Как выбрать смазку для пластиковых шестерен

Пластик — один из самых универсальных материалов, разработанных людьми, который произвел революцию почти во всех отраслях промышленности и изменил привычки потребителей как к лучшему, так и к худшему. Будучи дешевым и простым в производстве, пластик быстро стал альтернативой таким инженерным материалам, как сталь, дерево или бетон. По тем же причинам некоторые компании стали использовать пластиковые шестерни вместо металлических.

Как и в случае со стандартными металлическими шестернями, смазка является важным аспектом использования пластмассовых шестерен. Однако сходство химического состава пластмасс с большинством смазочных материалов может оказаться проблематичным. Какие смазочные материалы подходят для пластиковых шестерен? Нужны ли вообще смазочные материалы?

Почему используются пластиковые шестерни?

На первый взгляд пластик может показаться непрактичным материалом для шестерни. В конце концов, они намного менее долговечны и более подвержены износу по сравнению с металлами. Однако факт остается фактом: пластиковые шестерни являются важными компонентами многих коммерческих и промышленных объектов. В настоящее время многие предприятия пищевой промышленности, производители химической продукции и медицинского оборудования в той или иной степени используют пластиковые шестерни.

Пластиковые шестерни превосходны в областях, где металлы особенно уязвимы. Они дешевы, просты в изготовлении, легки, работают тихо и не ржавеют. Современные разработки в технологии производства пластмассы в последние годы сделали пластмассовые шестерни еще более жизнеспособной заменой, сократив разрыв в характеристиках пластмассовых и металлических деталей.

Легкость пластика означает, что они несут меньший вес. инерция при движении, что позволяет лучше контролировать их движения. Это сделало пластиковые шестерни предпочтительной технологией для высокоточных приложений, таких как оборудование, используемое для аэрокосмических путешествий или в вооруженных силах.

Хотя пластмассам не хватает жесткости и устойчивости к нагрузкам, как у металлов, пластмассам не хватает прочности. деформироваться под воздействием стресса помогает увеличить продолжительность их жизни. Когда каждый зуб пластмассовой шестерни сцепляется с другой шестерней, материал в точке контакта слегка деформируется и распределяет нагрузку на более широкую площадь. Благодаря такому принципу распределения нагрузки пластиковые шестерни могут противостоять износу и оставаться в рабочем состоянии дольше.

Конечно, пластиковые шестерни подходят не для всех областей применения. Пластмассы резко реагируют на экстремальные температуры, влияя на критические параметры, такие как размер, прочность и жесткость. Воздействие чрезмерной влаги может вызвать разбухание пластмассовой шестерни, в то время как пластмасса может быстро разрушиться при воздействии определенных химических соединений.

Что делает смазка для пластмассовых шестерен?

Лучший способ подчеркнуть важность смазки — это описать, что происходит с шестернями, когда они работают без смазки.. Когда зубья шестерни входят в контакт, точка контакта испытывает сжимающее напряжение, которое распространяется и перемещается по мере вращения шестерни. Из-за повторяющихся и продолжительных напряжений сжатия в зубах пластмассовый материал может испытывать любое из следующего:

  1. Тепловыделение
  2. Повышенное трение
  3. Увеличение энергии, необходимой для продолжения вращения шестерни.
  4. Износ внешней поверхности
  5. Ускоренная эрозия из-за свободного мусора.
  6. Открытые неровности поверхности

Помимо увеличения скорости износа пластмассовых шестерен, отсутствие смазки также снижает эффективность работы пластмассовых шестерен. В долгосрочной перспективе инвестиции в хорошую систему смазки окупаются тем, насколько сокращаются простои и необходимость в замене деталей.

Что конкретно делает смазка? По сути, он обеспечивает очень тонкую пленку, которая разделяет две поверхности зубьев шестерни, позволяя зубчатому колесу вращаться без прямого контакта зубьев. Смазочные материалы также имеют более низкий коэффициент трения, чем пластиковый материал шестерен, что снижает потери работы на трение и выделение тепла.

Нужна ли смазка для пластмассовых шестерен?

Ценность смазочных материалов признается практически всеми, кто когда-либо работал с шестернями. Они замедляют скорость разрушения деталей шестерен, предотвращают нагрев оборудования и позволяют шестерням работать с минимальным объемом работы. Однако пластмассы представляют собой особый случай по двум причинам: стандартные смазочные материалы на нефтяной основе не могут использоваться для пластиковых шестерен, а некоторые пластмассовые шестерни предназначены для использования без смазочных материалов.

