Pagina 25 van: Aandrijftechniek – nummer 4 – 2017
TECHNIEK Mechanisch
www.AT-aandrijftechniek.nlMEI 2017 AT AANDRIJFTECHNIEK 25
len kunnen de warmte beter afvoeren.
Omdat kunststof dit minder goed kan,
zullen twee kunststof tandwielen met een
standaard vertandinggeometrie gaan ver-
kleven zodra er behoorlijke vermogens op
komen te staan. Hogere vermogens en
toerentallen leiden tot warmteontwikke-
ling. De beste oplossing is daarom de
combinatie van een kunststof en een sta-
len tandwiel. Daarmee benut je de voor-
delen van beide materialen. De warmte
wordt afgevoerd via het stalen tandwiel,
terwijl het slijtvaste kunststof tandwiel-
smering overbodig maakt. Met zo’n com-
binatie kunnen ook hogere vermogens
worden overgebracht zonder dat er sme-
ring nodig is. “Weliswaar is het vermo-
gensverlies van een kunststof/staal paar
met 6 procent hoger dan de 2 procent van
een goed gesmeerd staal/staal paar; maar
als smering niet gewenst is, dan is de
combinatie de beste oplossing,” zegt
Boesten. Een niet minder belangrijk voor-
deel van zo’n combinatie is dat het risico
op metaalmoeheid tot nul wordt geredu-
ceerd. Dat heeft te maken met het terug-
stellend vermogen van de kunststof ver-
tanding. Met name bij hoog dynamische
toepassingen, waarbij de vermogenspie-
ken en -dalen elkaar snel afwisselen, biedt
het kunststof tandwiel een belangrijk
voordeel. Boesten: “Metaalmoeheid ont-
staat op het walsvlak als je net over de
grenzen van het materiaal heen gaat. Dan
ontstaat pitting, kleine putjes, die tot uit-
val leiden. Kunststof ‘wijkt’ als het te
zwaar belast wordt, de krachten worden
dus verdeeld over een groter vlak, waar-
door er geen schade ontstaat. Ook niet
aan het stalen tandwiel.” Zodra de vertan-
dingen niet meer in elkaar grijpen, zal de
kunststof vertanding zich herstellen dank-
zij het terugstellend vermogen van het
materiaal. Boesten wijst verder nog op
aspecten zoals chemische bestendigheid
en gemakkelijkere verwerkbaarheid die
een rol kunnen spelen in de afweging
staal versus kunststof. “De voedingsmid-
delenindustrie gebruikt veel RVS vanwege
de bestendigheid tegen agressieve reini-
gingsmiddelen. Technische kunststoffen
zijn chemisch bestendig én laten zich ge-
makkelijker verspanen dan RVS wat een
kostenbesparing kan opleveren.” Onder-
houdsvrije aandrijvingen omdat de tand-
wielen niet meer gesmeerd hoeven te
4De combinatie van kunststof met metalen tandwielen is de beste, omdat via het stalen tandwiel de warmte kan worden afgevoerd (foto’s: Vink Kunststoffen).
omloopsnelheid v [m/s]
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0 1 2 3 4 5
omloopsnelheid v [m/s]
0 2 4 6 8 10
lin
ea
ir
e
b
el
as
ti
n
g
F
/b
[N
/m
m
] 45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
lin
ea
ir
e
b
el
as
ti
n
g
F
/b
[N
/m
m
]
tand-
temperatuur
tandwiel [°C]
100°C
100°C
100°C50°C
50°C 50°C
vertanding C20
materialen
tandwiel: PA12G
rondsel: PA12G
smering
droog
temp = 25°C
vertanding C20
materialen
tandwiel: PA12G
rondsel: staal
smering
droog
temp = 25°C
tand-
temperatuur
rondsel [°C]
150°C
100°C
100°C
50°C
50°C
50°C
100°C
150°C
Deze grafieken tonen de warmteontwikkeling versus omloopsnelheid om hiermee het grensbereik voor thermische
uitval te bepalen (grafieken: Ron de Haer/bron: Vink Kunststoffen).
Een proefopstelling met een LL40 tandwiel bij het FZG (Forschungs-
stelle für Zahnräder und Getriebebau), in samenwerking met de
Technische Universiteit München.
vertanding
0,09
0,08
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
la
st
af
h
an
ke
lij
k
w
ri
jv
in
g
sv
er
lie
s
C
20
LL
30
F/b = 20 N/mm, temp = 40°C
testomstandigheden
smering
droog
materialen
tandwiel: PA12G
rondsel: staal
Z
P
40
[-
]
LL
40
De invloed van de
vertanding op het
wrijvingsverlies,
staal versus Lau-
ramid.
24-25-26-27_kunststoftandwielen.indd 25 23-05-17 08:12