A fém fogaskerekek anyaga

A hajtóműacélok két általános osztályba sorolhatók – a sima szénacélokra és az ötvözött acélokra. Az ötvözött acélokat bizonyos mértékig az iparban használják, de sokkal gyakoribbak a hőkezelt sima szénacélok. Kezeletlen ötvözött acélok alkalmazása a fogaskerekekben ritkán, ha egyáltalán nem indokolt, és csak akkor, ha a hőkezelési lehetőség hiányzik. A hőkezelt sima szénacélok vagy a hőkezelt ötvözött acélok használatának eldöntésekor figyelembe veendő szempontok a következők: Az üzemi állapot vagy a kialakítás megköveteli-e az ötvözött acélok kiváló tulajdonságait, vagy ha nincs szükség ötvözött acélokra, az ebből származó előnyök ellensúlyozzák-e a többletköltséget? A legtöbb alkalmazásnál az egyszerű szénacélok, amelyeket hőkezeltek, hogy a kívánt szolgáltatáshoz a legjobb minőséget érjék el, kielégítőek és meglehetősen gazdaságosak. A hőkezelt sima szénacélok helyett a hőkezelt ötvözött acélok használatának előnyei a következők:

Megnövelt felületi keménység és a keménység behatolási mélysége azonos széntartalom és kioltás esetén.

Képes ugyanazt a felületi keménységet elérni kevésbé drasztikus kioltással, és egyes ötvözetek esetében alacsonyabb kioltási hőmérséklettel, így kisebb torzítást ad.

Megnövekedett szívósság, amit a folyáshatár, a nyúlás és a területcsökkenés magasabb értékei jeleznek.

Finomabb szemcseméret, ami nagyobb ütésállóságot és nagyobb kopásállóságot eredményez.

Egyes ötvözetek esetében jobb megmunkálási minőség vagy nagyobb keménységű megmunkálás lehetősége.

Edzett acélok használata

A fogaskerekes acélok két általános osztálya mindegyike a következőképpen osztható fel:

Edző acélok;

teljesen keményedő acélok;

3) hőkezelt és olyan keménységű acélok, amelyek lehetővé teszik a megmunkálást.

Az első kettő – az edzett és a teljesen edzett acélok – felcserélhető bizonyos szolgáltatásokkal, és a választás gyakran személyes vélemény kérdése. A rendkívül kemény, finomszemcsés (megfelelően kezelt) házukkal és viszonylag puha és képlékeny maggal rendelkező, keményedő acélokat általában akkor használják, ha a kopásállóság kívánatos. A keményedő ötvözött acélok magja meglehetősen szívós, de nem olyan szívós, mint a teljesen edző acéloké. Annak érdekében, hogy a mag tulajdonságaiból a lehető legnagyobb előnyöket lehessen elérni, az edzett acélokat kétszer kell hűteni. Ez különösen igaz az ötvözött acélokra, mivel a használatukból származó előnyök ritkán indokolják a többletköltséget, kivéve, ha a magot egy második hűtéssel finomítják és edzik. A további finomításért fizetendő büntetés a megnövekedett torzítás, amely túlzott mértékű lehet, ha a forma vagy a kialakítás nem alkalmas a tok keményítési folyamatára.

'Thru-Hardening' acélok használata

A keményedő acélokat akkor használják, ha nagy szilárdságra, nagy tartóssági határértékre, szívósságra és ütésállóságra van szükség. Ezeket a tulajdonságokat az acél fajtája és az alkalmazott kezelés határozza meg. Meglehetősen nagy felületi keménység érhető el ebben a csoportban, bár nem olyan magas, mint a keményedő acéloké. Emiatt a kopásállóság nem olyan nagy, mint amennyit elérhetnénk, de ha nagy szilárdsággal és szívóssággal párosuló kopásállóságra van szükség, akkor ez a fajta acél jobb a többinél. A keményedő acélok bizonyos mértékig eltorzulnak az edzés során, a mennyiség a használt acéltól és az oltóközegtől függ. Emiatt az átedzett acélok nem alkalmasak nagy sebességű hajtóművekre, ahol a zaj is szerepet játszik, vagy olyan fogaskerekes hajtóműveknél, ahol a pontosság a legfontosabb, kivéve természetesen azokat az eseteket, amikor a fogak csiszolása kivitelezhető. A közepes és magas széntartalmú százalékokhoz olajhűtés szükséges, de az alacsonyabb széntartalomhoz vízhűtés szükséges a legmagasabb fizikai tulajdonságok és keménység elérése érdekében. A torzítás azonban nagyobb lesz a vízoltással.

Hőkezelés, amely lehetővé teszi a megmunkálást

Ha a fogaskerekek fogainak köszörülése nem kivitelezhető, és nagyfokú pontosságra van szükség, az edzett acélokat olyan keménységre lehet húzni vagy megereszteni, amely lehetővé teszi a fogak vágását. Ez a kezelés rendkívül kifinomult szerkezetet, nagy szívósságot és az alacsony keménység ellenére kiváló kopási tulajdonságokat ad. A kisebb szilárdságot valamelyest kompenzálja a pontatlanságból adódó ütések miatti növekményes terhelések kiküszöbölése. Ha a felülettől a magig csekély fokú keménységű acélokat kezelnek ilyen módon, a tervezés nem alapulhat a felületi keménységnek megfelelő fizikai tulajdonságokon. Mivel a fizikai tulajdonságokat a keménység határozza meg, a keménység csökkenése a felülettől a magig alacsonyabb fizikai tulajdonságokat eredményez a fog gyökerénél, ahol a legnagyobb a terhelés. Az oltóközeg lehet olaj, víz vagy sóoldat, a használt acéltól és a kívánt keménységtől függően. A torzítás mértéke természetesen lényegtelen, mert a megmunkálás hőkezelés után történik.