Dökme Demir
Daha düşük maliyet.
Kendiliğinden sönümlemeli.
Kırılgan.

Gri ve sünek dökme demir. AGMA Sınıf I / II. İlk maliyetin satın alma kararını belirlediği, düşük darbeli, yüksek miktarlı uygulamalar için idealdir.

Karbon ve Alaşımlı Çelik
Yüzeyi sertleştirilmiş.
Esnek.
Daha Yüksek Yaşam.

1045, 4140, 8620. Diş yüzeyinde sertlik (HRC) 55–60 arasındadır. Şok yükleri, yüksek devirli tahrik sistemleri ve diş yüzeyi aşınmasının kullanım ömrünü belirlediği her türlü uygulama için gereklidir.

Dökme Demir mi Çelik Dişli Çarklar mı: Her Birinin Mühendislik Açısından Gerekçeleri ve Seçimin Önem Kazandığı Durumlar

Kuzey Chungcheong Eyaleti'ndeki bir yem fabrikası, 2022 yılında konveyör sistemini yenilemek için dökme demir dişliler satın aldı. Bunlar, çelik muadillerine göre 35% daha ucuzdu, tedarikçi mevcut #80 zincirle uyumluluğunu doğruladı ve bakım müdürü daha önceki bir tesiste aynı tip konveyörde dökme demir dişlileri başarıyla kullanmıştı. On sekiz ay sonra, on iki tahrik pozisyonundan ikisinde dişli dişlerinde kırılmalar meydana geldi. Aşınma değil, kırılma. Kırılan dişler, konveyörün kova elevatörünün yükleme kolunu taşıdığı pozisyonlardaydı; bu pozisyonda konveyör zinciri, her kova aşağı doğru hareket sırasında dolduğunda anlık bir gerilim artışına maruz kalır. Dökme demir dişler, her kova yükleme olayında bir diş ucu kırılarak kademeli olarak kırılmış ve sonunda birden fazla diş eksik hale gelmiş ve zincir yerinden çıkmıştı. Yedek parça olarak sertleştirilmiş 1045 karbon çeliği kullanıldı. Sonraki 30 aylık çalışma süresinde herhangi bir kırılma yaşanmadı. 35% modelinde dökme demir dişli çarklarda sağlanan ilk maliyet tasarrufu, 18 aylık süre boyunca değiştirme ve arıza süreleri giderlerinde yaklaşık sekiz katına mal oldu.

Dökme demir dişliler, doğru uygulamalar için geçerli bir mühendislik spesifikasyonudur. Hata, dökme demir seçmekte değil; dökme demirin şok yüklemesi içeren uygulamalar için seçilmesindedir. Bu durumda, dökme demirin kırılgan arıza modu, çelikte meydana gelecek plastik deformasyon yerine, küçük bir diş aşırı yüklenmesini tam bir diş kırılmasına dönüştürür.

dişli çark 1

Dişli Çark Malzemesi Seçimini Belirleyen Üç Özellik

Diş Yüzeyi Sertliği
→ kullanım ömrünü yönetir

Diş yüzeyinin sertliği, zincir makarasının dişli çark diş profiline ne kadar hızlı aşındığını belirler. Daha sert bir diş yüzeyi, aynı makara temas gerilimi altında daha yavaş aşınır. Dökme demirin döküm halindeki diş yüzeyi sertliği 160–220 HB'dir (HRC ~0–18). Yüzey sertleştirilmiş çelik, diş yüzeyinde 55–60 HRC (yaklaşık 595–746 HB) değerine ulaşır. Sertlik farkı yaklaşık 4–5:1'dir ve aşınma oranı yaklaşık olarak sertlik oranının karesiyle orantılıdır; yani yüzey sertleştirilmiş çelik dişler, aynı tahrik sisteminde dökme demir dişlere göre yaklaşık 1/16–1/25 oranında aşınır.

