Főtengely anyaga: Szakítószilárdság és acél

A Yamaha csónakmotorok megbízhatóságának és tartósságának egyik kulcsfontosságú eleme a főtengely. A főtengelynek rendkívül ellenállónak kell lennie a nagy terhelésekkel és a változó körülményekkel szemben. Ezért a Yamaha kovácsolt acélt használ a főtengelyek gyártásához.

A kovácsolt acél előnyei

A kovácsolt acél használata számos előnnyel jár a csónakmotorok főtengelyei esetében:

Nagyobb szilárdság: A kovácsolási eljárás során az acél szerkezete tömörebbé válik, ami jelentősen növeli a szilárdságát.
Jobb fáradási ellenállás: A kovácsolt acél jobban ellenáll a fáradásnak, ami különösen fontos a motorok esetében, ahol a főtengely folyamatosan változó terhelésnek van kitéve.
Hosszabb élettartam: A nagyobb szilárdság és a jobb fáradási ellenállás révén a kovácsolt acélból készült főtengelyek hosszabb élettartammal rendelkeznek.
Megbízhatóság: A kovácsolt acél használata növeli a motor megbízhatóságát, csökkentve a meghibásodás kockázatát.

A LADA kovácsolt acél főtengely (80 mm) egy kiváló minőségű, 4340-es acélból készült alkatrész, amelyet kifejezetten Lada motorokhoz terveztek. A LADA kovácsolt acél főtengely (80 mm) a motorsport és a nagy teljesítményű utcai használat igényeinek megfelelően készült. A 4340-es acélból kovácsolt főtengely rendkívüli szilárdságot és tartósságot biztosít, ellenállva a nagy igénybevételnek és a kopásnak. A 80 mm-es löket növeli a motor teljesítményét és nyomatékát, így tökéletes választás mindazon Lada 8 szelepes klasszikus motorokhoz, beleértve a Lada VFTS modelleket is, amelyek maximális teljesítményt igényelnek.

Egyedi alkatrészek gyártása

A főtengely fontossága

A főtengely a motor egyik legfontosabb alkatrésze, amelynek feladata a dugattyúk által generált lineáris mozgás átalakítása forgómozgássá. Ez a forgómozgás hajtja meg a csónak propellerét. A főtengely meghibásodása komoly problémákat okozhat, beleértve a motor leállását és a költséges javításokat. Ezért kulcsfontosságú a megfelelő anyagok és gyártási eljárások alkalmazása.

Acélok általános jellemzői

Az acél a vas legfontosabb ötvözete. Fő ötvöző eleme a szén. Ötvözőként sok más elem is használatos. A szén és más elemek növelik az acél szilárdságát, egyben csökkentik képlékenységét. Különböző fajta és mennyiségű ötvözőkkel az acél olyan tulajdonságait lehet megváltoztatni, mint a keménység, rugalmasság, hajlékonyság, szilárdság, hőállóság, savállóság, korróziómentesség.

Főtengely jeladó és klíma problémák

Az acélok fő ötvözői:

Króm: csökkenti a kritikus lehűlési sebességet, növeli a keménységet, kopásállóságot, meleg szilárdságot.
Volfram: növeli a kopásállóságot, meleg szilárdságot, éltartósságot.
Mangán: alkalmas a folyékony acélban lévő oxigén eltávolítására, kéntelenítésére, nagyobb mennyiségben növeli az acél szívósságát, kopásállóságát.
Nikkel: csökkenti az acélok hőtágulását, növeli a mágneses tulajdonságot, savállóságot, szívósságot.

Szerkezeti acélok

Szerkezeti acéloknak nevezzük a 0,6%-nál kevesebb szenet tartalmazó acélokat. Szerkezeti acélból készülnek a legkülönbözőbb gépek, berendezések egyes alkatrészei valamint hidak daruk, csővezetékek. Az acélokat felhasználási céljuk szerint két csoportba osztja a szabvány. Az első csoportba azokat sorolja, amelyeknél a felhasználó számára valamilyen fizikai, mechanikai tulajdonság garantálása a legfontosabb. A másik csoportba azokat az acélokat sorolja, amelyeknek a vegyi összetételük garantált. A szerkezeti acélok jól alakíthatóak, hegeszthetőek, kovácsolhatóak. Jellemzői a kis szilárdság, képlékenység.

