Hållfasthet och livslängd: material, hårdhet, last och montage

Beskriv lastkollektivet

Ange kontinuerligt moment, toppar, starter, reversering och stötar med deras varaktighet. En drift vid 30 N·m och 300 rpm med toppar på 60 N·m och reversering var tionde sekund kan inte beskrivas med ett enda medelmoment. 10 000 timmar vid 300 rpm ger 180 miljoner axelvarv; lastcykler per kugg kräver även ingreppsarrangemang och belastad drifttid.

Hårdhet är inte en momentklassning

Hårdhet mäter motstånd mot lokal intryckning. Hållfasthet och seghet beskriver andra egenskaper. En hård yta ersätter inte en lämplig kärna, tillräckligt härddjup eller skadefri slipning. Kuggfotsutmattning och gropbildning bedöms separat. Mikropitting, skärning, slitage och överlastbrott har ytterligare orsaker.

Värmebehandling och hårdhetsomräkning

Härdning och anlöpning påverkar tvärsnittets egenskaper. Induktionshärdning verkar lokalt; kuggfotens täckning är viktig. Sätthärdning förenar ett hårt ytskikt med en segare kärna. Nitrering kan begränsa deformation men kräver lämpligt material och skikt.

Ythårdhet, kärnhårdhet och effektivt härddjup är skilda krav. Omräknaren omfattar HV, HBW och Rockwell; den utökade tabellen tillför HRD, HR15N, HR30N, HR45N och metallisk Shore HS. HS är inte polymerernas Shore A eller D. HK och Leeb HL ingår inte.

Ståltabellerna används var för sig utan extrapolering. Interpolation ökar inte mätnoggrannheten. Tunna skikt, beläggningar, icke-järnmetaller och plaster kräver lämpliga prov. ISO 18265 och SAE J417 ersätter inte mätning i föreskriven skala.

Krafter på båda hjulen

För ett idealt utvändigt cylindriskt par gäller i = z₂/z₁, n₂ = n₁/i och T₂ = iT₁. Med N·m och mm blir Fₜ = 2000T₁/d_w1 = 2000T₂/d_w2. Högre utgående moment betyder inte större kontaktkraft.

Med driftingreppsvinkel α_wt och snedvinkel β_w gäller Fᵣ = Fₜ tan α_wt och |Fₐ| = Fₜ tan |β_w|. Krafterna är motriktade i samma koordinatsystem. Axialriktningen beror på kuggriktning och rotationsriktning. Lagerreaktioner kräver stödpunkternas lägen. Verktyget bortser från förluster, friktion och dynamiska faktorer; det är ingen fullständig hållfasthetsberäkning och gäller inte direkt för koniska eller hypoidväxlar.

Montagefel och kontroll

Uppriktningsfel, axelböjning och husdeformation kan samla lasten vid kuggkanten. Fel monteringsavstånd ändrar kontaktbilden för koniska hjul; korrekt flankspel räcker inte som kontroll.

Kontrollera kast, passningar, skuldror, mellanlägg, förspänning, monteringsmått, spel och kontaktbild. För hög förspänning ger värme; för låg kan försämra positioneringen. Kontrollera också smörjning, föroreningar och tätningar. Dokumentera temperatur, buller och vibrationer under representativ last. Att växeln går lätt för hand bevisar inte god kontakt i drift.

Använd standarderna för rätt fråga

ISO 6336, ANSI/AGMA 2101 och DIN 3990 avser cylindriska hjul; ISO 10300 och ANSI/AGMA 2003 avser koniska hjul. DIN 3990-5 och JIS B 1755 ger materialunderlag. Blanda inte godtyckligt faktorer och tillåtna spänningar från olika metoder.

DIN ISO 1328-1 och JIS B 1702-1 gäller noggrannhet, inte garanterad livslängd. ANSI/AGMA 2008 och JIS B 1705 behandlar olika montage- eller spelfrågor. JIS B 1759 gäller plasthjul. Kontrollera utgåva och tillämpningsområde; offentliga källor ersätter inte auktoriserade fullständiga standardtexter.

Källor