۱. انواع مواد چرخ‌دنده
فولاد
فولاد رایج‌ترین ماده مورد استفاده درتولید چرخ دنده به دلیل استحکام، چقرمگی و مقاومت عالی در برابر سایش. انواع مختلف فولاد عبارتند از:
- فولاد کربنی: حاوی مقدار متوسطی کربن برای افزایش استحکام و در عین حال مقرون به صرفه بودن. معمولاً در کاربردهای با بار کم تا متوسط استفاده می‌شود.
- فولاد آلیاژی: مخلوط با عناصری مانند کروم، مولیبدن و نیکل برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی، سختی و دوام. ایده‌آل برای چرخ‌دنده‌های صنعتی سنگین.
- فولاد ضد زنگ: به دلیل مقاومت در برابر خوردگی شناخته شده است و آن را برای محیط‌های در معرض رطوبت یا مواد شیمیایی مناسب می‌کند. معمولاً در ماشین‌آلات فرآوری مواد غذایی یا داروسازی یافت می‌شود.
کاربردها: ماشین آلات صنعتی، گیربکس خودرو، تجهیزات سنگین.
چدن
چدن مقاومت خوبی در برابر سایش و خواص میرایی ارتعاش دارد، اگرچه شکننده است و برای کاربردهایی با بارهای ضربه‌ای بالا مناسب نیست.
- چدن خاکستری: برای چرخ دنده هایی که نیاز به کاهش ارتعاش و کنترل صدا دارند، استفاده می شود.
- آهن داکتیل: استحکام کششی بهتری نسبت به چدن خاکستری دارد، برای بارهای متوسط مناسب است.
کاربردهاگیربکس برای پمپ‌ها، کمپرسورها و تجهیزات کشاورزی.
برنج و برنز
این مواد اصطکاک کم و مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند که آنها را برای کاربردهای خاص ایده‌آل می‌کند. آنها همچنین خاصیت خود روانکاری دارند که نیاز به روانکاری خارجی را به حداقل می‌رساند.
- چرخ دنده های برنزی: به دلیل مقاومت عالی در برابر سایش، در چرخ دنده های حلزونی استفاده می شود.
- چرخ دنده های برنجیسبک و مقاوم در برابر خوردگی، مورد استفاده در ماشین آلات کوچک و کاربردهای دریایی.
کاربردها: چرخ دنده های حلزونی، تجهیزات دریایی و دستگاه های کوچک.
۲. فرآیندهای عملیات حرارتی در ساخت چرخ دنده
عملیات حرارتی یک فرآیند حیاتی در ساخت چرخ‌دنده است که سختی، استحکام و مقاومت در برابر سایش را بهبود می‌بخشد. عملیات حرارتی مختلفی بسته به جنس و الزامات کاربرد اعمال می‌شود، از جمله کاربوریزین، سخت‌کاری القایی، سخت‌کاری شعله‌ای، نیتریداسیون، کوئنچ و غیره.
۲.۱ کربن‌دهی (سخت‌کاری سطحی)
کربن‌دهی شامل وارد کردن کربن به سطح چرخ‌دنده‌های فولادی کم‌کربن است. پس از کربن‌دهی، چرخ‌دنده کوئنچ می‌شود تا یک لایه بیرونی سخت تشکیل شود و در عین حال هسته سخت آن حفظ شود.
- فرآیندچرخ‌دنده در یک محیط غنی از کربن گرم می‌شود و به دنبال آن کوئنچ می‌گردد.
- مزایاسختی سطحی بالا با چقرمگی عالی هسته.
- کاربردها: چرخ دنده های خودرو، ماشین آلات صنعتی، تجهیزات معدن.
۲.۲ نیتریده کردن
نیتریدینگ، نیتروژن را به سطح فولاد آلیاژی وارد می‌کند و بدون نیاز به کوئنچ، یک لایه سخت و مقاوم در برابر سایش ایجاد می‌کند.
- فرآیند: چرخ دنده در اتمسفر غنی از نیتروژن و در دماهای نسبتاً پایین گرم می‌شود.
- مزایا: بدون اعوجاج در طول فرآیند، که آن را برای چرخ دنده های دقیق ایده آل می کند.
- کاربردهاچرخ دنده های هوافضا، قطعات خودرو با کارایی بالا و ماشین آلات دقیق.
۲.۳ سخت‌کاری القایی
سخت‌کاری القایی یک عملیات حرارتی موضعی است که در آن نواحی خاصی از چرخ‌دنده با استفاده از کویل‌های القایی به سرعت گرم شده و سپس کوئنچ می‌شوند.
- فرآیندمیدان‌های الکترومغناطیسی با فرکانس بالا سطح چرخ‌دنده را گرم می‌کنند و به دنبال آن به سرعت خنک می‌شوند.
- مزایا: در صورت نیاز، سختی لازم را فراهم می‌کند و در عین حال چقرمگی هسته را حفظ می‌کند.
- کاربردها: چرخ دنده های بزرگ مورد استفاده در ماشین آلات سنگین و تجهیزات معدن.
۲.۴ عملیات حرارتی
عملیات تمپرینگ پس از کوئنچ انجام می‌شود تا شکنندگی چرخ‌دنده‌های سخت‌کاری‌شده کاهش یابد و تنش‌های داخلی از بین بروند.
- فرآیند: چرخ دنده ها دوباره تا دمای متوسط گرم شده و سپس به آرامی سرد می شوند.
- مزایا: چقرمگی را بهبود می‌بخشد و احتمال ترک خوردن را کاهش می‌دهد.
- کاربردهاچرخ‌دنده‌هایی که نیاز به تعادل بین استحکام و شکل‌پذیری دارند.
۲.۵ ساچمه‌زنی
ساچمه‌زنی یک فرآیند عملیات سطحی است که استحکام خستگی چرخ‌دنده‌ها را افزایش می‌دهد. در این فرآیند، دانه‌های فلزی کوچک با پاشش روی سطح چرخ‌دنده، تنش‌های فشاری ایجاد می‌کنند.
- فرآیند: مهره‌ها یا ساچمه‌های فولادی با سرعت بالا به سطح چرخ‌دنده شلیک می‌شوند.
- مزایا: مقاومت در برابر خستگی را افزایش داده و خطر ترک خوردگی را کاهش می‌دهد.
- کاربردها: چرخ دنده های مورد استفاده در کاربردهای هوافضا و خودرو.
انتخاب جنس مناسب برای چرخ‌دنده و اعمال عملیات حرارتی مناسب، گام‌های اساسی در تضمین عملکرد کارآمد چرخ‌دنده‌ها در شرایط مختلف هستند.فولادبه لطف استحکام و تطبیق‌پذیری‌اش، که اغلب با ... جفت می‌شود، همچنان انتخاب برتر برای چرخ‌دنده‌های صنعتی است.کربن دهی or سخت کاری القاییبرای دوام بیشتر.چدنمیرایی ارتعاش خوبی ارائه می‌دهد،برنج و برنزبرای کاربردهای کم اصطکاک ایده‌آل هستند
عملیات حرارتی مانندنیتریده کردن, تمپر کردن، وساچمه زنیبا بهبود سختی، کاهش سایش و افزایش مقاومت در برابر خستگی، عملکرد دنده را بیشتر افزایش می‌دهد. با درک خواص مواد مختلف و عملیات حرارتی، تولیدکنندگان می‌توانند طرح‌های دنده را برای برآورده کردن نیازهای خاص صنایع مختلف بهینه کنند.
زمان ارسال: ۱۸ اکتبر ۲۰۲۴