Gri dökme demir
160–220 HB
Yüzey sertleştirilmiş çelik
HRC 55–60

Darbe Dayanıklılığı
→ darbelere karşı direnci yönetir

Gri dökme demirin çentikli darbe dayanıklılığı neredeyse sıfırdır; grafit pulu mikro yapısı, darbe yüklemesi altında çatlaklar olarak yayılan iç gerilim konsantrasyonları oluşturur. Malzemenin kırılma dayanıklılığı eşiğinin üzerindeki tek bir diş darbesi, dişin tamamen kırılmasına neden olur. Karbon çeliği (1045, 4140) 30-80 J (Charpy) darbe dayanıklılığı değerlerine sahiptir; aynı darbe yükü altında kırılmak yerine plastik olarak deforme olur. Şok uygulamaları için bu fark belirleyicidir: dökme demir bir dişe aşırı yük bindiren ilk darbe onu kırar; çelik bir dişe aynı aşırı yük bindirildiğinde ise diş hafifçe deforme olur, temas geometrisini azaltır ancak işlevini korur.

Gri dökme demir
~2–4 J
1045 çelik
40–80 J

Titreşim Sönümleme
→ gürültüyü kontrol eder

Gri dökme demir, çeliğe kıyasla üstün titreşim sönümleme özelliğine sahiptir; tokluğu azaltan grafit pulu mikro yapısı aynı zamanda titreşim enerjisini dağıtan iç sürtünme sağlar. Gri dökme demirin sönümleme katsayısı, karbon çeliğinin yaklaşık 10-25 katıdır. Makaralı temas gürültüsünün sorun teşkil ettiği yüksek hızlı zincir tahrik uygulamalarında (örneğin, takım tezgahı tahrikleri, enstrümantasyon konveyörleri, hassas ölçüm ekipmanlarının yakınındaki tahrikler), gri dökme demir dişliler, aynı zincir hızında çelik muadillerine kıyasla iletilen titreşimi ve akustik gürültüyü ölçülebilir şekilde azaltır.

Gri dökme demir
Yüksek sönümleme
Karbon çelik
Düşük sönümleme
Beklenenin aksine: Dökme demiri darbe emici uygulamalar için kötü bir seçim yapan özellik (grafit pulu mikro yapısı), aynı zamanda onu titreşim sönümlemesi açısından çelikten daha iyi yapan özelliktir. Grafit pulları, darbe yüklemesi altında çatlak başlatıcı ve sabit durum çalışması sırasında titreşim enerjisi emici görevi görür. Pürüzsüz, yüksek hızlı, düşük şoklu bir zincir tahrik sisteminde gri dökme demir dişli, çelik dişliye göre daha sessiz olacak ve bitişik yapılara daha az titreşim iletecektir. Ara sıra darbe yüklemesi (malzeme düşmesi, eğimli zincir başlatmaları, sıkışma ve serbest bırakma olayları) olan bir konveyör uygulamasında aynı dişli dişlerinde kırılmaya neden olacaktır. Dişlilerde malzeme seçimi sadece "çelik demirden daha iyidir" demekle sınırlı değildir; hangi özelliğin (aşınma direnci, tokluk veya sönümleme) belirli uygulamayı belirlediğini tespit etmeyi gerektirir.

Malzeme Karşılaştırması: Yedi Dişli Çark Malzeme Özellikleri

Malzeme Diş Sertliği Şok Direnci Kullanım Ömrü (göreceli) İşlenebilirlik Maliyet (göreceli) Başlıca uygulamalar
Gri dökme demir (FC200) 160–200 HB Çok düşük 1× (referans) Harika En düşük (1,0×) Hafif konveyör, düşük şoklu, yüksek hızlı sessiz tahrik sistemleri
Sünek dökme demir (FCD450) 180–240 HB Ilıman 1,4× İyi 1,2–1,4 kat Orta şiddette şok, tarımsal, düşük hızlı endüstriyel
C45 / 1045 karbon çeliği (işlenmiş hali) 200–250 HB Yüksek 1,5× İyi 1,3–1,6 kat Standart endüstriyel tahrik sistemleri, düz delikli veya konik kilitli.
1045 / C45 yüzey sertleştirilmiş HRC 55–60 yüzey Yüksek 5–8× İyi (sertleşmeden önce) 1,8–2,5 kat Çoğu endüstriyel güç iletimi — standart özellikler
4140 / SCM440 alaşımlı çelik (Q&T) 280–340 HB'den itibaren Çok yüksek 3–5× Ilıman 2,0–3,0× Yüksek darbe dayanımlı, ağır hizmet tipi konveyörler, pres transferi
8620 sertleştirilmiş HRC 58–62 yüzey Çok yüksek 7–12× Ilıman 2,5–3,5 kat Yüksek devirli, hassas indekslemeli, otomotiv şanzımanı
304 / 316L paslanmaz çelik 170–200 HB (işlenmiş hali) Ilıman 0,3–0,5 kat (güven aralığından düşük) Ilıman 3–5× Gıda işleme, kimyasal, yıkama - aşınmaya dayanıklı değil

