Materiály na výrobu ozubených kolies & Nástrojová oceľ
Materiály pre pretekárske prevodovky zlyhávajú v dôsledku kombinácie mechanického preťaženia, opotrebenia, únavy materiálu a nárazov. Napriek pokročilému technickému riešeniu kladú náročné podmienky pretekov na každý komponent maximálne nároky. Pretekárske prevodovky musia byť zároveň ľahké a spĺňať prísne požiadavky na rozmery, aby si zachovali konkurenčnú výhodu. Výber správnych materiálov môže určite pomôcť vyriešiť mnohé problémy, avšak pravidelná údržba, precízne konštrukčné riešenie a správna technika jazdy sú tiež kľúčové pre zachovanie spoľahlivosti.
Oceľ používaná na výrobu komponentov v pretekárskych prevodovkách sa zvyčajne delí do nasledujúcich kategórií:
| Kategória | Typické použitie |
| Cementačné ocele | Ozubené kolesá |
| Vysokopevnostné prekaliteľné a nitridačné ocele | Zubové spojky, hriadele |
| Predkalené ocele strednej pevnosti | Menej namáhané súčiastky, napr. radiace vidlice, radiace valce, dištančné prvky |
Najčastejšie príčiny porúch súvisiacich s materiálom
1. Preťaženie a prudké nárasty krútiaceho momentu
- V pretekárskych aplikáciách musí hnací reťazec prenášať veľmi vysoký krútiaci moment a výkon, pričom sa často vyskytujú preťaženia, ktoré presahujú bežné konštrukčné limity prevodovky.
- Náhle stlačenie plynu, agresívne preradenie na nižší prevodový stupeň a preklzovanie kolies môžu spôsobiť náhle zvýšenie krútiaceho momentu, ktoré poškodí ozubené kolesá a hriadele.
Vysoká pevnosť v ťahu (≥1300 MPa)
Vysoká medza klzu (≥1000 MPa)
Vysoká lomová húževnatosť, najmä v jadre
Cementačné ocele
Materiály BÖHLER V135 & a E108 ponúkajú práve tieto vlastnosti, pričom si zachovávajú vysokú pevnosť a zároveň húževnaté jadro pod tvrdým povrchom. To znamená, že zuby ozubeného kolesa vydržia náhle preťaženie.
Prekalené vysokopevnostné ocele BÖHLER W460, W360 & V132 ponúkajú nespočetné množstvo možností na zvýšenie tvrdosti a pevnosti, čím poskytujú konštruktérom širokú škálu možností na zvýšenie výkonu komponentov a zníženie počtu porúch.
2. Opotrebenie zubových spojok a mechanizmov radenia prevodov
- Tieto súčiastky sa rýchlo opotrebúvajú, najmä pri vysokom zaťažení a prudkom radení.
- Väčšina pretekárskych prevodoviek využíva systém radenia pomocou zubových spojok (namiesto synchronizátorov), aby sa skrátili časy radenia.
Vysoká tvrdosť > 40 HRC
Väčšia hĺbka vytvrdenia (60–64 HRC) s efektívnou hĺbkou 0,8–1.5 mm
Vysokopevnostné / strednopevnostné ocele kalené v celom priereze
Vysokovýkonné ocele ponúkajú nespočetné množstvo možností na zvýšenie tvrdosti, pevnosti v tlaku & a odolnosti proti opotrebeniu v tých najnáročnejších aplikáciách. V prípade potreby je možné tvrdosť povrchu ešte zvýšiť nitridáciou.
3. Únava materiálu a jeho limity
- Aj tie najkvalitnejšie materiály narazia na svoje limity v náročných podmienkach motoristického športu.
- Opakované cykly zaťaženia spôsobujú únavu ozubených kolies, hriadeľov a ložísk, čo môže nakoniec viesť k vzniku trhlín alebo k závažnému zlyhaniu.
Zvýšená čistota materiálu: Väčšina porúch spôsobených únavou vzniká vo vnútorných vmestkoch.
Cementačné ocele a ocele kalené v celom priereze
Vysokovýkonné ocele Böhler sa často pretavujú pomocou nasledujúcich technológií:
- VAR (pretavovanie pod oblúkom)
- PESR (elektrotroskové pretavovanie v ochrannej atmosfére)
Tieto výrobné technológie výrazne zlepšujú čistotu ocelí, medzi ktoré patria BÖHLER V135, M121 a E108, a to tým, že odstraňujú oxidické &a sulfidické vmestky, ktoré výrazne znižujú únavovú životnosť komponentov.
4. Nárazové zaťaženia (havárie, nárazy do obrubníkov a pod.)
- Náhle otrasy spôsobené nárazmi na obrubníky, haváriami alebo nadmerným voľným pohybom hnacieho ústrojenstva môžu vyvolať nepravidelné sily, ktoré poškodia skriňu prevodovky alebo jej vnútorné časti
Vysoká lomová húževnatosť, najmä v jadre
Cementačné ocele
Oceľ s vysokou húževnatosťou, ako je BÖHLER M121, má také hodnoty lomovej húževnatosti, ktoré jej umožňujú odolávať nárazom bez vzniku trhlín, najmä pri nižších teplotách alebo vysokých rýchlostiach deformácie.
Ocele s vysokou alebo strednou pevnosťou kalené v celom priereze ako BÖHLER K600, M238 & V358 sú navrhnuté tak, aby boli odolné voči nárazovému zaťaženiu. V prípade potreby je možné tvrdosť povrchu zvýšiť nitridáciou