Trovare il materiale ideale per gli ingranaggi

Durante la progettazione e la produzione di ingranaggi, i materiali utilizzati dipenderanno dal tipo di ingranaggio prodotto e da come e dove verrà utilizzato.

Esistono molti tipi di materie prime comunemente utilizzate nelle strutture degli ingranaggi e ciascun materiale ha le sue migliori proprietà meccaniche ed è la scelta migliore.Le principali categorie di materiali sono le leghe di rame, leghe di ferro, leghe di alluminio e termoplastici.

1. Leghe di rame

⚙️Quandoprogettare un ingranaggioche sarà soggetto a un ambiente corrosivo o che non deve essere magnetico, una lega di rame è solitamente la scelta migliore.

⚙️Le tre leghe di rame più comuni utilizzate negli ingranaggi sono ottone, bronzo fosforoso e bronzo all'alluminio.

⚙️Gli ingranaggi solitamente realizzati in lega di ottone sonoingranaggi cilindricie rack e verranno utilizzati in ambienti a basso carico.

⚙️Il bronzo fosforoso migliora la resistenza all'usura e la rigidità della lega. La maggiore resistenza alla corrosione e all'usura rende le leghe di bronzo fosforoso una scelta eccellente per i componenti di trasmissione ad alto attrito. Esempio:ingranaggio a vite senza fine

⚙️Il bronzo alluminio è la terza lega di rame utilizzata negli ingranaggi. Le leghe di bronzo-alluminio hanno una maggiore resistenza all'usura rispetto alle leghe di bronzo fosforoso e hanno anche una resistenza alla corrosione superiore. Gli ingranaggi tipici prodotti da leghe di bronzo-alluminio includono ingranaggi elicoidali incrociati (ingranaggi elicoidali) e ingranaggi a vite senza fine.

2. Leghe di ferro

⚙️Quando aprogettazione degli ingranaggirichiede una resistenza del materiale superiore, le leghe di ferro sono la scelta migliore. Nella sua forma grezza, la ghisa grigia può essere fusa e trasformata in ingranaggi.

⚙️Esistono quattro principali denominazioni di leghe di acciaio: acciaio al carbonio, acciaio legato, acciaio inossidabile e acciaio per utensili. Le leghe di acciaio al carbonio vengono utilizzate per quasi tutti i tipi di ingranaggi perché sono facili da lavorare, hanno una buona resistenza all'usura, possono essere temprate, sono ampiamente disponibili e sono relativamente economiche.

⚙️Le leghe di acciaio al carbonio possono essere ulteriormente classificate in acciaio dolce, acciaio a medio carbonio e acciaio ad alto tenore di carbonio. Le leghe di acciaio dolce hanno un contenuto di carbonio inferiore allo 0,30%. Le leghe di acciaio ad alto tenore di carbonio hanno un contenuto di carbonio superiore allo 0,60% e gli acciai a medio contenuto si trovano nel mezzo. Questi acciai sono una buona scelta peringranaggi cilindrici, ingranaggi elicoidali, cremagliere,ingranaggi conici e viti senza fine.

3. Leghe di alluminio

⚙️Le leghe di alluminio sono una buona alternativa alle leghe di ferro in applicazioni che richiedono un elevato rapporto resistenza/peso. Una finitura superficiale nota come passivazione protegge le leghe di alluminio dall'ossidazione e dalla corrosione.

⚙️Le leghe di alluminio non possono essere utilizzate in ambienti ad alta temperatura poiché iniziano a deformarsi a 400°F. Le leghe di alluminio comuni utilizzate negli ingranaggi sono 2024, 6061 e 7075.

⚙️Tutte e tre queste leghe di alluminio possono essere trattate termicamente per migliorarne la durezza. Includono gli ingranaggi realizzati in leghe di alluminioingranaggi cilindrici, ingranaggi elicoidali, ingranaggi conici a denti drittie cremagliere.

4. Termoplastici

⚙️I materiali termoplastici sono la scelta migliore per gli ingranaggi in cui il peso è il criterio più importante. Gli ingranaggi in plastica possono essere lavorati come ingranaggi metallici; tuttavia, alcuni materiali termoplastici sono più adatti alla produzione tramite stampaggio a iniezione. Uno dei materiali termoplastici stampati a iniezione più comuni è l'acetale. Questo materiale è anche noto come (POM). Gli ingranaggi possono essere realizzati con entrambi i polimeri. Questi possono essereingranaggi cilindrici, ingranaggi elicoidali, ruote elicoidali, ingranaggi conicie cremagliere.