Jak wybrać właściwe koła zębate ze stali?

Koła zębate stanowią jeden z najczęściej stosownych podzespołów konstrukcyjnych, a swoje zastosowanie znajdują nie tylko w budowie maszyn czy pojazdów mechanicznych, ale także w sprzęcie rolniczym czy urządzeniach gospodarstwa domowego. W zależności od swojego przeznaczenia różnią się od siebie kształtem i wielkością, dzięki czemu pasują zarówno do małych zegarków na rękę, jak i przekładni okrętowych o znacznych gabarytach.

Koło ze stali nawęglanej

koło zębateKoła zębate wykonuje się z różnych materiałów, co jest uzasadnione głównie od ich przeznaczenia. W przypadku mechanizmów, które wymagają dużej wytrzymałości, są to stopy stali, z kolei w urządzeniach gospodarstwa domowego odnaleźć można słabo odporne na ścieranie koła zębate z tworzyw sztucznych. Koło zębate ze stali poddaje się nawęglaniu, dzięki czemu jego powierzchnia staje się twarda, a przede wszystkim odporna na zużycie. Nasyca się je węglem na głębokość 0,8 i 1,5 mm, a następnie poddaje obróbce cieplnej w przedziale temperatur od 880 do 1050 stopni Celsjusza, co jest bezpośrednio uzależnione od rodzaju stali poddawanej temu procesowi. Stal może podlegać obróbce cieplnej zarówno po nacięciu zębów, jak i przed ich nacięciem – do drugiego rodzaju zaliczają się stale o małych i średnich przekrojach. Niskimi właściwościami wytrzymałościowymi rdzenia odznaczają się gatunki chromowo-manganowe takie, jak 14HG, 16HG czy 20HG i dlatego najlepiej sprawdzą się w drobnych podzespołach w spokojnych warunkach pracy.

koło zębatePodobnie ma się rzecz w przypadku stali chromowych, np. 1rH, 17Cr3, z kolei 18HGT, dzięki zawartości tytanu, odporny jest na wyższą temperaturę i dlatego też pierwszy etap obróbki cieplnej trwa krócej. Stale chromowo-manganowo-molibdenowe i chromowo-molibdenowe (np. 14HGM, 19HM) zazwyczaj stosowane są w większych podzespołach, ponieważ cechują się zarówno dużą plastycznością rdzenia, jak i wysoką wytrzymałością powierzchni. Natomiast gatunki chromowo-niklowe czy też chromowo-niklowe z dodatkiem wolframu lub molibdenu, np. 15HN, 18H2N2, 18H2N4MA, dobrze sprawdzą się w środowisku, które narażone jest na silne, zmienne przeciążenia oraz uderzenia i z tego powodu użyte do podzespołów konstrukcyjnych koła zębate muszą wyróżniać się wysoką wytrzymałością i ciągliwością rdzenia.

Wybierając odpowiedni gatunek stali służący do wykonania kół zębatych, należy zatem zwrócić uwagę na kilka czynników. Pierwszym z nich jest charakter pracy, który może być ciągły lub przerywany. Ponadto znaczenie mają również szybkość obwodowa, przenoszona moc czy temperatura pracy. Należy też zastanowić się, czy środowisko to łatwo ulega korozji oraz jak bardzo wytrzymały materiał jest potrzebny do podzespołu konstrukcyjnego.