Por que usar peek para desgastar engrenagens

Espreitar engrenagens de plástico: o material do futuro, várias vezes mais fortes que as engrenagens de metal

No campo industrial moderno, o desempenho dos materiais determina diretamente a vida útil do serviço, a eficiência operacional e o custo geral dos produtos. Entre eles, a resistência ao desgaste, como um importante indicador da capacidade de um material de resistir ao desgaste, é ainda mais crítico para as engrenagens, um componente essencial no equipamento mecânico. Nos últimos anos, o material Peek (poliéter éter cetona) emergiu gradualmente como um material chave na seleção de engrenagens resistentes ao desgaste devido à sua excelente resistência ao desgaste, resistência mecânica, resistência química e estabilidade de alta temperatura. Neste artigo, examinaremos mais de perto as propriedades de resistência ao desgaste da Peek e por que é o material de escolha na fabricação de engrenagens de desgaste.

O poliether éter cetona (PEEK) é um plástico de engenharia especializado com excelentes propriedades e é usado em uma ampla gama de aplicações, especialmente na fabricação de equipamentos, onde os materiais de espiada mostram vantagens únicas.

Características de desempenho dos materiais de espiada

Excelentes propriedades mecânicas

Peek tem alta resistência e rigidez, sua resistência à tração pode atingir 90 - 100 MPa, a força de flexão pode atingir 140 - 160 MPa. Comparado com os plásticos de engenharia tradicionais, as propriedades mecânicas da PEEK são mais destacadas. Ao mesmo tempo, o Peek também possui boa resistência à fadiga e resistência ao desgaste, o que torna as engrenagens de espidade no processo de operação de longa data podem manter um desempenho estável, menos propenso a rachaduras de fadiga e problemas de desgaste excessivos. Por exemplo, em alguma carga alta, o ambiente de trabalho de alta velocidade, a vida útil das engrenagens de peek excede em muito a das engrenagens de metal tradicionais e engrenagens de plástico.

Boas propriedades auto-lubrificantes

Os materiais de espiada têm inerentemente um baixo coeficiente de atrito, geralmente entre 0,1 e 0,3, e boa resistência ao desgaste. As engrenagens de Peek podem operar sem lubrificação, reduzindo a dependência de sistemas de lubrificação externa, custos de manutenção e complexidade do sistema. Além disso, as propriedades auto-lubrificantes de Peek reduzem efetivamente o atrito e o desgaste entre as engrenagens, melhorando a eficiência da engrenagem e a vida útil do serviço. Por exemplo, as propriedades auto-lubrificantes das engrenagens de Peek são particularmente importantes em equipamentos onde o espaço é limitado e é difícil instalar um sistema de lubrificação, como micromachinaria e equipamentos médicos.

Excelente resistência à alta temperatura

O PEEK tem uma temperatura de transição vítrea (TG) de cerca de 143 ° C, um ponto de fusão de cerca de 343 ° C e uma temperatura de serviço a longo prazo de 250 - 260 ° C. As engrenagens de peek também estão disponíveis em uma ampla gama de temperaturas. Em altas temperaturas, o PEEK ainda mantém boas propriedades mecânicas e estabilidade dimensional sem amaciar, deformação ou outros problemas. Isso permite que as engrenagens do Peek funcionem corretamente em ambientes de alta temperatura, como em motores automotivos, equipamentos aeroespaciais, equipamentos de aquecimento industrial e outras condições de trabalho de alta temperatura, as engrenagens de peek têm boas perspectivas de aplicação.

Resistência química

Peek possui excelente resistência química e pode resistir à maioria dos ácidos, álcalis e solventes orgânicos. Em alguns ambientes de trabalho quimicamente corrosivos, como equipamentos químicos, campos petroquímicos e outros, as engrenagens de espidade podem funcionar de forma estável por um longo tempo sem degradação ou falha de desempenho devido à corrosão química.

Boa estabilidade dimensional

O coeficiente linear de expansão térmica de Peek é pequeno, cerca de 5 × 10-⁵ / ℃, no ambiente de grandes alterações de temperatura, a mudança dimensional das engrenagens de peek é pequena e pode manter alta precisão e estabilidade. Isso é de grande importância para os sistemas de transmissão de engrenagens que requerem alta precisão, como instrumentos de precisão e máquinas -ferramentas CNC.

