Jedan od vitalnih delova mašine je njen zupčanik koji omogućava njeno rotaciono kretanje. To je kružno tijelo s nizom zubaca koje prenosi snagu i kretanje jedne osovine na drugu osovinu. Jedan zupčanik ne može sam prenositi snagu. Potrebna su dva ili više međusobno blokiranih (ili međusobno povezanih) rotirajućih zupčanika za prijenos snage.
Dakle, hajde da zakoračimo u teren obrade zupčanika u dubinu – šta je to, za šta se koristi, procesi obrade zupčanika i nekoliko njegovih prednosti i nedostataka.
Šta je obrada zupčanika?
Mašinska obrada zupčanika je proizvodna metoda koja uključuje uklanjanje neželjenih dijelova iz materijala kako bi se proizveo konačni proizvod koji se zove zupčanik. Takvi materijali mogu biti čelik, mesing, liveno gvožđe, plastika, polikarbonat, najlon, aluminij ili bronza.
Postoji nekoliko procesa obrade koji se mogu koristiti za postizanje dijela zupčanika. Uključuju lijevanje, glodanje, hobbing, mljevenje, rezanje i brušenje. Ovi procesi obrade zupčanika zahtijevaju 100% preciznost za precizan prijenos snage.
Kako rade zupčanici za obradu
Proces mašinske obrade ima mnogo faza, od pripreme materijala, do rezanja, termičke obrade i završne obrade. Smatra se osjetljivim procesom jer čak i mala nepreciznost u postavljanju može izbaciti predviđenu funkciju mašine iz reda. Prava svrha procesa obrade zupčanika je prenošenje kretanja i snage na mašinu.
5 faza obrade zupčanika
Proces obrade zupčanika sastoji se od nekoliko faza prije nego što se postigne konačno stanje zupčanika. U nastavku ćemo raspravljati o svim glavnim procesima strojne opreme:
Priprema prazne zupčanice
Prvi korak je da obezbedite i pripremite praznine za opremu. Zupčanici su sirovi materijali poput čelika, aluminija ili drugog metala koji se koriste za stvaranje zupčanika. Pretvaraju se u željene oblike kako bi postali punopravni zupčanici.
Rezanje i oblikovanje
Ova faza zahtijeva postavljanje odabranog zupčanika na glodalici ili radnom stolu. Tamo se rezanje vrši pomoću alata kao što su ploče za kuhanje ili glodala za oblikovanje zubaca zupčanika u pripremljeni zupčanik. Tip zupčanika koji želite postići određuje koji ćete od brojnih procesa rezanja zupčanika na glodalici koristiti.
Termičku obradu
Toplinska obrada nije uvijek neophodna faza pri obradi zupčanika. Opciono je i zavisi od materijala i namjene opreme. Međutim, to čini zupčanik otpornim na habanje i poboljšava njegovu snagu.
Završni radovi
Završna obrada je proces poboljšanja površine u mašinskoj obradi zupčanika kao što je brušenje, poliranje ili premazivanje. Ovaj proces osigurava rafinirane zube za efikasan rad i jednostavno spajanje sa drugim zupčanicima.
Inspekcija i kontrola kvaliteta
Ovo je završna faza strojne obrade zupčanika, i to je zdrava inspekcija kako bi se osigurala tačnost zupčanika u svim dimenzijama. Da biste bili sigurni da su obrađeni zupčanici u skladu sa standardima za performanse prije nego što se ugrade u strojeve.
Koje su metode za mašinsku obradu zupčanika
Naučit ćete tri glavne metode strojne obrade zupčanika. Proći ćemo kroz različite taktike jednu po jednu, počevši od generacije opreme.
Gear Generation
Generisanje zupčanika je upotreba alata za rezanje za uklanjanje materijala iz blanka. Postoje podvrste generisanja opreme i uključuju:
- Sunderland metoda: U ovoj metodi, za izradu profila zuba na zupčaniku pomoću mašine za zupčanike koristi se rezač zupčanika sa kutnim zazorom.
- Oblikovanje zupčanika: To uključuje napred-nazad pomicanje specijalnog rezača koji ima oblik željenog zupčanika duž radnog komada, dok je zupčanik u neprekidnom kretanju oko rezača. Oblikovanje je praktičniji proces rezanja gdje drugi nisu dovoljno efikasni.
