Prilikom projektiranja jednog zupčanika ili sustava zupčanika, izbor materijala je glavni faktor koji određuje geometriju zupčanika, ili izvedbe zupčanika određuju ispravan odabir materijala za zupčanik. U proizvodnji zupčanika obično se koriste mnoge vrste sirovina, a svaka sirovina ima dobar izbor, a njezina mehanička svojstva su idealna. Glavne vrste materijala su legure bakra, legure željeza i legure aluminija.
Pravilnim legiranjem i obradom zupčanici od aluminijske legure mogu postići različite čvrstoće. Materijali od legure aluminija obično se koriste za proizvodnju kotača zupčastog remena, regala i drugih komponenti s niskim naponom. Tehnologija obrade zupčanika od legure aluminija ista je kao i kod zupčanika od legiranog čelika (poput glodanja, glodanja zupčanika, oblikovanja zupčanika itd.).
Za aluminijsku leguru se može reći da je jedan od naših najčešćih metala. Mala težina i velika čvrstoća aluminijske legure čine ga idealnim izborom za mnoge primjene. Nakon čelika, legure aluminija hvale se zbog svoje otpornosti na koroziju i male težine. Ova karakteristika aluminija čini ga posebno pogodnim za razne električne i elektroničke primjene, poput visokonaponskih hardvera, izradaka zupčanika, paraboličnih antena, računalnih diskova itd.
Koje su karakteristike zupčanika od legure aluminija
Aluminijska legura je bolja alternativa legurama željeza i pogodna je za primjene s visokim omjerom čvrstoće i težine. Težina legure aluminija jedna je trećina teža od čeličnih legura iste veličine. Zupčanici od legure aluminija imaju karakteristike otpornosti na koroziju i male težine. Pasivizirana površina može zaštititi zupčanike od legure aluminija od oksidacije i korozije. Ovo je slično hrđi na čeličnim legurama, pokriti će površinu i zaštititi je od daljnjih oštećenja. Aluminijska legura skuplja je od ugljičnog čelika, ali jeftinija od nehrđajućeg čelika. Međutim, lako ih je obraditi, što nadoknađuje povećanje materijalnih troškova.
Aluminijski zupčanik
Aluminij se u povijesti pokazao vrlo svestranim, a nastavlja se i danas. Zračno -svemirska industrija nastavlja imati koristi od svojstava legura za proizvodnju sigurnih, pouzdanih i jeftinijih mehaničkih dijelova. Materijal od legure aluminija počinje se deformirati pri 400 ° F, pa se ne može koristiti u okruženjima s visokim temperaturama. Postoji mnogo različitih vrsta materijala od legura aluminija, a češće se koriste materijali od legure aluminija za obradu zupčanika od legure aluminija 2024, 6061 i 7075.
Među tim materijalima može se reći da je aluminijska legura 2024 bliski srodnik aluminijske bronce, a također je i legura aluminija i bakra. Glavni legirajući element u leguri aluminija 2024. je bakar. Kad je potreban visoki omjer čvrstoće i težine, može se koristiti aluminij 2024. Međutim, u ovom slučaju omjer je obrnut. Bakar 2024. daje ovoj leguri visoku čvrstoću, ali značajno smanjuje njezinu otpornost na koroziju. 7075 aluminij kombinira cink i magnezij s aluminijem u leguru visoke čvrstoće koja je otporna na stresna opterećenja. 6061 aluminijska legura je legura aluminija, silicija i magnezija. To je legura aluminija srednje čvrstoće s dobrom otpornošću na koroziju i zavarivanjem. Gore navedena tri zupčanika od legure aluminija mogu se termički obraditi kako bi se povećala njihova tvrdoća. Zupčanici od legure aluminija uključuju zupčanike sa zupčanicima i zupčanike.
Prednosti i nedostaci zupčanika od legure aluminija
Materijal od legure aluminija u zupčanicima od legure aluminija smatra se održivim materijalom. Ključna značajka je da se može reciklirati, a da pritom zadrži izvorne karakteristike. Ovo je vrlo velika prednost, ne samo isplativa, već i dobra za okoliš. Osim toga, zupčanici od legure aluminija također imaju prednost otpornosti na koroziju. Kad je aluminijska legura izložena zraku, na njezinoj će se površini stvoriti tanak sloj aluminijevog oksida. Ovaj sloj štiti aluminijsku leguru od korozije pri izlaganju.
Zupčanici od legure aluminija imaju veću vlačnu čvrstoću i lakšu težinu, čime se smanjuje težina ukupne konstrukcije, čime se smanjuju troškovi goriva. Kada je aluminijska legura izložena zraku, na njezinoj će se površini stvoriti pozitivni oksidni sloj koji će je učiniti otpornom na koroziju. Osim toga, zupčanici od legure aluminija također imaju prednost velike čvrstoće. Čvrstoća legure aluminija omogućuje mu zamjenu težih metala bez gubitka čvrstoće povezane s drugim metalima, dok ima blagu težinu.
Aluminijski zupčanik
Nedostatak zupčanika od legure aluminija je što je ukupna čvrstoća zupčanika od legure aluminija lošija od zupčanika od legure čelika: iako je hvaljena zbog svoje plastičnosti, ova posebna karakteristika aluminija može biti i nedostatak. U usporedbi s čelikom, lakše se udubljuje i grebe. Čelik je jak i nije vjerojatno da će se iskriviti, deformirati ili saviti pod bilo kakvom težinom, silom ili toplinom.
