V pretekoch o vybudovanie rýchlejších robotov, tichších zdravotníckych zariadení a efektívnejších baliacich strojov je často rozhodujúcim faktorom prevodovka. Zatiaľ čo exotické zliatiny a zložité geometrie sa dostávajú do centra pozornosti, priemyselným svetom v skutočnosti hýbe ťažný materiál: uhlíková oceľ.
Ale nie všetky prevody z uhlíkovej ocele sú rovnaké. Rozdiel medzi hlučným prevodom, ktorý sa opotrebuje v priebehu mesiacov, a tichým, presným komponentom, ktorý vydrží roky, spočíva v troch kritických oblastiach: výber materiálu, technológia rezania a stratégia tepelného spracovania.
V tejto príručke uvádzame, ako vybrať správne parametre prevodovky, aby ste dosiahli rovnováhu medzi cenou a vysokou{0}}presnosťou výkonu a prečo pokročilé výrobné technológie, ako je Power Skiving, menia hru.
Prečo si vybrať uhlíkovú oceľ
Prečo odporúčame strednú uhlíkovú oceľ (S45C / AISI 1045) pre väčšinu našich-precíznych projektov? Pretože rieši klasickú dilemu inžiniera: Výkon vs. rozpočet.
Zvláda záťaž:Na rozdiel od plastov poskytuje krútiaci moment a tepelnú stabilitu potrebnú pre priemyselnú automatizáciu.
Odoláva opotrebovaniu:Na rozdiel od štandardnej nehrdzavejúcej ocele, ktorá je mäkká a náchylná k zadretiu, uhlíková oceľ mimoriadne dobre akceptuje indukčné kalenie. Zuby vieme vytvrdiť na HRC 50-55, čím zaistíme životnosť tisícok hodín.
Šetrí rozpočet:Hoci vysokolegované{0}}ocele (42CrMo) majú svoje miesto v ťažkých banských strojoch, vo všeobecnej automatizácii zbytočne zvyšujú náklady. Uhlíková oceľ poskytuje 90 % výkonu pri 50 % nákladov na materiál.
Pre aplikácie od robotických ovládačov až po baliace linky je precízna-uhlíková oceľ najlogickejším, najspoľahlivejším a najhospodárnejším riešením.
Power Skiving vs. Hobbing
Power Skiving vs. Hobbing
Keď je už vybratý materiál, ako prerezávate zuby? Tu sa zväčšuje priepasť medzi „štandardným“ (ISO 8-9) a „vysokou presnosťou“ (ISO 5).
Odvalovacie frézovanie bolo vždy štandardnou metódou pri obrábaní ozubených kolies. Môže sa pochváliť výhodami, ako je vysoká rýchlosť obrábania a nízke náklady. Jeho nevýhodou však je, že nedokáže obrábať vnútorné ozubenie a vyžaduje veľký priestor na odber nástroja pri obrábaní, čo znemožňuje obrábanie častí ozubenia v blízkosti nákružku hriadeľa.
Power Skiving
Power Skiving je revolučný proces, ktorý kombinuje rýchlosť odvaľovania s geometrickou všestrannosťou tvarovania. Použitím pokročilej synchronizovanej rotácie medzi frézou a obrobkom umožňuje skiving:
Geometrická sloboda:Môžeme obrábať vnútorné ozubené kolesá a vonkajšie ozubené kolesá s interferenčnými obrysmi (ramená), ktoré varné dosky jednoducho nedosiahnu.
Vyššia presnosť:Skiving znižuje chyby náklonu a hádzanie
Ťažké lyžovanie:Azda najväčšou výhodou pre inžinierov je možnosť vykonávať „Hard Skiving“ po tepelnom spracovaní. Tým sa koriguje nevyhnutné tepelné skreslenie a prevodovka sa vracia späť na presnosť triedy 5 ISO.
V spoločnosti Hansheng Automation využívame stroj na ozubené lyžovanie Kashifuji KPS30, vlajkovú loď v tomto odvetví. To nám umožňuje vyrábať ozubené kolesá, ktoré ponúkajú nízku-hlučnosť pozemných ozubených kolies, no s väčšou flexibilitou konštrukčného návrhu.
Pozrite sa, ako na to využívame Kashifuji KPS30Výroba vysoko presných{1}}prevodoviek triedy 5 ISOŠpecifikácie.
Vysvetlenie tepelného spracovania ozubených kolies
Presné{0}}prevodové koleso vyrobené z mäkkej ocele je pri zaťažení zbytočné. Okamžite sa zdeformuje a opotrebuje. Aby sme výstroju dodali jeho „dušu“-schopnosť vydržať-, používame špeciálne tepelné spracovanie.
Cieľ je vždy rovnaký: Tvrdý povrch odolný proti opotrebeniu- (Case) v kombinácii s pevným, tvárnym vnútrom (Core).
Indukčné kalenie:
Proces: Používa elektromagnetickú indukciu na rýchle zahriatie iba povrchu zuba, po ktorom nasleduje kalenie.
Najlepšie pre: Stredne uhlíkové oceľové prevody (S45C). Poskytuje vynikajúcu odolnosť proti opotrebovaniu zubov (HRC 50-55) a zároveň udržuje telo prevodovky odolné voči rázovému zaťaženiu.