Yüzey Sertleştirme: Diş Profilinin İşlemeden Önce Değil, Sonra Sertleştirilmesinin Nedenleri

Tek Zincirli Makaralı Zincir Dişlileri

Yüzey sertleştirme (karbürleme veya indüksiyonla sertleştirme), diş yüzeyine sert bir dış katman (kabuk) kazandırırken, altında düşük sertlikte dayanıklı bir çekirdek yapısını korur. Bu kombinasyon – aşınma direnci için sert yüzey, darbe direnci için dayanıklı çekirdek – zincir-dişli temasının tam olarak gerektirdiği şeydir: diş yüzeyi, aşınmadan tekrarlanan makara teması gerilimine dayanmalı, diş kökü ise zincir çekmesinden kaynaklanan eğilme gerilimine kırılmadan dayanmalıdır.

Dişli çark üretiminde kritik üretim sırası şöyledir: diş profilini son boyutlarına kadar işleyin, ardından yüzey sertleştirmesi yapın ve yalnızca delik hassasiyeti için gerekliyse hafif bir son işlem uygulayın. Henüz son boyutlarına kadar işlenmemiş bir diş profilini sertleştirmek pratik değildir; diş işlenmeden önce dişli çarkın tamamen sertleştirilmesi kesici takım ömrünü kısaltır ve yanlış diş geometrisi üretir. Sertleştirme adımı, diş profilinin işlenmesinden sonra yapılmalıdır.

Dişli çarklar için sertleştirme derinliği, #60–#100 zincir uygulamaları için tipik olarak 0,8–1,5 mm olarak belirtilir. 0,8 mm'den daha sığ olması, zincir çekimi altında diş büküldüğünde diş kökünde sertleştirme tabakasının kırılması riskini taşır. 1,5 mm'den daha derin olması ise, sertleştirme derinliği toplam diş kalınlığının –30'undan fazlasına yaklaştığında, dişin tüm kesitinin kırılganlaşması riskini taşır. Yüksek yük uygulamaları için, satın alma siparişinde sertleştirme derinliğini açıkça belirtmek (sadece "sertleştirilmiş" demek yeterli değildir) doğru yaklaşımdır.

Malzeme Seçim Karar Matrisi

Gri dökme demiri şu durumlarda belirtin:
  • Yükleme sorunsuz gerçekleşir (sarsıntı yok, geri tepme yok, sıkışma ve gevşeme yok).
  • Zincir hızı orta ila yüksek seviyededir ve gürültü azaltımı önemlidir.
  • Bütçe, sorunsuz yük koşullarının teyit edilmesiyle birlikte en önemli kısıtlama unsurudur.
  • Yüksek miktarda üretim gereklidir (dökme demir, düşük maliyetle karmaşık şekillerin seri üretimine olanak tanır).
  • Değiştirme sıklığı tahmin edilebilir ve planlıdır; arıza şekli kırılma değil, aşınmadır.
Aşağıdaki durumlarda yüzey sertleştirilmiş 1045 çeliği belirtin:
  • Herhangi bir ani yükleme mevcut veya olasıdır (malzeme düşürmeli konveyörler, pres transferi, başlatma/durdurma görevi).
  • Yüksek döngü sayısı, diş ömrünün uzamasını gerektirir (dönüşüm × 365 gün × çok yıllık).
  • Beklenmedik bir arızanın maliyeti, dökme demir ve çelik arasındaki maliyet farkını önemli ölçüde aşmaktadır.
  • Diş sayısı azdır (17T'nin altında) — daha küçük dişlilerde diş başına gerilim daha yüksektir ve daha iyi malzeme özelliklerine ihtiyaç duyulur.
  • Bu, çoğu endüstriyel güç aktarım zincir tahrik sistemi için standart özelliktir.
Aşağıdaki durumlarda 4140 / 8620 Alaşımlı Çelik belirtin:
  • Yüksek şok ve yüksek yükün aynı anda uygulanması (kırıcı tahrikleri, ağır aletlerle pres transferi)
  • Maksimum diş ömrü gereklidir (çok yıllık planlı bakım aralıkları).
  • Sürücüye bakım için erişim zordur (yüksek servis maliyetiyle gerekçelendirilir).
  • Yüksek hızlı hassas sürücüler (8620, ısıl işlem sayesinde daha iyi boyutsal kararlılık sağlar)