- brušenje zupčanika: Smatra se najpreciznijim i najpreciznijim procesom za mašinsku obradu zupčanika. Zavojni alat za rezanje se koristi tokom ovog procesa i pruža visoku preciznost i dobru završnu obradu površine, posebno na cilindričnim i kosim zupčanicima.
Rezanje oblika zupčanika
Iako je to poželjna metoda strojne obrade zupčanika, sečenje oblika zupčanika ima neke nedostatke kao što su niska kvaliteta i produktivnost. Međutim, evo nekoliko mogućih metoda ako su vam potrebne:
- Oblikovanje, blanjanje i urezivanje: Prilikom oblikovanja, alat na ram pomiče se više puta po radnom komadu i može se koristiti za izradu unutrašnjih i vanjskih zupčanika.
- glodanje: Upotreba ovoga je ograničena. Međutim, najbolje se koristi u stvaranju složenih geometrija zupčanika.
- Mašinska obrada sa električnim pražnjenjem (EDM)Ovaj proces je pogodan za rezanje složenih geometrija različitih veličina, ali zahtijeva kontrolu kvalitete kako bi se izbjeglo oštećenje površina dijelova poput zakrivljenih profila zuba.
Gear Forming
To je proces proizvodnje zubaca i dijelova zupčanika bez stvarnog korištenja rezača ili uklanjanja bilo kakvog materijala kao u drugim tehnikama. To se može postići sljedećim metodama:
- kotrljanje: Ova metoda uključuje postavljanje prazne ili metalne površine između dvije matrice za valjanje i primjenjuje se sila za stvaranje niti na blanku. Dok je rezanje zupčanika proces sličan onome što smo vidjeli gore, valjanje zupčanika pritiska materijal u željeni oblik umjesto rezanja.
- casting: Ovo uključuje topljenje legure i izlivanje magme u definisani oblik. U ovom slučaju, oblik je zupčanika s pravom količinom i veličinom zubaca.
- Metalurgija u prahu: Ova tehnika uključuje izradu zupčanika od metalnog praha. Ovi prahovi se zagrijavaju kroz proces zagrijavanja kako bi formirali zupčanik.
- Proizvodnja aditiva: Za razliku od većine tradicionalnih procesa strojne obrade zupčanika, to je napredni tehnološki način korištenja 3D štampača ili CAD softvera za stvaranje visokokvalitetnih zupčanika.
Najbolji materijali za obradu zupčanika
Različitim tipovima mašinski obrađenih zupčanika potrebni su posebni materijali za povećanje performansi i izdržljivosti. Evo materijala koji se najčešće koriste u mašinskoj obradi zupčanika:
- Čelik: Čelik je savršen za jače procese obrade zupčanika pri proizvodnji ravnih i spiralnih zupčanika. Nudi besprijekornu izdržljivost i otpornost na habanje. Postoje različite vrste čelika, ali ugljični i legirani čelik su najidealniji za ovu svrhu.
- Liveno gvožde: Ove sirovine se uglavnom koriste za zupčanike u nisko intenzivnim aplikacijama gdje je izdržljivost važna.
bronza: Bronza obično ima niska svojstva trenja i idealna je za proizvodnju pužnih zupčanika. - najlon: Zupčanici napravljeni od najlona obično su za lagane i manje zahtjevne primjene.
- Materijali za metalurgiju praha: Ovi materijali su idealni za proizvodnju zupčanika velike količine sa konzistentnim svojstvima.
Obrada zupčanika Alati za rezanje
Precizni alati za rezanje zupčanika neophodni su u mašinskoj obradi zupčanika kako bi se osigurali bešavni i glatki profili zupčanika za rad u različitim aplikacijama. Neki od osnovnih alata potrebnih za većinu strojne obrade zupčanika:
- Mašine za brušenje zupčanika: Ovo su osnovni alati za rezanje zupčanika koji se koriste za rezanje materijala velikom brzinom tokom strojne obrade zupčanika, posebno za formiranje spiralnih i cilindričnih zupčanika.
- Alati za rezanje: Postoje različite vrste alata za rezanje, a oni uključuju glodalice, ploče za kuhanje i rezanje za rezanje zubaca u oblik.
- CNC mašine: CNC mašine su automatizovani alati za zupčanike napravljeni u svrhu dosledne masovne proizvodnje zupčanika.
Alati za provlačenje: Ovi alati su korisni u rezanju složenih oblika zupčanika. Koriste se i za izradu unutrašnjih žljebova. - Oblikovalci zupčanika: Ovi alati su najbolji za oblikovanje unutrašnjih zupčanika sa jedinstvenim profilima.