Nauhličovanie a kalenie:
Proces: Difúzia uhlíka do povrchu nízkouhlíkovej-ocele (ako 20Cr) pri vysokých teplotách.
Najlepšie pre:{0}}Ťažké aplikácie vyžadujúce hĺbku puzdra a maximálnu pevnosť pri kontakte.
Nitridácia:
Proces: Nízkoteplotná{0}}difúzia dusíka.
Najlepšie pre: Vysoko presné{0}}prevody, kde je potrebné minimalizovať skreslenie.
Nesprávna voľba tepelného spracovania vedie ku katastrofe. Príliš ťažké? Zub pri náraze praskne. Príliš mäkké? Zubové jamky a praskliny.
Naše schopnosti: Ponúkame{0}}koncovú{1}}výrobu. Zistite viac o našomOzubené koleso z uhlíkovej oceleIntegrované riešenia tepelného spracovania a povrchovej úpravy.
Riešenie hluku pomocou prispôsobenia
Štandardné--policové prevody sú navrhnuté na všeobecné použitie. Ak však navrhujete lekársky skener alebo vysokorýchlostné -robotické rameno, „všeobecné použitie“ nestačí. Potrebujete vlastnú výrobu ozubených kolies.
Hluk v prevodoch zvyčajne pochádza z-malých odchýlok v zaberaní zubov. Prispôsobenie nám umožňuje vyriešiť to pomocou:
Posun profilu:úprava koeficientu dodatkovej úpravy na optimalizáciu klzných pomerov a pevnosti.
Korunovanie (úprava elektródy):Mierne oholenie koncov boku zuba. Tým sa zabráni "zaťaženiu hrán", keď sa hriadeľ pri zaťažení vychýli, čím sa kontaktná plocha udržiava v strede a prevádzka je tichá.
Odľahčenie tipu:Odstránenie materiálu na špičke, aby sa zabránilo rušeniu pri vstupe do sieťky.
Tieto mikro-úpravy geometrie sú to, čo oddeľuje hlučnú prevodovku od tichej prémiovej prevodovky.
Záver
Výber správneho prevodu nie je len o výbere čísla dielu z katalógu. Ide o strategické rozhodnutie, ktoré zahŕňa vyváženie materiálovej vedy (uhlíková oceľ), výrobnej technológie (Power Skiving) a riadenia životného cyklu (tepelné spracovanie).
Ak sa rozhodnete pre Precision Carbon Steel Gears vyrábané s presnosťou ISO 5, nekupujete len komponent; investujete do dlhej životnosti a dobrého mena vašich strojov.
Ste pripravení upgradovať svoju prevodovku?
V Hansheng kombinujeme všestrannosť uhlíkovej ocele s presnosťou KPS30 Kashifuji, aby sme dodali prevody, ktoré spĺňajú tie najnáročnejšie štandardy.
Potrebujete prototyp? Podporujeme malé{0}}objemové vlastné objednávky.
Potrebujete hromadnú výrobu? Naše automatizovanéCNClínie zabezpečujú konzistenciu.
FAQ
Otázka: Môžete vykonať škrabanie zubov na kalených ozubených kolesách?
Odpoveď: Áno, toto je v tomto odvetví známe ako „hard skiving“. Na obrábanie ozubených kolies s tvrdosťou až 60 HRC používame na našom zariadení Kashifuji KPS30 špecializované rezné nástroje z tvrdokovu.
Otázka: Je uhlíková oceľ (S45C) vhodná pre vysoko{1}}záťažové kĺby robotov?
Odpoveď: Je vhodný pre mnoho harmonických reduktorov a planetárnych reduktorov. Pre aplikácie s extrémne vysokým{1}}záťažom však môžu byť lepšou voľbou legované ocele ako 42CrMo (AISI 4140) vďaka vyššej pevnosti jadra.
Otázka: Poskytujete kontrolné správy pre vaše dodané zariadenia?
A: Áno. Máme prísny proces kontroly kvality a každá dodaná šarža produktov sa dodáva so správou o kontrole výstroja. Táto správa, ktorú generuje naše centrum kontroly ozubených kolies, podrobne overuje kľúčové parametre, ako je odchýlka profilu (f), odchýlka smeru zubov (f) a odchýlka stúpania (fp).
Otázka: Aký je typický dodací čas pre vlastné ozubené kolesá z uhlíkovej ocele triedy ISO 5?
Odpoveď: Typická doba dodania je 3-5 týždňov. To zahŕňa celý proces obstarávania surovín, CNC frézovanie a sústruženie, škrabanie ozubených kolies, tepelné spracovanie a konečnú úpravu a kontrolu kalených povrchov ozubených kolies. Konkrétny čas realizácie sa však môže líšiť v závislosti od veľkosti a zložitosti projektu.
Referencie
ISO 1328-1:2013 - Valcové ozubené kolesá - Systém ISO klasifikácie tolerancie bokov – Časť 1: Definície a prípustné hodnoty odchýlok relevantných pre boky zubov ozubených kolies.
Príručka ASM, zväzok 1: Vlastnosti a výber: Železo, ocele a vysokovýkonné-zliatiny. ASM International, 1990.
McClure, R. (2018). "Power Skiving: Nový štandard pre výrobu ozubených kolies." Časopis Gear Technology.