Come funziona il cambio universale in condizioni di carico elevato ed estremo?

Le prestazioni di cambio universale In carichi elevati e ambienti estremi è un problema chiave nella progettazione e utilizzo. L'impatto di carichi elevati e ambienti estremi (come alta temperatura, bassa temperatura, umidità, gas corrosivi, ecc.) Sui cambi di cambio si riflette principalmente nella stabilità, durabilità e affidabilità della trasmissione degli ingranaggi. Al fine di garantire che i cambi universali possano ancora funzionare in modo efficiente in queste condizioni, sono generalmente richieste alcune strategie speciali di progettazione e ottimizzazione.

In condizioni di carico elevato, i cambi devono resistere a una maggiore pressione e un impatto più forte, il che pone requisiti più elevati sul sistema di ingranaggi del materiale, della progettazione e della lubrificazione.

In condizioni di carico elevato, la selezione del materiale degli ingranaggi è cruciale. I materiali ad alta resistenza comunemente usati includono acciaio in lega, acciaio al carbonio e acciaio inossidabile ad alte prestazioni, che hanno un'alta resistenza alla compressione e resistenza all'usura. Al fine di migliorare ulteriormente la durata degli ingranaggi, gli ingranaggi sono generalmente trattati con il calore, come tempra e tempra, per migliorare la durezza e la resistenza all'usura degli ingranaggi. Inoltre, la superficie degli ingranaggi può anche essere trattata mediante nitriding, carbburizzazione e altri processi per migliorare la sua resistenza alla fatica.

Durante la progettazione, è necessario garantire una distribuzione uniforme del carico selezionando ragionevolmente il rapporto di trasmissione dell'ingranaggio per evitare danni causati da un carico eccessivo su un determinato marcia. Una pratica più comune è quella di utilizzare un design degli ingranaggi a più stadi per aumentare la capacità di carico del cambio distribuendo il carico. Inoltre, il design del dente dell'ingranaggio influenzerà anche l'efficienza della trasmissione del carico. Ad esempio, gli ingranaggi elicoidali hanno una migliore capacità di carico e caratteristiche di trasmissione più fluide rispetto agli ingranaggi.

In condizioni di carico elevato, l'attrito e l'usura degli ingranaggi aumenteranno in modo significativo, quindi il sistema di lubrificazione è particolarmente importante. I cambi generali di solito usano la lubrificazione del bagno d'olio o un forte sistema di iniezione di olio per garantire le prestazioni di lubrificazione degli ingranaggi sotto carichi elevati. I lubrificanti ad alte prestazioni (come lubrificanti o oli sintetici ad alta temperatura) possono ridurre l'attrito, ridurre il aumento della temperatura ed estendere la durata di servizio degli ingranaggi. Inoltre, la pulizia del lubrificante deve anche essere controllata regolarmente per evitare che le impurità danneggiano gli ingranaggi.

L'impatto delle condizioni di temperatura estrema sulle prestazioni del cambio si riflette principalmente nell'espansione termica del materiale, nelle prestazioni di lubrificazione, nella tenuta e nelle condizioni di lavoro degli ingranaggi e dei cuscinetti.

In ambienti ad alta temperatura, i materiali e i sistemi di lubrificazione del cambio devono avere una migliore stabilità termica. Il materiale dell'ingranaggio deve essere in grado di resistere a temperature elevate senza un'eccessiva espansione o deformazione termica. I materiali per ingranaggi ad alta temperatura comunemente usati includono acciai in lega ad alta temperatura e leghe di titanio, che hanno una forte resistenza alla deformazione termica. A temperature elevate, la fluidità e la viscosità dell'olio lubrificante saranno influenzate, quindi è necessario selezionare olio lubrificante con stabilità ad alta temperatura e sostituirlo regolarmente per evitare il deterioramento dell'olio. Inoltre, è necessario prestare particolare attenzione alla progettazione della tenuta per prevenire le perdite di olio causate da alta temperatura.

In condizioni di bassa temperatura, saranno interessate le prestazioni dei materiali per ingranaggi e dell'olio lubrificante. Molti materiali metallici diventeranno fragili a basse temperature, quindi è necessario selezionare materiali in lega con buone prestazioni a bassa temperatura e eseguire un trattamento adeguato a bassa temperatura. L'olio lubrificante può diventare troppo viscoso in ambienti a bassa temperatura, influenzando la fluidità, con conseguente scarsa lubrificazione. Pertanto, gli oli lubrificanti a bassa temperatura vengono generalmente utilizzati in ambienti a bassa temperatura. Questi oli hanno una buona fluidità e adesione e possono fornire prestazioni di lubrificazione sufficienti in condizioni di bassa temperatura.

Gli ambienti corrosivi, in particolare gli ambienti di acqua chimica o salata, possono avere un impatto maggiore sull'involucro esterno e sulle parti interne del cambio. L'involucro esterno e le parti interne del cambio di solito devono essere trattati con protezione da corrosione.

In ambienti corrosivi, le leghe in acciaio inossidabile o resistenti alla corrosione vengono spesso utilizzate per produrre l'involucro esterno del cambio o uno strato di rivestimento anticorrosione (come il rivestimento di resina epossidica) viene applicata alla sua superficie. Questi materiali e rivestimenti possono resistere efficacemente all'erosione di sostanze corrosive come acidi, alcali e sali.

Anche il design della tenuta anticorrosiva è molto importante, soprattutto quando si tratta di sigillare e impedire che la perdita di olio lubrificante. Un buon design di tenuta non può solo impedire a sostanze corrosive esterne di entrare nel cambio, ma anche impedire che olio lubrificante perde, riducendo la perdita del cambio.

In alta umidità e ambienti polverosi, i cambi possono essere invasi da inquinanti come l'umidità e la polvere, causando il fallimento del sistema di lubrificazione o l'aumento dell'usura delle parti interne.

Il design protettivo del cambio deve adottare una struttura altamente sigillata per impedire all'umidità e alla polvere di entrare in interno. Soprattutto per i cambi utilizzati all'aperto o in ambienti difficili, di solito è necessario utilizzare un elevato sigillo del livello di protezione (come il livello IP65 o IP67) per garantire che possa ancora funzionare normalmente in un ambiente umido o polveroso.

Per ambienti ad alta umidità, è possibile installare un dispositivo di riscaldamento o un deumidificatore all'interno del cambio per impedire l'accumulo di umidità di causare emulsionamento dell'olio lubrificante o della ruggine. Questo design viene solitamente utilizzato nei cambi che funzionano a lungo in un ambiente umido.

Le prestazioni dei cambi di uso generale in carichi elevati e ambienti estremi sono strettamente correlate al design. Solo dopo aver considerato in modo completo carichi elevati, variazioni di temperatura, ambienti corrosivi e altre condizioni estreme possono essere progettati un cambio a performance ad alte prestazioni che si adatta a una varietà di condizioni di lavoro complesse.