Sektöre Özgü Dişli Çark Malzeme Özellikleri

Kore gıda ve içecek ambalaj hatları. Kore'deki içecek sektöründe (Hite, OB, Lotte Chilsung) kullanılan üretim paketleme hatlarında, 30-80 m/dak hızlarda ve düzgün ürün yüklemeleriyle kasa taşıma ve şişe elleçleme için #60 ve #80 zincir tahrik sistemleri kullanılmaktadır. Bu uygulamalarda, orta ila yüksek zincir hızlarında titreşim sönümleme avantajı nedeniyle gri dökme demir dişliler yaygın olarak kullanılmaktadır. Şişeleme konveyörlerinin düşük şok profili (düzgün yüklemeler, topaklanma olmaması, sert başlangıç ​​olmaması) dökme demir dişli kırılma riskini çok düşük tutmaktadır. Bununla birlikte, yağlama ortamı yağa uyumlu dökme demir gerektirir; standart gri dökme demir uygundur; yağın bulunduğu yerlerde korozyon direncini artırmak için fosfatlanmış veya işlenmiş dökme demir gerekli değildir. Standart ANSI diş aralıkları için gri dökme demir dişli çarklar. Standart kama yuvası ve ayar vidası konfigürasyonlarıyla, işlenmiş iç yüzey olarak mevcuttur.

Çelik fabrikası ve ağır sanayi. Kore ve Vietnam çelik tesislerindeki tartım konveyörleri, çelik şerit sürükleme konveyörleri ve bobin transfer tahrik sistemleri, yüksek zincir gerilimi, aşındırıcı pul malzemesi kirlenmesi ve fırın bölgelerine yakınlıktan kaynaklanan termal döngü kombinasyonu nedeniyle dökme demir (şok) ve standart karbon çeliğini (yetersiz aşınma ömrü) dikkate almaktan çıkaran, tam sertleştirme veya derin yüzey sertleştirme işlemine tabi tutulmuş 4140 veya 8620 alaşımlı çelik dişli çarklar gerektirir. Çelik fabrikası dişli çarkları için yüzey sertliği spesifikasyonu tipik olarak 1,2–2,0 mm derinlikte HRC 58–62'dir ve her parti için sertlik sertifikası gereklidir. Uyumlu ağır hizmet zinciri Bu tahrik sistemleri için siparişler eş zamanlı olarak verilir, böylece temas arayüzünde tutarlı malzeme sertliği eşleşmesi sağlanır.

Tarım makineleri. Kore ve Güneydoğu Asya tarım uygulamalarında kullanılan biçerdöver tahrik dişlileri ve pirinç değirmeni konveyör dişlileri, farklı özelliklere sahiptir: Ana besleyici tahrik dişlileri (yüksek şok, değişken yük, taş darbesi) sünek dökme demir veya sertleştirilmiş karbon çeliği gerektirirken; düşük yükte temiz yardımcı tahrikler (tohum dozajlama, saman serpme, sap serpme) için gri dökme demir uygundur; bu uygulamalarda, büyük bir makine filosunda dişli başına maliyet tasarrufu gerçek bir ekonomik avantajdır.

