Hammasrattaat ja rattaat siirtävät liikettä ja voimaa. Metallissa tämä tapahtuu hiljaa ja tehokkaasti, mutta metalli vaatii voitelua, painaa paljon ja voi ruostua. Monissa sovelluksissa muovi riittää enemmän kuin hyvin, ja joskus se on ylivoimainen.
Muoviset hammasrattaat käyvät hiljaisemmin, painavat vähemmän ja eivät usein vaadi voitelua. Tämä tekee niistä soveltuvia elintarvikekoneisiin, lääkintälaitteisiin, toimistokoneisiin ja kuljettimiin, joissa puhtaus ja alhainen melutaso ovat tärkeitä.
Sopivat materiaalit
POM-C
POM-C on yleisin valinta muovisille hammasrattaille. Materiaali on jäykkä, mittapysyvä ja sillä on alhainen kitka, mikä antaa hiljaisen käynnin ja kestävän tarkkuuden. Se sopii kohtuulliselle kuormalle ja keskinkertaisille nopeuksille.
PA6
PA6 kestää korkeampia iskuja ja sillä on parempi kulutuskestävyys kuin POM-C:llä. Se sopii hammasrattaisiin, jotka altistuvat iskuille, tärinälle tai vaihtelevalle kuormalle. Öljytäytetty PA6 antaa vielä paremman liukuvuuden ja vähemmän kulumista metallipintoja vasten.
PEEK
PEEK:ia käytetään, kun lämpötila tai kemikaalit sulkevat muut muovit pois. Se on huomattavasti kalliimpaa, mutta kestää jatkuvaa lämpöä jopa 250 asteeseen ja aggressiivisia ympäristöjä.
PE-1000
PE-1000 sopii suurille, hitaasti pyöriville rattaille, joilla kulutuskestävyys ja alhainen kitka ovat tärkeämpiä kuin korkea tarkkuus. Se on kustannustehokas vaihtoehto raskaisiin sovelluksiin.
Materiaalien vertailu
| Materiaali | Paras käyttötarkoitus | Rajoitus |
|---|---|---|
| POM-C | Tarkkuus ja hiljainen käynti | Herkkyys vahvoille hapoille ja suurille iskuille |
| PA6 | Kuorma ja iskut | Imeää kosteutta, voi vaikuttaa tarkkuuteen |
| PEEK | Lämpö ja aggressiiviset ympäristöt | Korkea hinta |
| PE-1000 | Suuret rattaat ja alhainen kitka | Vähemmän jäykkä ja tarkka |
Rakenne ja koneistus
Muoviset hammasrattaat valmistetaan yleensä CNC-koneistamalla levyistä, tankoista tai putkista. POM-C ja PA6 soveltuvat erityisen hyvin sorvaamiseen ja jyrsintään tiukkoihin toleransseihin. Suunnittelussa on muistettava, että muovilla on korkeampi elastisuus kuin metallilla, joten hammasrattaiden välinen kontakti on hieman erilainen.
Kulumisen ja melun vähentämiseksi on hyvä parittaa muoviratas metalliakselin tai metallisen vastarattaan kanssa. Rataille tulisi myös jättää riittävästi välystä jatkuvan käytön ylikuumenemisen välttämiseksi. Elintarvikekontaktia vaativissa sovelluksissa on valittava kunkin materiaalin FDA-hyväksytty laatu.
Ääni ja tärinä
Yksi huomattavimmista eroista muovin ja metallin välillä hammasrattaissa on melutaso. Muovi vaimentaa tärinää ja antaa pehmeämmän siirtymän hampaiden välillä. Tämä on suuri etu työympäristöissä, joissa melu on ongelma, ja koneissa, jotka sijaitsevat toimisto- tai myymälätiloissa.
Vähentynyt tärinä vähentää myös muiden koneenosien kulumista ja voi parantaa paikannussovellusten tarkkuutta. Todella hiljaiseen käyntiin POM-C ja PA6 ovat yleisimmät valinnat, kun taas PE-1000 sopii, kun melu on vähemmän tärkeää kuin kulutuskestävyys.
Tyypilliset käyttökohteet
- Käyttö elintarvike- ja pakkauskoneissa
- Kuljettimet ja ketjupyörät
- Lääkintälaitteet ja laboratoriokoneet
- Toimistokoneet ja tulostimet
- Lineaariset käytöt ja kytkinlaitteet
Muovin edut verrattuna metalliin
- Hiljaisempi käynti ja vähemmän tärinää
- Pienempi paino, mikä vähentää hitautta ja energiankulutusta
- Ei tarvita voitelua kuivissa ympäristöissä
- Ei ruostu ja kestää monia kemikaaleja
- Voidaan jyrsiä ja sorvata korkeaan tarkkuuteen
Oikean materiaalin valinta
Tavallisille hammasrattaille kohtuullisella kuormalla POM-C on oikea lähtökohta. Iskuille ja korkeammille kuormille PA6 on parempi. Lämmölle tai aggressiivisille kemikaaleille PEEK on vaihtoehto. Suurille, hitaasti pyöriville rattaille, joilla hinta on tärkeä, PE-1000 on kokeilemisen arvoinen.