Zupčanici su komponente sustava za prijenos snage. Svim pogonskim elementima stroja upravljaju zupčanici koji upravljaju momentom, brzinom i smjerom vrtnje. Postoje mnoge zamršenosti različitih vrsta zupčanika. Zapravo, odabir vrste zupčanika nije jednostavan proces. Ovisi o mnogim razmatranjima. Utjecajni čimbenici uključuju fizički prostor i raspored osovine, prijenosni omjer, opterećenje, točnost i razinu kvalitete.
Mnogi zupčanici izrađeni su korištenjem različitih materijala i s različitim kriterijima izvedbe ovisno o industrijskoj upotrebi. Ovi zupčanici dolaze u različitim kapacitetima, veličinama i omjerima brzine. Međutim, glavna funkcija je pretvaranje ulaza glavnog pokretača u izlaz s visokim okretnim momentom i niskim brojem okretaja u minuti. Ove obitelji opreme imaju različite primjene od poljoprivrede do zrakoplovstva.
Materijali za zupčanike
Mnoge različite vrste čelika, bronce, lijevanog željeza, mesinga, nodularnog željeza, aluminija, metala u prahu i polimera mogu se koristiti za izradu zupčanika. Čelik je najrasprostranjeniji i najprivlačniji od ovih materijala, dajući dobitnu kombinaciju visokog omjera čvrstoće i težine, dobre otpornosti na habanje, mogućnosti poboljšanja fizičkih kvaliteta toplinskom obradom i konkurentne cijene.
Materijali visoke cijene možda ne jamče vrhunsku opremu. Za neke primjene mogu biti potrebni aluminij, mjed, bronca, polimeri, fenolni materijali, metali u prahu različitih sastava ili nehrđajući čelik. Materijali zupčanika se dijele na dvije vrste: metalne i nemetalne. Polimeri, elastomeri, keramika, staklo i kompozitni materijali pet su osnovnih vrsta nemetalnih materijala. Metalni materijali se klasificiraju u dvije vrste: željezni metali, koji uključuju čelik, i obojeni metali, koji uključuju brončane i aluminijske legure.
Kako bi se ispunili ovi bitni elementi, dostupan je širok raspon materijala. Materijali koji se koriste u opremi mogu varirati od drva do modernih sintetičkih materijala, kao i željeznih metala, obojenih metala, metala u prahu i plastike. Također su otkriveni antički zupčanici izrađeni od kamena. Upotrijebljeni materijal utječe na sposobnost podnošenja opterećenja, čvrstoću, otpornost na udubljenje, vijek trajanja i cijenu opreme.
Kako odabrati materijal zupčanika
Prvo, materijal zupčanika treba odabrati na temelju funkcije aplikacije. Dizajn precizno izrađenog zupčanika užasno će propasti ako materijal nije prikladan za potrebnu funkciju. Odabrani materijal će utjecati na proizvodni proces.
Odluka će se temeljiti na uslugama, proizvodnji i ekonomskim potrebama. Zupčanici, jednostavno rečeno, prenose snagu ili gibanje. Čelik se koristi u velikoj većini zupčanika za prijenos snage. Iznimke su čelični pužni zupčanici za upotrebu s brončanim zupčanicima i plastični za smanjenje snage. Predviđeno je da će većina zupčanika nositi teška opterećenja i zahtijevat će toplinsku obradu kako bi se poboljšala čvrstoća i otpornost na trošenje. Plastični ili neželjezni materijali obično se koriste za izradu zupčanika samo za kretanje.
Odabir materijala zupčanika je težak i mora biti povezan s jedinstvenim zahtjevima opterećenja i životnog vijeka primjene. Moraju se uzeti u obzir kompatibilnost materijala, kemijski sastav, sastav, mehanička svojstva i cijena opreme za spajanje. Otpornost na koroziju i električna ili magnetska svojstva mogu se zahtijevati ovisno o materijalu za primjenu zupčanika.