Baixa absorção de água

O PEEK possui baixa absorção de água, que geralmente é inferior a 0,5%. Em um ambiente úmido, o desempenho das engrenagens de Peek não será bastante afetado e pode manter uma condição de trabalho estável.

Vantagens de aplicação de engrenagens de peek

Redução de peso

Comparado com engrenagens metálicas, a densidade do material de espiada é baixa, cerca de 1,3 - 1,4 g/cm³, apenas 1/5 - 1/6 de aço. O uso da espiada para fabricar engrenagens pode reduzir bastante o peso das engrenagens, reduzindo assim o peso de todo o sistema de transmissão, melhorando a eficiência operacional de equipamentos e economia de energia. Em áreas aeroespaciais, automotivas e outras com requisitos de alto peso, as vantagens leves das engrenagens de Peek são particularmente óbvias. Por exemplo, o uso de engrenagens de peek em vez de engrenagens de metal no sistema de combustível de um avião pode reduzir o peso do avião, reduzir o consumo de combustível e melhorar o desempenho do voo.

Redução de ruído

Os materiais de espiada têm boa absorção de vibração e propriedades de redução de ruído. No processo de transmissão de engrenagens, as engrenagens de Peek podem absorver e reduzir efetivamente a vibração e o ruído, melhorar a suavidade e o conforto do sistema de transmissão. Em alguns equipamentos com altos requisitos de ruído, como eletrodomésticos, equipamentos de escritório, etc., as engrenagens de peek podem fornecer um ambiente de trabalho mais silencioso.

Eficiência de transmissão aprimorada

Devido às propriedades auto-lubrificantes e ao baixo coeficiente de atrito de engrenagens de espuma, as perdas de atrito podem ser reduzidas durante a engrenagem e a eficiência da transmissão pode ser melhorada. Comparado com as engrenagens de metal, a eficiência da transmissão das engrenagens de Peek pode ser aumentada em 5% a 10%, o que é importante para melhorar a eficiência energética do equipamento e reduzir os custos operacionais.

Custos reduzidos

Embora os materiais de espiada sejam relativamente caros, seus ciclos simples de processamento e moldagem curta podem reduzir os custos de processamento. Além disso, as engrenagens de Peek têm uma vida útil longa e baixos custos de manutenção. Do ponto de vista de toda a vida útil do serviço, o custo abrangente das engrenagens de peek não é maior do que o de engrenagens de metal tradicionais e engrenagens de plástico. Por exemplo, em alguns equipamentos produzidos em massa, como automóveis, eletrodomésticos, etc., o uso de engrenagens de peek pode reduzir custos através da produção em massa e melhorar a competitividade do mercado dos produtos.

Áreas de aplicação de engrenagens de espiada

Indústria automobilística

No campo automotivo, as engrenagens de Peek podem ser usadas no motor, transmissão, direção elétrica (EPS), sistema de frenagem e outros componentes. Por exemplo, no sistema de tempo de válvula variável do motor (VVT), as engrenagens de espuma podem funcionar de forma estável em alta temperatura e alta velocidade para melhorar o desempenho do motor e a economia de combustível. Nas transmissões, as engrenagens de peek reduzem o ruído e a vibração, melhorando a eficiência da transmissão e o conforto da mudança. Nos sistemas de EPS, as vantagens leves e de baixo ruído das engrenagens de espidade melhoram a capacidade de resposta do sistema e o conforto de condução.

Aeroespacial

A indústria aeroespacial possui requisitos muito rígidos sobre o desempenho e o peso dos componentes, e as engrenagens de peek podem ser usadas em sistemas de combustível de aeronaves, sistemas de controle de vôo, sistemas de equipamentos de aterrissagem e outros componentes devido ao seu excelente desempenho e características leves. Por exemplo, nas bombas de combustível de aeronaves, as engrenagens de Peek podem trabalhar de forma estável no ambiente corrosivo do combustível de aviação e reduzir o peso das bombas de combustível, diminuindo assim o consumo de combustível de aeronave.