Ötvözött acélok

Ötvözött acélnak nevezzük mindazokat az acélokat, amelyek vason és szénen kívül ötvözőelemeket is tartalmaznak. Az ötvözés célja az acél tulajdonságainak megváltoztatása, a szilárdság, a hőszilárdság, a hőállóság, az éltartósság, a korrózióállóság, a kopásállóság, vegyi ellenállóképesség, stb., azaz a felhasználás céljából releváns fizikai, kémiai, villamos, mágneses, stb. tulajdonságok javítása.

Betétben edzhető acélok

A betétben edzhető acélok alacsony széntartalmúak. Az ide tartozó minőségeket olyan termékek előállításához használják, ahol a kérget edzés előtt szénben dúsítják. Ennek eredményeként a termék jelentősen nagyobb felületi keménységű lesz, a mag szívósságának megtartása mellett. Az ötvözetlen betétben edzhető acéltípusokat általánosságban alacsony feszültségű alkatrészek gyártásához, illetve az autóiparban használják. Az alkalmazott ötvöző anyagoknak megfelelően az ötvözött betétben edzhető acélokat közepes, vagy magas magszívósságot igénylő alkatrészek előállításánál használják. Gyakori felhasználási területe ezeknek a minőségeknek a jármű- es repülőgépgyártás.

Ötvözetlen acélminőségek: pl. C10E, C10R, C15E, C15R
Ötvözött acélminőségek: Pl. 16MnCr5, 20MnCr5, 20MoCr4

Automata acélok

Az automata acélokat az általános minőségekhez képest jelentősen jobb megmunkálhatóság és felületminőség jellemzi, ami rövidebb gyártásidőket tesz lehetővé.

Általános automata acélok: pl. 11SMn30, 11SMnPb30, 11SMn37, 11SMnPb37
Betétben edzhető automata acélok: pl. 10S20, 10SPb20, 15SMn13
Nemesíthető automata acélok: pl. 35S20, 36SMn14, 38SMn28, 44SMn28, 46S20

Az automata acélok a méretkorlát figyelembevételével általában húzott kivitelben kerülnek szállításra.

Főtengely tulajdonságai Yamaha csónakmotorban

Nemesíthető acélok

A nemesíthető acélok különösen alkalmasak edzett késztermékek előállítására. A nemesítés során speciális kopásállóság érhető el. A termék felhasználása olyan területeken javasolt, ahol a magas szakítószilárdság, kopásállóság és szívósság együttes megléte elengedhetetlen.

Ötvözetlen minőségek: pl. C22 - C60, C22E - C60E, C22R - C60R. Legismertebb: C45(E= finomszemcsés acél; R= finomszemcsés acél, szabályozott, 0,02 es 0,04 % közötti kéntartalommal. A jobb megmunkálhatóság érdekében ezek a minőségek 0,15 es 0,30 % közötti ólomtartalommal is gyárthatóak.)
Ötvözött minőségek: pl. 38Cr2, 46Cr2, 34Cr4, 37Cr4, 41Cr4, 25CrMo4, 34CrMo4, 42CrMo4, 50CrMo4, 36CrNiMo4, 34CrNiMo6, 30CrNiMo8, 51CrV4. (A 38Cr2 es 42CrMo4 között felsorolt minőségek gyártása történhet szabályozott, 0,02 es 0,04 % közötti kéntartalommal.)

Szerszámacélok

A szerszámacélok legfontosabb tulajdonságai a nagy szilárdság, keménység és a kopásállóság. Széntartalmuk 0,6% fölötti, többnyire edzett állapotban használják. A szerszámacélok jól alakíthatóak, kovácsolhatóak, edzhetőek. Nem hegeszthető.