Alati za završnu obradu: Daju kvalitetnu završnu obradu zuba zupčanika potrebnu za prijenos snage. - Alati za brušenje: Koristi se za zaglađivanje površina zupčanika nakon rezanja i oblikovanja.
Koje su različite vrste opreme?
Postoji mnogo vrsta zupčanika, svaki sa svojim jedinstvenim funkcijama i primjenama u različitim dijelovima strojeva, od kojih su neki navedeni u nastavku:
Spur Gear
Koristi se u aplikacijama kao što su električni blenderi, mašine za pranje veša i sušare. Oni su oblikovani u cilindričnom obliku s horizontalnim zupcima paralelnim s njegovom osom i neophodni su za prijenos snage između dvije osovine. Jedan od izazova cilindričnog zupčanika je to što je vrlo bučan i uzrokuje mnogo vibracija pri velikoj brzini.
Worm Gear
Pužni zupčanik je dio nalik na vijak koji se kreće kroz kružni zupčanik. Napravljen je za smanjenje brzine, ali daje više snage ili sile. Pužni zupčanik se također može koristiti za promjenu smjera kretanja. Neki izvor energije kao što je električni motor može se koristiti za pogon zupčanika nalik na vijak.
Helical Gear
Ovo je jedan od najzaposlenijih i najefikasnijih zupčanika u proizvodnji. Zupčanici sa zavojnim zupčanicima se dobijaju postupkom mašinske obrade zavojnih zupčanika. Koristi se u proizvodnji plastike, cementa i gume, a otklanjaju nedostatke procesa strojne obrade konusnih zupčanika.
Fiksiran je pod uglom u odnosu na osovinu, omogućavajući više zuba da budu u kontaktu tokom rada i nose veće opterećenje.
Kod spiralnih zupčanika zupci nisu paralelni sa osovinom, već su nagnuti pod nekim uglom manjim od 50 stepeni. Ova posebna vrsta zupčanika je snažnija i manje bučna od cilindričnih zupčanika. Glavna funkcija spiralnog zupčanika je smanjenje brzine.
Bevel Gear
Konusni zupčanici se koriste u aplikacijama kao što su automobili, čeličane, elektrane i rashladni tornjevi. Oni omogućavaju ukrštanje ose između dva vratila pod uglom. Na primjer, ako se zahtijeva da se primjenjuje u smjeru y-ose umjesto u smjeru x-ose u kojoj snaga dolazi u osovinu, na konusnom zupčaniku je da usmjeri cijelu silu u željenom smjeru.
Riblja kost
Zupčanici riblje kosti se često nazivaju „dvostrukim spiralnim“. To je zato što izgledaju kao dva spiralna zupčanika postavljena na isti zupčanik. Zupčanik riblje kosti se koristi za prijenos snage između paralelnih osovina.
Vrhunski potisak spiralnih zupčanika je, tako, iznjedrio dizajn zupčanika riblje kosti. Zupčanik riblje kosti smanjuje buku i radi glatko.
Koja je važnost zupčanika u mašinskoj obradi?
Ne možemo zanemariti činjenicu da se zupčanici nalaze u gotovo svakoj mašini koju koristimo i koja ima pokretne dijelove. Dakle, veliko pitanje nije da li su važni, već koliko su važni. Evo nekih od uloga zupčanika u mašinskoj obradi:
Podešavanje brzine rotacije
Kad god okrenete dugmad na svom električnom stropnom ventilatoru ili pritisnete gas u automobilu, motor i motor se u oba slučaja pale. Ali ono što su na kraju pokrenuli da bi vam dali povećanu brzinu su zupčanici.
Promjena smjera napajanja
Mašine koje koriste zupčanike često zahtijevaju da se mašine kreću u različitim smjerovima. To će biti teško postići u nedostatku zupčanika. Obrađeni zupčanici pomažu u promjeni smjera rotacijskog kretanja, preusmjeravajući rotirajuću silu iz jednog smjera duž različitih osa.ff
Prenosna snaga
Prenos snage je jedan od osnovnih značajki zupčanika u mašinskoj obradi. Osigurava da su snaga i pokret ravnomjerno raspoređeni po mašini.
Promjena obrtnog momenta
Drugi značaj zupčanika u strojnoj obradi je da oni povećavaju ili snižavaju izlazni moment i mijenjaju brzinu motora.