Dispositivos médicos

No campo dos dispositivos médicos, as engrenagens de Peek são comumente usadas no sistema de acionamento de equipamentos médicos, como robôs cirúrgicos, equipamentos de reabilitação, equipamentos de imagem, etc. Os materiais de espiada têm boa biocompatibilidade e resistência à esterilização, que podem atender aos requisitos de saúde e segurança de dispositivos médicos. Ao mesmo tempo, as características baixas de ruído e alta precisão das engrenagens de Peek podem melhorar o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos médicos.

Automação industrial

No campo da automação industrial, as engrenagens de Peek são amplamente utilizadas no sistema de transmissão de robôs, ferramentas de máquinas CNC, linhas de produção automatizadas, etc. Peek Gears de alta precisão, alta resistência à abrasão e vida útil longa pode melhorar a produtividade e a estabilidade de o equipamento e reduza o custo de manutenção.

Campo de equipamentos eletrônicos

No campo dos equipamentos eletrônicos, as engrenagens de Peek são comumente usadas no sistema de acionamento de impressoras, copiadoras, scanners e outros equipamentos de escritório. As características de baixo ruído, leve e alta precisão das engrenagens de Peek podem melhorar o desempenho do equipamento e da experiência do usuário.

Tecnologia de processamento de engrenagens de peek

Moldagem por injeção

A moldagem por injeção é um dos métodos mais usados ​​para produzir engrenagens de espiga. As partículas de espiada são aquecidas em um estado fundido e, em seguida, injetadas no molde, após o resfriamento e a cura, para obter engrenagens de peek. O processo de moldagem por injeção tem as vantagens de alta produtividade, baixo custo e adequado para a produção em massa.

Processamento mecânico

Para algumas engrenagens de espiada com requisitos de alta precisão e estruturas complexas, os métodos de usinagem podem ser usados ​​para fabricação. Os métodos de usinagem comumente usados ​​incluem girar, moer, moer e assim por diante. No processo de usinagem, precisamos prestar atenção ao controle dos parâmetros de processamento, para evitar a temperatura de processamento é muito alta, resultando em um declínio no desempenho dos materiais de espiada.

impressao 3D

Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de impressão 3D, a tecnologia de impressão 3D também pode ser usada para fabricar engrenagens de peek. A tecnologia de impressão 3D possui um alto grau de liberdade de design, a capacidade de fabricar rapidamente estruturas complexas e outras vantagens, mas o desempenho e a precisão das engrenagens de Peek impressas em 3D ainda devem ser melhoradas ainda mais.

Tendência de desenvolvimento de engrenagens de peek

Alta performance

Com a expansão contínua dos campos de aplicação e a melhoria contínua dos requisitos de desempenho das marcas, o futuro das engrenagens de espidade será desenvolvido na direção do alto desempenho, como melhorar a força, rigidez, resistência à abrasão, resistência à fadiga e outras propriedades para que Atenda às condições de trabalho mais exigentes e requisitos de uso.

Funcionalização

Para atender às necessidades especiais de diferentes aplicações, as engrenagens de Peek serão desenvolvidas na direção da funcionalização, como engrenagens de peek com condutividade elétrica, condutividade térmica, funções anti-estática, anticacteriana e outras.

Greening

No contexto do aumento da conscientização ambiental, o desenvolvimento verde das engrenagens de Peek se tornará uma tendência. Por exemplo, o desenvolvimento de materiais de espiada reciclável e biodegradável para reduzir o impacto no meio ambiente; Otimize o processo de produção para reduzir o consumo de energia e as emissões de poluentes.

Em resumo, espiar materiais com suas excelentes características de desempenho, de modo que espalhe as engrenagens nas propriedades mecânicas, propriedades auto-lubrificantes, desempenho de alta temperatura, resistência química, estabilidade dimensional e outros aspectos do excelente desempenho e, na redução do peso, reduza o ruído , Melhorar a eficiência da transmissão, reduzir custos e assim por diante, possui vantagens significativas, por isso é amplamente utilizado em automotivo, aeroespacial, equipamentos médicos, automação industrial, equipamentos eletrônicos e outros campos. Com o progresso contínuo e o desenvolvimento da tecnologia, o desempenho das engrenagens de Peek continuará a melhorar e as áreas de aplicação continuarão a se expandir.