Ötvözetlen szerszámacélok: Fő ötvözőjük a C (0,6-4-1,5%), a Mn és Si csak szennyezőként szerepel. Jelölésük S1- S13. Használatuk korlátozott, mert kicsi a megengedhető vágósebesség. A szerszámacélok közül az ötvözetlen szerszámacélok edzhetők a legkeményebbre (66 -67 HRC). Keménységüket csak alacsony hőmérsékleten tartják meg, kilágyulási határuk 200 - 250°C. Különleges szerszámokhoz, alacsony vágósebességgel dolgozó fúrókhoz, dörzsárakhoz, menetvágószerszámokhoz használják őket. Hajlítószilárdságuk nagy. Ez a szerszámacél a legolcsóbb szerszámanyag
Ötvözött szerszámacélok: A jellemző ötvözőelem szerint csoportosítjuk őket, (Cr, Mn,W). Keménységük kisebb, mint az ötvözetlen szerszámacél (max. 64 HRC), de azt magasabb hőmérsékletig megtartják (300-400°C). Szilárdsági értékeik, hajlítószilárdságuk jó.
- Króm-szerszámacél (jele K1-K14) kiválóan alkalmas alak kések, marók, nagy igénybevételű dörzsárak készítésére. Edzési hőfokra nem kényes, jól átedzhető
- Mangán-szerszámacél (jel M1) kis teljesítményű kézi forgácsolószerszámok (menetmetszők, menetfúrók stb.) készítésére alkalmas.
- Wolfram-szerszámacélból olyan szerszámokat készítenek, melyekkel közepes teljesítménnyel forgácsolunk, és az edzés utáni köszörüléssel munkáljuk végleges alakra, (csigafúrók, marók, fűrészlapok).
Gyorsacélok: Gyorsacélnak nevezzük a legnagyobb teljesítményű szerszámacélt. Jelölésük R1-R11. A gyorsacélok jellemző ötvözetei a W, Cr és V. Kis százalékban ötvözőként szerepelhet még a Mo és a Co. Edzési szempontból a legkényesebb szerszámanyag, átedző képessége jó. A gyorsacél helyes edzésével elérhető a 64 HRC, keménységüket 550 - 600 Co-ig megtartják. A gyorsacélok szilárdsági tulajdonságai a sok nemes ötvöző miatt igen jó. Nem igényel gondos kezelést, bonyolult alakú szerszámok igen könnyen készíthetők belőle.

Különleges acélok

Különleges acélok: valamilyen speciális tulajdonsággal rendelkeznek pl. hőállóság, korrózióállóság, savállóság stb. Erősen ötvözöttek.

Rozsdamentes acélok

A rozsdamentes acélok króm ötvözetű acélok, amelyek 12-30%-ban krómot, valamint max. 30% nikkelt, max. 24% mangánt, továbbá néhány százalékban olyan elemeket tartalmaznak, mint a molibdén, szilícium, réz, titán, nióbium, nitrogén, stb. Az ötvözetek környezeti hatásokkal szembeni ellenálló-képességét a króm határozza meg, ezért az ötvözésnél döntő szerepe van. A rozsdamentes acélokat a levegő pára- és oxigéntartalma nem károsítja, felületük nem rozsdásodik. A rozsdamentes acélok családjához több mint 150 féle minőség tartozik. A rozsdamentes acél elhasználódás után újrahasznosítható, be lehet olvasztani. A leggyakrabban használt ötvözőelemek közül a nikkel és a mangán az acél szilárdságát növeli, keménységét és olvadáspontját növeli, és ezzel a szilárdsága magasabb hőmérsékleten javul (hőálló acél). A vanádium ugyancsak növeli a keménységet és a kifáradással szembeni ellenállást. Nagy mennyiségű króm és nikkel az acélt rozsdamentessé, savállóvá teszi.

Hőálló acélok

A hőálló acélok úgy a rövid-, mint a hosszú idejű igénybevételeknél is jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, és különösen jól ellenállnak az égéstermékek által kibocsátott forró gázok, valamint a nagyjából 550°C felett létrejövő só- és fémolvadékok hatásainak. Ellenálló képességük azonban igen erősen függ attól, hogy milyen feltételek között érik ezek a hatások.

ABK motor főtengely jeladó problémák

Kopásálló acélok

Kopásálló acélok: Főbb ötvözőik: C, Mn, Cr, Mo, Ni. Tulajdonságai: Nagy szilárdság, magas keménység és kedvező ütőmunka, magas kopásállóság. Anyagminőségtől függően jó hegeszthetőség és jó hajlíthatóság.

Szakítószilárdság és folyáshatár

A szakítószilárdság fogalma a csavarok világában kulcsfontosságú. Ez a paraméter adja meg, hogy egy csavar mekkora mechanikai igénybevételt képes elviselni, mielőtt károsodik vagy eltörik. Amikor egy csavart terveznek vagy választanak ki egy adott alkalmazáshoz, a szakítószilárdság az egyik legfontosabb szempont. Ez az érték meghatározza, hogy a csavar mennyi terhelést képes elviselni anélkül, hogy meghibásodna. Például, egy magas szakítószilárdságú csavar, mint a 10.9-es, ideális választás lehet nehéz gépek összeszerelésénél vagy nagy terhelést igénylő építőipari projekteknél.