Некоторые пластмассовые шестерни могут быть встроены в детали. со смазочными материалами, такими как ПТФЭ, силикон или графит. Они называются «внутренними смазочными материалами» и в значительной степени представляют собой коэффициент трения на поверхности пластмассовых шестерен. Тем не менее, существуют определенные рабочие условия, при которых использование внешней смазки выигрывает, даже если используемые пластиковые шестерни уже имеют встроенную смазку.

Однако вопрос химической совместимости очень важен. когда дело касается пластиковых шестеренок. Пластмассы более уязвимы к химическому разложению по сравнению с металлами, и это становится еще более очевидным, если учесть, что большинство смазочных материалов на нефтяной основе. Мы рассмотрим детали химической совместимости позже, но можно отметить, что смазочные материалы могут быть полезны для пластиковых шестерен, только если для их применения выбрана подходящая смазка..

Как выбрать подходящую смазку для пластмассовых шестерен

Учитывая то, что мы знаем о том, насколько важна пригодность смазки для пластмассовых шестерен при определении ее характеристик, какие характеристики, на которые следует обратить внимание? Если вы не хотите оставлять это на волю случая, вы можете выбрать смазку, которая может предоставить таблицу совместимости, где вы можете проверить материал вашего пластикового механизма. Однако вы также можете провести собственную проверку, учитывая следующие факторы:

1. Химическая совместимость

Фактор номер один, который следует учитывать, — совместимость смазки с материалом пластмассовой шестерни. Это означает, что контакт между смазкой и шестерней не приведет к преждевременному износу шестерни, что может привести к образованию ямок или трещин на поверхности шестерни в течение длительного времени. Помимо базового масла смазочного материала, при этой оценке необходимо учитывать любые присадки.

Как правило, любая смазка на нефтяной основе может повредить пластик. Сюда входит множество смазок, масел и вазелинов. Вместо этого большинство производителей пластмасс порекомендуют либо белую литиевую смазку, либо смазку на силиконовой основе. Литиевая смазка, состоящая из комбинации жирных кислот и гидроксида лития или карбоната лития, встречается гораздо чаще.

При разработке системы, в которой используются пластиковые шестерни, возможно, стоит знать, какие пластмассы являются наиболее распространенными. наиболее реактивны и наиболее подвержены химическому разрушению. Реактивные пластмассы включают полистирол, смолы АБС, поликарбонат, поливинилхлорид, полифениленоксиды и полисульфон. С другой стороны, нейлон, полиэфиры, полиэтилен, полипропилен и сложные полиэфиры терефталата известны своей высокой химической стабильностью.

2. Термическая стабильность

Когда дело доходит до термостабильности смазочного материала, вы должны учитывать оба конца спектра. При низких температурах некоторые смазочные материалы могут терять способность к образованию пленки из-за повышенной вязкости. Однако некоторые смазочные материалы могут начать вытекать из системы при воздействии высоких температур. Хуже того, некоторые соединения могут начать полностью разрушаться за пределами предписанного диапазона температур. При оценке термической стабильности смазки необходимо тщательно учитывать условия работы ваших пластиковых шестерен.

3. Хорошая смазывающая способность

Низкий коэффициент трения — одна из важных характеристик хорошего смазочного материала. Фактически, хорошая смазка должна процветать в тех условиях эксплуатации, для которых она предназначена — даже в условиях высоких нагрузок.

4. Подходящая вязкость

Смазка должна быть достаточно вязкой, чтобы образовывать тонкую и ровную масляную пленку, разделяющую движущиеся части шестерни. Защитная пленка должна быть однородной, равномерно распределенной по поверхности шестерни, иметь возможность проникать в небольшие углубления и иметь минимальное выдавливание даже при воздействии нагрузки..

Стоит упомянуть, что пластиковые шестерни со встроенными внутренними смазочными материалами, такими как ПТФЭ или силикон, могут препятствовать пленкообразующей способности внешних смазок. По этой причине большинству дизайнеров приходится выбирать между использованием пластиковых шестерен с внутренней смазкой или использованием внешних смазок со стандартными пластиковыми шестернями без вкраплений специальных составов.

Заключительные мысли

Универсальность пластика как материала для инженерии может удивить некоторых, особенно тех, кто знает, что пластик используется только для производства потребительских товаров. Пластик, будучи деформируемым и дешевым материалом, может быть использован для различных методов производства, например, для зубчатых колес, транспортирующих материалы или приводных механизмов.

Однако химический состав пластиковых зубчатых колес означает, что инженеры и дизайнеры должны быть осторожны с типом соединений, которые с ними соприкасаются. Сюда входят смазочные материалы — соединения, которые образуют очень тонкую пленку между соприкасающимися деталями редуктора. Смазочные материалы, являющиеся важным ингредиентом при работе с зубчатыми передачами, необходимо убедиться, что они не оказывают вредного воздействия на пластик.

Оцените статью
futurei.ru
Добавить комментарий