dişli çark 2

Sıkça Sorulan Sorular

Dökme demir bir dişli çark, aynı diş sayısı ve çapa sahip karbon çelikten sipariş edilerek çelik dişli çarka dönüştürülebilir mi?
Evet, üretim kısıtlamaları dahilinde. Diş sayısı, delik çapı, kama yuvası ve göbek konfigürasyonu, zincir adımı için ASME B29.1 standardı boyutlarıyla eşleşiyorsa, aynı boyut özelliklerine sahip çelik bir eşdeğeri sipariş edilebilir. Tek fiziksel kısıtlamalar göbek duvar kalınlığı (çelik, aynı mukavemet için dökme demirden daha ince duvarlarla işlenebilir) ve flanş çapıdır (dökme demir, dövme çelik levhalara göre daha kolay karmaşık şekiller oluşturur). Başlangıçta dökme demir üretimi için belirtilen standart dışı göbek konfigürasyonları için (örneğin, telli göbekler veya karmaşık flanşlı profiller), çelik bir eşdeğerin işlenmesinin pratik olması için farklı bir göbek geometrisi gerekebilir. Tüm ANSI adımları için çelikten standart A plakalı ve B göbek konfigürasyonları mevcuttur.
Belgeleme olmadan bir dişlinin yüzey sertleştirme mi yoksa tam sertleştirme mi yapıldığını nasıl anlayabilirim?
Diş yüzeyinde yapılan bir eğe testi (sertleştirilmiş bir eğenin yüzey üzerinde sürüklenmesi) temel bir gösterge sağlar: yüzey sertleştirilmiş bir diş yüzeyi, eğeye camsı bir hisle ve görünür bir kesik olmadan direnç gösterir; tam sertleştirilmiş veya işlenmiş bir diş kolayca kesilir. Daha hassas bilgi için, diş yüzeyine taşınabilir bir Rockwell sertlik test cihazı uygulanarak doğrudan HRC değeri elde edilir. Sertleştirme derinliğini doğrulamak için, metalografik inceleme için alınan bir dişin kesiti (yüzeyden çekirdeğe Vickers mikro sertlik geçişi), kesin sertleştirme derinliğini ve profilini verir. Uygulamada, dokümantasyonun bulunmadığı dişliler için eğe testi en hızlı saha kontrolüdür; eğer eğe diş yüzeyini kolayca kesiyorsa (HRC 55'ten az), dişli sertleştirilmemiştir ve yüksek aşınma uygulamalarındaki hizmet ömrü, yukarıdaki karşılaştırma tablosundaki sertleştirilmemiş aşınma oranı değerleriyle tutarlı olacaktır.
Dişli çarkın diş sertliğinin, zincir makarasının sertliğiyle aynı olması gerekiyor mu?
Evet — zincir makarası ile dişli çark dişi arasındaki sertlik uyumsuzluğu, daha yumuşak olan bileşenin aşınmasını hızlandırır. Sertleştirilmiş makaralı standart zincir (tipik HRC 40–50), işlenmiş 1045 çelik dişli çarklar (200–250 HB = HRC 14–24) üzerinde çalışırken, dişli çark dişi makaradan daha hızlı aşınır. Bu genellikle kabul edilebilir çünkü dişli çark değişimi planlı bakımdır; zincir birincil aşınma göstergesidir. Planlı aralıklarla zincir ve dişli çarkların eş zamanlı olarak değiştirilmesinin amaçlandığı uzun ömürlü tahrik sistemlerinde, her iki bileşenin de temas arayüzünde benzer sertliğe sahip olması gerekir — sertleştirilmiş dişli çark (HRC 55–60), standart makaralı zincir sertleştirilmiş makaralarla (HRC 40–50) eşleştirildiğinde, zincirin önce uzaması ve aşınma göstergesini sağlaması, dişli çark yüzeyinin ise aynı aralıkta kullanılabilir kalması makul bir eşleşme sağlar.

Dökme Demir
1045 Yüzey Sertleştirilmiş
4140 / 8620 Alaşımı

Dökme demir, karbon çelik ve alaşımlı çelik dişliler, tüm ANSI hatve aralıklarında mevcuttur.

Uygulama yük tipinizi (düz / orta darbe / ağır darbe), zincir adımını, diş sayısını, delik çapını ve gerekli diş sertliğini açıklayın; biz de imalattan önce doğru malzemeyi belirleyip kasa derinliğini onaylayalım.

Editör: Cxm

Fabrikamızın Sanal Gerçeklik Turu

Etiketler:zincir dişlisi | Dişli çark | SPROCKET ÇİN