Nel design e nell'uso di MOTORI DI VANE , la scelta dei materiali ha un impatto importante sulla sua resistenza all'usura e sulla resistenza ad alta temperatura. Poiché i componenti principali dei motori a vite, le lame e i rotori sono soggetti a grandi stress e attriti meccanici, quindi la qualità dei loro materiali determina direttamente la durata di servizio e le prestazioni funzionanti del motore.
La resistenza all'usura è un importante indicatore di prestazioni per i motori a vite per mantenere un'alta efficienza nell'uso a lungo termine, in particolare a carico elevato e funzionamento ad alta velocità. La durezza, la rugosità superficiale e la resistenza all'attrito del materiale influenzerà la resistenza all'usura del motore. Gli effetti dei materiali comuni sulla resistenza all'usura sono i seguenti:
L'acciaio ad alto contenuto di carbonio o l'acciaio in lega ha un'elevata durezza e resistenza, può resistere a grandi carichi meccanici e resistere ai danni da attrito. Questi materiali funzionano bene sotto carichi elevati, soprattutto quando corrono ad alta velocità, il che può ridurre efficacemente l'usura.
Nonostante l'elevata durezza, è ancora influenzato dall'ambiente ad alta temperatura, che può aumentare la sua fragilità, quindi deve essere utilizzato a basse temperature o con un sistema di raffreddamento.
L'acciaio inossidabile non ha solo una buona durezza, ma ha anche un'eccellente resistenza alla corrosione e resistenza all'usura ed è adatto per l'uso in ambienti umidi e altamente corrosivi.
La sua durezza è generalmente inferiore a quella dell'acciaio ad alto contenuto di carbonio e la sua resistenza all'usura è relativamente scarsa, ma la sua resistenza all'usura può essere migliorata ottimizzando la composizione in lega (come l'aggiunta di elementi come molibdeno e nichel).
La lega di tungsteno ha una durezza molto elevata e resistenza all'usura ed è adatto per lavorare in condizioni estreme, in particolare ad alta temperatura, carico elevato e alta velocità.
È costoso e difficile da elaborare, quindi è selezionato solo in alcune applicazioni che richiedono prestazioni più elevate.
I materiali ceramici hanno una durezza molto elevata, una buona resistenza all'usura e resistenza alla corrosione e sono particolarmente adatti per l'uso in ambienti con grandi perdite di attrito.
Le ceramiche sono relativamente fragili e si rompono facilmente sotto un impatto eccessivo, quindi di solito sono utilizzati solo in applicazioni a basso impatto.
Alcuni polimeri e compositi ad alte prestazioni, come il politetrafluoroetilene (PTFE) o i compositi in fibra di carbonio, hanno una buona resistenza all'usura e proprietà di lubrificazione. Possono ridurre efficacemente l'usura e la perdita di energia tra le superfici di attrito.
Questi materiali sono generalmente a basso contenuto di durezza e sono adatti per l'uso in scenari a basso carico. Non possono resistere all'estremo shock meccanico.
La resistenza ad alta temperatura è un fattore chiave nel fatto che i motori a vite possano funzionare stabilmente in ambienti ad alta temperatura, in particolare a carico elevato e funzionamento a lungo termine. La resistenza ad alta temperatura di materiali diversi è la seguente:
Gli elementi aggiunti in acciaio in lega (come cromo, molibdeno, nichel, ecc.) Possono effettivamente migliorare la sua resistenza ad alta temperatura. È adatto per l'uso in ambienti di media e alta temperatura e può mantenere durezza e resistenza all'interno di un certo intervallo di temperatura.
Sebbene l'acciaio in lega abbia una buona resistenza ad alta temperatura, può ammorbidirsi in ambienti ad alta temperatura superiori a 300 ° C, con conseguente degrado delle prestazioni.
L'alta composizione in lega in acciaio inossidabile conferisce una buona resistenza ad alta temperatura, specialmente quando la temperatura ambiente è alta, l'acciaio inossidabile può mantenere un'elevata stabilità e non è soggetta all'ossidazione.
La resistenza ad alta temperatura di acciaio inossidabile non è di solito buona come quella delle leghe ad alta temperatura e, a temperatura di alta temperatura a lungo termine, può causare ossidazione o ingrossamento del grano del materiale, colpendo così le proprietà meccaniche.
Le leghe ad alta temperatura (come leghe a base di nichel, leghe a base di cobalto, ecc.) Hanno una resistenza ad alta temperatura estremamente forte e possono funzionare in ambienti superiori a 1000 ° C. È adatto per l'uso in ambienti estremamente elevati e può mantenere la sua durezza, resistenza e resistenza alla corrosione.
Le leghe ad alta temperatura sono molto costose e difficili da elaborare e di solito sono utilizzate solo in settori speciali o applicazioni di fascia alta.
I materiali ceramici sono molto resistenti alle alte temperature e possono resistere a temperature estremamente elevate (ad esempio, oltre 1000 ° C) senza ammorbidirsi o deformare in ambienti estremamente elevati.
I materiali ceramici sono fragili e non sono adatti per impatto o vibrazioni gravi, quindi la loro gamma di applicazioni è relativamente stretta e di solito sono utilizzate solo in applicazioni ad alta precisione a basso impatto.
Alcuni polimeri resistenti ad alta temperatura (come poliimide, PTFE, ecc.) Possono mantenere un certo grado di flessibilità e resistenza all'usura in ambienti ad alta temperatura. I materiali compositi possono fornire buone prestazioni di lavoro ad alte temperature specifiche combinando componenti diversi.
La maggior parte dei polimeri subirà una degradazione termica in ambienti ad alta temperatura superiori a circa 250 ° C, quindi non sono adatti a condizioni estreme ad alta temperatura.
La selezione del materiale dei motori a vite deve considerare in modo completo fattori come la temperatura, il carico, la corrosività e la durata prevista dell'ambiente d'uso per garantire che il motore possa mantenere buone prestazioni e funzionamento stabile a lungo termine in diverse condizioni di lavoro.
