Peek ranplase metal epi li se premye itilize nan Mercedes-Benz Gearbox Gears

Peek ranplase metal epi li se premye itilize nan Mercedes-Benz Gearbox Gears

High-pèfòmans plastik tankou polyetheretherketone (PEEK) ofri anpil opòtinite itil pou amelyorasyon Kovèti pou. Angrenaj PEEK yo te itilize pou premye fwa nan bwat Mercedes-Benz.

Mass angrenaj balance te fè nan Vestakeep 5000 g se premye angrenaj yo plastik yo dwe itilize nan Mercedes-Benz transmisyon. Li ranplase Kovèti pou metal la deja itilize yo

Angrenaj plastik yo piti piti ranplase angrenaj metal tradisyonèl nan anpil aplikasyon teknik paske yo pi lejè, peyaj, gen bon pwopriyete sèk-kouri, gen friksyon ki ba ak mete, epi yo ka manifaktire avèk efikasite. Pwodwi ki fèt nan plastik pèfòmans-wo tankou polyetheretherketone (PEEK) yo jeneralman plis ki estab mekanikman, tèmik ak chimikman pase angrenaj te fè nan plastik jeni e konsa pèmèt valè limit pwolonje chaj. Yon avantou enpòtan pou sa a se evalyasyon konfòmite ak konsepsyon eleman apwopriye pou ki kalite plastik.

Nan 2018, yo te yon sant konpetans pou triboloji ki te fonde nan Darmstadt, Almay, pou devlopman nan pèfòmans-wo plastik pou pwodiksyon an nan eleman sijè a estrès friksyon, tankou: PEEK, poliamid 12 (PA12) ak polyimide (PI). Anplis de metòd konvansyonèl tankou PIN-sou-ki gen kapasite ak boul-sou-ki gen kapasite tès (via mini traktè), yo enstale yon nouvo kalite mare tès (Fig. 1).

Figi 1: Sant konpetans Triboloji nan Darmstadt, Almay, te enstale yon mare tès Kovèti pou pou fè tès angrenaj plastik: li pèmèt konsepsyon Kovèti pou pa detèmine valè eleman-espesifik karakteristik

Tès ban pou evalyasyon angrenaj plastik

Konpòtman friksyon ak mete nan angrenaj se konplèks ak depann sou ensiste yo espesifik lokal yo an kontak ak pinyon an asye ak kondisyon sa yo nan anviwònman an pandan operasyon. Pou dat, ni tès modèl tankou PIN-sou-disk tès ni konbinezon tradisyonèl nan tès estatik ak dinamik mekanik sou echantiyon estanda yo te kapab byen evalye konpòtman an nan angrenaj plastik nan operasyon akòz kondisyon yo espesyal may nan angrenaj yo. Olye de sa, valè karakteristik eleman espesifik pou konsepsyon ka detèmine sou angrenaj plastik nan tès eleman sou nouvo ekipman pou tès la. Dinamik friksyon ak mekanik altène charj yo aplike nan metal la kondwi pinyon nan dan yo Kovèti pou plastik anba defini chaj koupl, vitès ak kondisyon tanperati. Ka angrenaj plastik grese ak lwil oswa grès elatriye ka konpare ak sèk kouri angrenaj plastik.



Se tès la te pote soti dapre Alman VDI 2736-4 estanda a ("angrenaj tèrmoplastik: detèminasyon nan karakteristik kapasite chaj Kovèti pou") detèmine kapasite nan chaj dan ak koyefisyan mete nan kouche chaj diferan. Rezilta sa yo yo te itilize kòm done anvan tout koreksyon nan pwogram pwofesyonèl simulation konsepsyon Kovèti pou ede kliyan optimize desen. Tès tipikman kontinye jiskaske Kovèti pou la echwe akòz mete fas oswa ka zo kase rasin dan. Tanperati rasin dan afekte varyasyon nan chaj li ka kenbe tèt ak, kidonk li ka mezire ak kontwole ak enfrawouj (IR) detèktè sou kanpe tès ki egziste deja.

