Labortests an mechanischen Zahnrädern aus Stahl und Kunststoff

Unilab Laboratori Industriali s.r.l. stellt Ihnen ihre Kompetenzen und Ausrüstungen für die Durchführung von Labortests an Zahnrädern zur Verfügung

LABORTESTS AN ZAHNRÄDERN – WOZU DIENEN SIE?

Ein Zahnrad ist ein mechanisches Element mit Zähnen wie eine Welle oder ein Rad, das sich um die eigene Achse dreht und mit einem weiteren gezahnten Element gekoppelt einen Drehmoment überdreht und so die Geschwindigkeit und/oder die Richtung nach den bekannten Gesetzen der Bewegung überträgt. Zahnräder werden in allen Anwendungen verwendet, in denen eine Kraftübertragung gefragt ist, von den kleinen Mechanismen einer Uhr bis hin zu den Räderwerken von Gasturbinen und den Bewegungen von Arbeitsmaschinen (Erdbewegung, Hubanlagen, Antriebe etc.).

Industrielle Zahnräder sind in folgenden Hinsichten komplexe Elemente:

  • Vielfalt der Anwendungen, denen sie unterzogen werden können
  • Werkstoffe, mit denen sie gefertigt sind (Stahl, Gusseisen, Aluminium, Kunststoff, gesinterte Pulverwerkstoffe etc.)
  • Oberflächenbeschichtungsbehandlungen
  • komplexe Geometrien und Kontaktlinien (gerade oder Spiralverzahnung, Stirnräder, Kegelräder, schrägverzahnte Zahnräder)
  • Qualitätsgrad (ISO, DIN, AGMA, JIS, BS …)

 

Diese Aspekte können uns helfen, zu begreifen, wie wichtig und notwendig fortschrittliche Informationen sowohl für die Planung als auch die Untersuchung der Funktionsweise dieser komplexen mechanischen Komponenten sind.

Außerdem kann eine Störung eines Zahnrädersystems beachtliche Folgen auf das ganze System, in dem es montiert ist, haben (Maschinenausfall, plötzliche Brüche, weitere Schäden). Diese wiederum bedingen wirtschaftliche Schäden, deren Kosten weit über denen der Komponente selbst liegen.

Die Zahnräderbranche tendiert nach und nach zur Verwendung von immer leistungsstärkeren Materialien (Speziallegierungen, Superlegierungen und geladene Technopolymere), extremen Oberflächenausfertigungen, niedrigen Geräuschpegeln und Vibrationen und Räderwerken, die sich an verschiedene Einsatztemperaturen anpassen. Außerdem wird versucht, die Energieverluste immer stärker zu reduzieren, indem die Schmiermittelniveaus und Reibungen optimiert werden.

Die Automotive-Welt, in der das Gewicht und der Geräuschpegel besonders kritische Aspekte stellen, stellt den wichtigsten Markt des Labors Unilab dar, und der Umstieg von Verbrennungsmotoren auf Elektromotoren bedeutet einen tiefgreifenden Wandel für die Branche der Zahnradgetriebe.

Bei Unilab können Sie speziell diesen Komponenten gewidmete technische Analysedienste finden, die Ihnen sowohl in der Phase der Entwicklung neuer Projekte als auch bei der Untersuchung des Verhaltens bewährter Systeme helfen.

Egal, ob Ihre Firma neue Produkte entwickelt und fertigt und diese Komponenten selbst verwendet oder Unterlieferant ist, der nach Plänen von Dritten arbeitet, ein kompetentes, gut ausgestattetes Outsourcing-Labor kann wirklich den Unterschied machen.

Labortests an Zahnrädern – Untersuchung der Werkstoffe

Unsere Labore kümmern sich darum, verschiedene Aspekte in Verbindung mit der Leistung der Zahnräder zu analysieren, wie etwa:

  • die Auswahl des Werkstoffs und seiner Beständigkeitsmerkmale
    die Leistungen der Oberflächenbeschichtungen
    die Güte der Hitzebehandlung
    Unser Labor steht gerne zur Verfügung, um Sie über die Art von Diensten für die Untersuchung eines Zahnrads zu informieren

METALLZAHLRÄDER

  • Konformität des gelieferten Halbfabrikats
    (Stange, Schmiedeprodukt, Gussprodukt, endkonturnahe Fertigung – wobei sich die letztgenannte Definition auf spanlosen Technologien wie Feinstanzen, Pulversintern, MIM und heute auch 3D-Druck bezieht)
  • Bestimmung der chemischen Zusammensetzung, Einstufung des Materials und seiner Eigenschaften auf mikrostrukturellem Niveau.
  • Analysen der (oberflächlichen und massiven) Wärmebehandlungen
  • Wärmebehandlungen

Test di laboratorio ingranaggiLABORTESTS AN ZAHNRÄDERN – UNTERSUCHUNG DER GEOMETRIE

Was können wir bei Unilab aus geometrischer Sicht kontrollieren? Anhand von Scanning-Messgeräten von Zeiss mit motorisierter vierter Achse können wir die wichtigsten Geometrien der Zahnräder überprüfen und die Übereinstimmung mit den geometrischen Spezifikationen des Kunden zertifizieren.

  • Kontrolle der Zahnung – Makrogeometrie (vor und/oder nach der Wärme- oder Oberflächenbehandlung)
  • Kontrolle des Profils – Mikrogeometrie
  • Kontrolle der Rauheit je nach Ausfertigungsverfahren (Schleifen, elektrochemisches Polieren etc.)

Im Fall von Kunststoffzahnrädern kann die Kontrolle der Makrogeometrie bei UNILAB auch anhand der Tomographie mit Beurteilung der Spritzdefekte und der Untersuchung der Gleichmäßigkeit des Technopolymers (Verteilung, Ausrichtung der Verstärkungsfasern) ausgeführt werden.
Es ist möglich, Längenmessungen, geometrische Erfassungen und Rauheitsmessungen an folgenden Teilen vorzunehmen: Stirn- und Kegelräder, Kurbel- oder Nockenwellen, Antriebswellen, Schrauben und Schneckenräder, Lager, Zykloidgetriebe sowie von Bauteilen wie Untersetzungsgetrieben und sonstigen Getrieben.

Labortests an Zahnrädern – Untersuchung der Funktionsweise

Korrekte Geometrien ermöglichen die Kontrolle der Vibrationen und der Akustik. Angemessene Oberflächenbehandlungen verlängern den Systemen das Leben. Korrekte Schmiermittel versichern den Räderwerken ein langes Leben. Diese Untersuchungen können in der Planungsphase, an funktionellen Prototypen, aber vor allem an verbrauchten Bauteilen durchgeführt werden, um ihre Einsatzbedingungen zu untersuchen.
Einige Beispiele:

  • Studien zu den Verschleißzuständennach einer Funktionsdauer;
  • Beurteilung der Kontaktbedingungenanhand der Untersuchung mit Profilmessung und Mikroskopie.
  • Fehleranalyse (SEM/EDX) für die Beurteilung derUrsache für den Bruch.
  • Fraktographische Untersuchungen mit Lichtmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie (SEM)

Innovation in der Analyse der Zahnräder

Falls Ihr Firma ganz auf die Produktinnovation setzt, können wir Ihnen folgende Dienste anbieten:

  • Messung der Restpartikel(Cleanliness)
  • Messung der Restölmengenach der Bearbeitung.
  • Erweiterte Untersuchung der geometrischen Konstruktionsqualität(3D-Modell – tatsächliches Objekt)
  • Festlegung von Kalibrierungs-Mastern für die Messung der Zahnräder

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