Bežne používané materiály hnacieho hriadeľa
Výber materiálu pre hnacie hriadele závisí hlavne od ich pracovného prostredia a požiadaviek na výkon. Tu sú niektoré bežne používané materiály hnacieho hriadeľa:
Oceľ: Oceľ je najpoužívanejší materiál pre hnacie hriadele, ktorý má vysokú pevnosť a tvrdosť. Stredne uhlíková oceľ a stredne uhlíková legovaná oceľ sú široko používané vďaka svojim vynikajúcim komplexným mechanickým vlastnostiam. Po tepelnom spracovaní, ako je valcovanie alebo kovanie, normalizácia alebo kalenie a popúšťanie, môžu tieto ocele spĺňať požiadavky na pevnosť a odolnosť proti opotrebovaniu hnacích hriadeľov.
Hliníková zliatina: Hnacie hriadele z hliníkovej zliatiny majú nižšiu hmotnosť a dobrú odolnosť proti korózii, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie vyžadujúce zníženie hmotnosti, ako je automobilový a letecký priemysel. Vzhľadom na ich relatívne nižšiu pevnosť sú však na zlepšenie nosnosti-potrebné zliatiny s vysokou{1}}pevnosťou alebo špeciálne konštrukčné návrhy.
Zliatina titánu: Zliatiny titánu majú vysokú pevnosť, nízku hmotnosť a vynikajúcu odolnosť proti korózii, vďaka čomu sú vhodné na výrobu-výkonných hnacích hriadeľov. Avšak ich vyššia cena a relatívne slabá obrobiteľnosť obmedzujú ich použitie v určitých oblastiach.
Okrem toho sa na hnacie hriadele v špecifických aplikáciách používajú aj iné materiály, ako je keramika a kompozity. Výber týchto materiálov vyžaduje komplexné zváženie faktorov, akými sú výkon, náklady a prevádzkové prostredie.
Požiadavky na materiál a tepelné spracovanie hnacích hriadeľov
Na zabezpečenie výkonu a životnosti hnacích hriadeľov je okrem výberu vhodných materiálov potrebné aj vhodné tepelné spracovanie. Nasledujú niektoré bežné požiadavky a procesy tepelného spracovania:
Kalenie a temperovanie: Pre hnacie hriadele vyrobené zo stredne uhlíkovej ocele a stredne uhlíkovej legovanej ocele sa zvyčajne vyžaduje kalenie a popúšťanie, aby sa zlepšili ich celkové mechanické vlastnosti. Kalenie a popúšťanie zahŕňa dva kroky: kalenie a vysokoteplotné{1}}popúšťanie, ktoré umožňuje materiálu dosiahnuť dobrú rovnováhu medzi pevnosťou a húževnatosťou.
Povrchové kalenie: Na zlepšenie povrchovej tvrdosti a odolnosti hnacích hriadeľov proti opotrebovaniu sa povrchové kalenie často vykonáva na ľahko opotrebovaných častiach, ako sú čapy. Táto metóda zaisťuje, že si hnací hriadeľ zachová dobrý výkon pri veľkom zaťažení a pri vysokej{1}}rýchlosti otáčania.
Nauhličovanie a nitridovanie: Pre hnacie hriadele vyžadujúce vyššiu tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu možno použiť procesy chemického tepelného spracovania, ako je nauhličovanie alebo nitridovanie. Tieto procesy môžu výrazne zvýšiť obsah uhlíka alebo dusíka na povrchu materiálu, čím sa zvýši jeho tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu.