Konvenk pwopriyete mekanik ak rezistans chimik nan gade vit

Lè devlope polymers pèfòmans-wo pou angrenaj, diferan kondisyon yo mekanik, tèmik ak tribolojik yo ta dwe amonize kòm anpil ke posib dapre ensiste yo ki enplike nan sa. Sèten modifikasyon materyèl ka yon move efè sou pèfòmans Kovèti pou. Pou egzanp, aditif ki pafwa yo itilize amelyore pwopriyete anti-mete oswa diminye friksyon ka afekte konpòtman an dinamik mekanik nan yon Kovèti pou (ki depann sou karakteristik patikil ak Adhesion li nan matris la plastik) si yo vin sous la nan domaj oswa fant posibilite ).

Konpare ak plastik jeni tankou polyoxymethylene (POM), PA6 ak PA66, pèfòmans nan plastik wo-wo gen anpil avantaj lè yo itilize kòm yon materyèl Kovèti pou. An patikilye, li kapab tou transfere charj segondè nan tanperati ki wo. Akòz absòpsyon dlo neglijab li yo ak ba kontraksyon ak pòs-shrinkage, pati modle yo dimansyonèl ki estab, ak ki baze sou estrikti a molekilè nan materyèl tèrmoplastik, li se tou trè chimikman rezistan. Pwopriyete sa yo enpòtan sitou lè angrenaj yo grese ak lwil motè oswa likid transmisyon, ki se yon anviwònman korozivite pou anpil plastik.

Depo nan lwil rete chanje

Lè w ap pran to elongasyon an apre depo kontak konplè nan lwil Kovèti pou kòm yon egzanp (Figi 2), nou ka wè ke gade vit (Brand: Evonik Vestakeep 4000 g) se pi bon pase poliftalamid (PPA, Brand: Vestamid Htplus, genyen modèl la plis dirab) se yon poliamid pasyèlman aromat ak estabilite tanperati ki wo. Elongasyon an nan sede nan gade vit pa t 'chanje, men elongasyon an nan repo nan PPA diminye siyifikativman apre depo pou 500 èdtan. Karakteristik yo frajil nan PEEK yo reflete nan elongasyon an nan sede, pandan y ap PPA se reflete nan elongasyon an nan kraze akòz mank nan pwolonjman nan sede. Lòt tès fòs enpak plis demontre konpòtman mekanik embrittlement li yo.

Figi 2: Sede elongasyon nan gade vit ak kraze elongasyon nan PPA apre depo kontak konplè nan lwil Kovèti pou nan 150 ° C: elongasyon nan PPA diminye anpil nan yon ti tan, pandan y ap elongasyon nan pousantaj gade vit rete menm jan an.

Konpare ak lòt plastik jeni, trè wo a mekanik ak tèmik estabilite te fè li succe ssful nan aplikasyon pou Kovèti pou. Sa a se ilistre nan tès angrenaj ki fèt ak segondè pwa molekilè ductile gade anba anba sèk ak lwil oliv-lubrifize kondisyon nan 80 ° C ak 130 ° C, respektivman, lè l sèvi avèk mare nan tès ki dekri (Fig. 3). Se Kovèti pou an plastik kondwi nan 650rpm pa yon lye ak yon dite sifas espesifik ak brutality. Rezilta a se ke lwil oliv-lubricated gade vit ka transmèt charj trè wo sou yon lavi sèvis trè long. Anba kondisyon sèk-kouri, angrenaj tipikman echwe akòz mete fas, pandan y ap anba lwil oliv-lyèr kondisyon, angrenaj tipikman echwe akòz fatig-pwovoke ka zo kase rasin.

Figi 3: Tès mekanik nan angren

Diminye friksyon ak gade vit

Lòt avantaj nan gade vit gen ladan ekselan tribolojik ak mete pwopriyete, espesyalman mete ki ba ak koyefisyan nan friksyon. Lèt la asire ekonomi enèji si wi ou non kouri sèk oswa grese. Sa a te konfime nan yon lòt eksperyans (Fig. 4). Koefisyan friksyon nan asye-asye ak gade vit-asye konbinezon nan boul-sou-ki gen kapasite tès nan lwil motè a 23 ° C ak 130 ° C pa pase yon boul asye ak yon reyon 9.5 mm ak yon disk asye ak yon sèk Peek Disk te etidye. Pandan eksperyans lan, yo te boul la asye chaje ak 30N ak opere ak yon rapò glise-woulo liv nan 25%, ki ka itilize yo teste mouvman an glise-woule nan de konbinezon materyèl.

