工程材料拓展齿轮设计应用范围

技术分类: 工程材料    作者:H.K. van Dijk 博士 H.G.H. van Melick 博士 J. Koenen  发表时间:2005-08-25
火处理后,高温下工作的部件,其尺寸变化遵循线性热膨胀(CLTE)系数而不是吸水量,因此变化是可以预计的。
  ■ 退火和机械性能变化
  除了降低吸水量以外,退火也增强了PA46在高于Tg温度时的机械性能。图4的动态机械分析(DMA)曲线比较了未填充型PA46(DAM及退火处理)与PA66和POM三种材料。
  经退火处理的PA46在高于 Tg的温度时,模量增加高达50%。拉伸强度也同样增加(图5,在2%张力时的应力)。
  另外, PA46在退火处理后,在140℃时呈现出更好的抗疲劳性(图6)。
  初步研究表明,退火也可以改善PA46的磨损和摩擦性能(W&F)。根据扭矩减震器应用的ASTM D-3702标准,对经聚四氟乙烯改良的PA46材料,研究了在未润滑时的应用情况。(表3)

表 3-由PA46材料制造的扭矩减震器的磨损和摩擦性能
由PA46材料制造的扭矩减震器的磨损和摩擦性能
* 经聚四氟乙烯改良 (PTFE)
# 与钢相互摩擦

 120 °C 时,未经退火处理和退火处理PA66 和PA46 (Stanyl) 材料在
图 5. 120 °C 时,未经退火处理和退火处理PA66 和PA46 (Stanyl) 材料在
2% 张力时的应力。

  注意,经退火处理后,磨损率降低了一半以上,而摩擦系数也有较大降低。

  结论
  在高温下对强度要求较高的应用中,PA46材料均有最好的表现。退火处理进一步降低了PA46的吸水量,增加材料强度,从而帮助设计者有更多选择来设计更小型、更易于加工的机械部件。广泛的研究得出的可靠结果详细说明了PA46退火处理参数及效果,为高标准应用下的部件设计制造提供支持。

如有任何问题,请联系:
DSM工程塑料公司亚太公司 Joydeep Sen Chaudhuri,Joydeep.SenChaudhuri@dsm.com

应用举例
  ■ 起动电动机环形齿轮
  起动时机环齿轮需在较为苛刻的条件下工作,要求在130 ℃时能够承受50,000次起动,在30 ℃时通过停车试验并有效工作。在领先起动发动机制造商公司的所有测试中,只有DSM的PA46能够通过全部测试。
  ■ 开窗马达和齿轮组
  设计人员用用小型、转速较快的马达代替大型、转速较低的马达。当较高的RPM产生的摩擦热量高于其260℃熔点时,PA66未能通过实验。而未加强型PA46在经退火处理后(熔点295℃)解决了这一问题,在高于260℃时仍保持了较好的强度。新设计降低了成本,并且节省了约20%的空间。
  ■ 电动动力转向齿轮
  电动汽车动力转向系统,在采用PA46齿轮后,目前已经代替了液压系统,这样防止了来自转向轴和车轮的噪音传入汽车内部。标准非常严格——齿轮任何一个齿的损坏都可能导致导向系统失灵。在整个使用寿命期间,齿轮必须在120~130 ℃下工作(4,000小时)。采用了未增强型PA46材料。


























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