A folyáshatár a csavarok világában egy alapvető jellemző, amely a csavarok terhelhetőségének és tartósságának egyik legfontosabb mutatója. Ez a paraméter azt jelzi, hogy egy csavar mennyi terhelést képes elviselni anélkül, hogy maradandó deformációt szenvedne. A folyáshatár jelentősége a gyakorlati alkalmazásokban elsősorban a csavarok hosszú távú megbízhatóságában és biztonságában rejlik. Amikor egy csavart statikus vagy dinamikus terhelésnek tesznek ki, fontos, hogy az ne csak a terhelés pillanatában, hanem hosszú távon is megőrizze tulajdonságait.

Példa számítás: 8.8-as M10-es csavar

Számoljuk ki egy 8.8-as M10-es csavar szakitószilárdságát. Az 8.8 M10 csavar szakítószilárdsága és terhelhetősége kiszámítható a csavar szilárdsági osztályából és méretéből. A "M10" jelölés az, hogy a csavar átmérője 10 mm. ahol d az átmérő (mm-ben). Ezután a szakítószilárdságot (N/mm²) megszorozzuk a keresztmetszeti területtel (mm²), hogy megkapjuk a maximális terhelést newtonban. Ezt követően átváltjuk a terhelést kilogrammra. 1 N körülbelül 0,10197 kg-nak felel meg (a gravitációs gyorsulás figyelembevételével). Az 8.8 M10 csavar keresztmetszeti területe körülbelül 78,54 mm². Ez azt jelenti, hogy egy 8.8 szilárdsági osztályú M10 csavar elméletben körülbelül 6407 kg terhet képes elviselni anélkül, hogy meghibásodna.

Mivel a csavar 8.8-as és a második szám adja meg hogy mekkora az üzemszerű terhelés 6407x0,8 =5125 kg. Tehát egy 8.8-as M10-es csavar rövid ideig terhelhető 6407 kg-al, és üzemszerűen terhelhető 5125 kg-al.

Csavarok kiválasztása

A csavarok kiválasztásánál a szilárdsági osztályok, mint az 5.6, 8.8 és 10.9, döntő szerepet játszanak a megfelelő alkalmazás meghatározásában. Ezek a számok nem csak a csavarok fizikai tulajdonságait tükrözik, hanem azt is jelzik, hogy milyen környezetben és milyen terhelés alatt használhatók leginkább. Minden alkalmazásnál fontos figyelembe venni a csavarok specifikus tulajdonságait, mint a szakítószilárdság és a fojáshatár, valamint a környezeti tényezőket és a terhelés típusát.

Gyakori hibák és tévhitek a csavarkiválasztás során:

Korrózióállóság figyelmen kívül hagyása: Gyakori hiba, hogy nem veszik figyelembe a környezeti hatásokat, mint a nedvesség vagy vegyi anyagok, amelyek korróziót okozhatnak.
"Erősebb mindig jobb" téveszméje: Nem minden alkalmazás igényli a legmagasabb szilárdságú csavarokat.

C45 acél

Az acélminőségek egyik nagy klasszikusa, a C45 acél általános rendeltetésű, ötvözetlen, szerkezeti, nemesíthető és edzhető szénacél. A megmunkálás, illetve a forgácsolás után a C45 acél termék hőkezelésre kiválóan alkalmas - edzhető, lángedzhető acél. Szobahőmérsékleten elektromos ellenállása 0,2 Ω · mm2/m, hővezetőképessége pedig 46 W/(m · K). Korábbi leginkább elterjedt jelölése az acélminőségek sorában a C45. Végül, de nem utolsósorban nem mellékes szempont a C45 kapcsán az sem, hogy ez a remekül megmunkálható, jó szívósságú és hőkezeléskor megfelelő mérettartás által jellemzett, felületi edzésre alkalmas anyagtípus nemesíthető is. Annak érdekében, hogy felületi keménysége megfelelő legyen, és a rá jellemző közepes kopásállóságot biztosítani tudja, lángedzéssel vagy indukciós edzéssel kezelik. Ezen előnyének köszönhetően a C45 acél általános műszaki célokra széles körben használt acélminőséget képvisel, hiszen hatalmas súly- és nyomásterhelést is megbír, és rozsdaálló. Ha jó minőségű acélt keres megfizethető áron, akkor az Ön számára is a nemzetközi színvonalat biztosítani képes alapanyakoból előállított C45 acélunk lehet a legjobb megoldás, melynek méreteit, vastagságát saját felhasználási céljainak, igényeinek megfelelően választhatja ki.