Fig. 4: Koefisyan friksyon nan asye-asye ak gade vit-asye konbinezon nan lwil motè: koefisyan yo siyifikativman pi ba ak itilize nan pèfòmans-wo plastik Vestakeep 5000 g la

Sa yo rele koub la Stribeck montre ke itilize nan gade vit-asye konbinezon nan lwil oliv-livri sistèm pèmèt solisyon trè enèji-efikas. Se koyefisyan nan friksyon nan konbinezon an asye-asye ogmante nan orijinal la 4-7 fwa. Sa a ka eksplike pa konpòtman an viskoelastik nan gade vit ak ki kapab lakòz pi ba presyon Hertzian ant sifas yo kontak.

Konpòtman an viskoelastik ak bon efè tranpaj nan gade vit yo tou rezon pou karakteristik bèl bri li yo. Avèk eliminasyon an nan bri motè entèn combustion, transmisyon silans yo ap vin pi plis ak plis enpòtan, espesyalman pou machin elektrik. Nan inite grès-lucricated helikik, konbinezon an gade-asye siyifikativman diminye bri ayeryèn, nan kèk ka pa plis pase 10dB (Fig. 5). Mezi yo te pote soti nan endistriyèl la ak otomobil platfòm Koperasyon Teknoloji (IFA) nan fakilte a nan Jeni mekanik nan Ruhr-Inivèsite Bochum, Almay.

Figi 5: mezi bri ayeryèn nan grès-lubricated gadeur-asye ak asye-asye konbinezon nan yon inite Kovèti pou silendrik nan 3000 rpm: pa itilize gade vit, nivo a bri te menm redwi pa plis pase 10 dB nan kèk ka

Mercedes-Benz: plastik olye pou yo metal

Avantaj ki dekri anwo a pèmèt aplikasyon seri a nan angrenaj PEEK nan transmisyon mas balanse soti nan Mercedes-Benz (imaj header). Sa a se premye Kovèti pou an plastik gade nan sa a aplikasyon motè difisil, ranplase deja dedye angrenaj metal. Apre yon seri de tès ak evalyasyon pa patnè fabrikasyon, PEEK se pare pou itilize nan anviwònman sa a piman bouk. Angrenaj yo manifaktire pa bòdi piki, ki se pri-efikas ak egzak, epi yo pa mande pou vaste pòs-pwosesis jan sa te deja ka a ak metal. Anplis de sa, moman sa a mas pi ba nan inèsi pandan kondwi sove enèji ak pèmèt lis kouri ak konpòtman ki ba-bri.

Rezime ak pespektiv

Soti nan jeni tradisyonèl otomobil nan robotic nan dron, aplikasyon yo potansyèl pou angrenaj plastik yo trè divès. High-pèfòmans plastik tankou gade vit elaji itilize nan angrenaj plastik nan transmisyon nan pi wo koupl, vitès ak tanperati chenn. Pou reyalize sa a, yo dwe fèt ak plastik nan tèt ou pou yo ka itilize yo nan pi piti, pi lejè ak plis enèji-efikas aparèy. Pwopriyete sa yo ekselan pral ankouraje aplikasyon an nan angrenaj PEEK nan machin elektrik ak plis ranplase angrenaj metal. Enprime 3D pral ede nan ka sa a. Li pral tou louvri moute nouvo posiblite aplikasyon an. Aplikasyon an nan plis solisyon ibrid ak entegrasyon an nan fonksyon adisyonèl tankou refwadisman ak chanèl wilaj tou pote plis opsyon.

Tout moun nan tout, konplèks milti-eleman piki teknoloji bòdi pote libète konsepsyon menmen nan konsepsyon Kovèti pou. Sa fè li posib pou itilize pwodwi ki fèt ak plastik mete-optimize nan zòn nan dan dan, dite-modifye plastik nan zòn nan rasin dan, metal oswa trè ensiste fibre-ranfòse plastik nan zòn nan alantou pik la chaj, elatriye. Yo pèmèt pri -Efèktif ak egzak pwodiksyon, egzanp via mwazi Rotary. Anplis de sa, gade ki baze sou pwodwi materyèl entelijan pèmèt konsepsyon an nan sistèm tribolojik san yo pa grès machin ekstèn nan yon enèji-efikas ak materyèl-ekonomize fason (atravè ranfòsman ak aditif).