם עמידות מעולה בפני קורוזיה. גלגלי שיניים אופייניים המיוצרים מסגסוגות ברונזה אלומיניום כוללים גלגלי שיניים סליליים מוצלבים (גלגלי שיניים סליליים) וגלגלי שיניים תולעת.

2. סגסוגות ברזל

⚙️כאשר אעיצוב הילוכיםדורש חוזק חומרי מעולה, סגסוגות ברזל הן הבחירה הטובה ביותר. בצורתו הגולמית, ברזל אפור ניתן ליצוק ולעבדו לגלגלי שיניים.

⚙️ישנם ארבעה כינויים עיקריים של סגסוגת פלדה: פלדת פחמן, פלדת סגסוגת, פלדת אל-חלד ופלדת כלים. סגסוגות פלדת פחמן משמשות כמעט לכל סוגי גלגלי השיניים מכיוון שהן קלות לעיבוד, בעלות עמידות טובה בפני שחיקה, ניתנות להקשיחות, הן זמינות באופן נרחב והן זולות יחסית.

⚙️ ניתן לסווג סגסוגות פלדת פחמן לפלדה קלה, פלדת פחמן בינונית ופלדת פחמן גבוהה. סגסוגות פלדה קלה מכילות פחות מ-0.30% פחמן. סגסוגות פלדת פחמן גבוהה מכילות תכולת פחמן גדולה מ-0.60%, והפלדות בעלות תכולת פחמן בינונית נמצאות באמצע. פלדות אלו הן בחירה טובה עבורגלגלי שיניים, גלגלי שיניים סליליים, מתלים של הילוכים,גלגלי שיניים משופעים ותולעים.

3. סגסוגות אלומיניום

⚙️סגסוגות אלומיניום הן אלטרנטיבה טובה לסגסוגות ברזל ביישומים הדורשים יחס חוזק-משקל גבוה. גימור פני השטח המכונה פסיבציה מגן על סגסוגות אלומיניום מפני חמצון וקורוזיה.

⚙️לא ניתן להשתמש בסגסוגות אלומיניום בסביבות חום גבוה מכיוון שהן מתחילות להתעוות ב-400°F. סגסוגות האלומיניום הנפוצות המשמשות בגלגלי שיניים הן 2024, 6061 ו-7075.

⚙️כל שלושת סגסוגות האלומיניום הללו ניתנות לטיפול בחום כדי לשפר את קשיותן. גלגלי שיניים העשויים מסגסוגות אלומיניום כולליםגלגלי שיניים, גלגלי שיניים סליליים, גלגלי שיניים משופעים ישרים, ומתלי הילוכים.

4. תרמופלסטיקה

⚙️תרמופלסטיקה היא הבחירה הטובה ביותר עבור גלגלי שיניים שבהם משקל הוא הקריטריון החשוב ביותר. גלגלי שיניים העשויים מפלסטיק ניתנים לעיבוד בדומה לגלגלי שיניים מתכתיים; עם זאת, חלק מהתרמופלסטים מתאימים יותר לייצור באמצעות הזרקה. אחד התרמופלסטים הנפוצים ביותר לייצור בהזרקה הוא אצטל. חומר זה ידוע גם בשם (POM). גלגלי שיניים יכולים להיות עשויים משני פולימרים. אלה יכולים להיותגלגלי שיניים, גלגלי שיניים סליליים, גלגלי תולעת, גלגלי שיניים משופעים, ומתלי הילוכים.