Primjena zupčanika
Robotika
Roboti su dizajnirani pomoću nekih mehanizama. Bez zupčanika ugrađenih u njih, nemoguće je da se robot kreće. Zupčanici pružaju podršku za kretanje robota i pomažu im da postignu točnost u kretanju.
Industrijske mašine
Sav pokret koji vidite na industrijskim mašinama kao što su traktor, bager ili čak viljuškar uzrokovan je različitim vrstama obrađenih zupčanika koji su ugrađeni u njihove mehaničke strukture. Da bi se izvršio težak posao uz maksimalnu efikasnost radi poboljšanja proizvodnje i proizvodnje, ove industrijske mašine koriste zupčanike koji mogu funkcionisati u zahtevnim okruženjima.
Aerospace
U zrakoplovnoj proizvodnji, zupčanici su jedan od najvažnijih atributa. Imaju različite ključne svrhe, pomažu avionu da se s lakoćom uzleti, sleti ili manevrira. Zupčanici također djeluju kao pogonski sklop između motora i propelera letačkog aparata.
Automotive
U proizvodnji motornih vozila ugrađuju se obrađeni zupčanici koji omogućavaju kretanje i povećavaju brzinu. To su različite vrste zupčanika ugrađenih u automobilske mašine poput automobila i kamiona, koji igraju jedinstvene uloge.
Na primjer, cilindrični zupčanici se koriste u izradi hidrauličnih pumpi koje pomažu u dosljednom prijenosu hidrauličnih tekućina.
Medicinska oprema
Neke od visokotehničkih medicinskih mašina koje se koriste u bolnicama i drugim zdravstvenim ustanovama pokreću se mašinski obrađeni zupčanici i CNC mašinski obrađeni medicinski dijelovi. Na primjer, roboti kao što je da Vinci Surgical robotski sistem koji pomaže hirurzima da izvode različite operacije imaju ugrađene mašinski obrađene zupčanike u svojim zglobovima i drugim područjima kako bi se omogućilo lako kretanje.
Neka uobičajena ograničenja kod obrade zupčanika
Postoje neke zanimljive prednosti strojne obrade zupčanika, ali postoje i neke zamke povezane s njima. Neophodno je znati ove zamke i kako ih izbjeći. Evo nekih izazova, uobičajenih uzroka i kako ih spriječiti.
- Površinsko pitting: Ovo se dešava u slučaju nedovoljnog podmazivanja ili prevelikog površinskog pritiska. Nanesite maziva i pregledajte dizajn zupčanika kako biste poboljšali raspodjelu naprezanja.
- Deformacija zupčanika: Ovo može nastati zbog pregrijavanja tokom obrade. Da biste spriječili toplinsko širenje tokom obrade, kontrolirajte temperaturu rezanja i koristite tehnike hlađenja.
- Greške u visini: Ovo se može dogoditi kada dođe do neželjenog pomaka sa mašine koja nije pravilno kalibrirana, što dovodi do nepreciznih rezova. Uverite se da je mašina uvek čvrsta za tačna merenja.
- Ispadanje zuba zupčanika: Ovo se obično dešava zbog pogrešnog ili neispravnog poravnanja praznog zupčanika. Kako biste spriječili da se ovaj problem poveća, pobrinite se da postavite blanko točno na sredinu i kalibrirajte stroj prije obrade zubaca zupčanika.
- Prekomjerni neravnini: Ovo se može dogoditi u slučaju korištenja tupih alata ili korištenja pogrešne brzine za rezanje. Podešavanje brzine rezanja i korištenje potrebnih alata jednostavno će stati na kraj prekomjernim neravninama.
- Odstupanje profila: Ovo može biti izazov kada je rezni alat pogrešno postavljen. Obavezno provjerite položaj alata i potvrdite da je tačan tokom rezanja.
zaključak
Sada, ako ste došli do ovog dijela ovog članka, već ste imali neke interesantne stvari o strojnoj obradi zupčanika i za što se sve te vještine koriste.
Ako još niste završili sa mašinskom obradom zupčanika, ili čak i ako čekate hitne usluge za usluge mašinske obrade zupčanika, kao inovativni brend imamo dobru ekspertizu u obradi zupčanika i proizvodnji.
Pružamo usluge proizvodnje i inženjeringa svih vrsta mašinskih zupčanika. Kontaktirajte nas!