Bánh răng nhựa đã vượt xa khỏi đồ chơi và thiết bị văn phòng. Nay chúng nằm trong các bộ truyền động ô tô, thiết bị y tế và điều khiển công nghiệp, và ngày càng nhiều người mua hỏi liệu chúng có thể thay thế kim loại hay không. Câu trả lời không phải nhựa rẻ hơn, mà là liệu điều kiện vận hành có khớp với thứ mà mỗi vật liệu thực sự chịu được hay không. Một bánh răng được lựa thông số chỉ dựa trên giá sẽ hỏng trong sáu tháng; một bánh răng được lựa theo tải, tốc độ và nhiệt độ sẽ chạy được nhiều năm.
Nhựa thắng nơi tải nhẹ và tiếng ồn quan trọng. Nylon (PA66) và acetal (POM) tự bôi trơn được, nên chúng chạy êm mà không cần mỡ, và chúng hấp thụ rung động tốt hơn thép. Ép phun khuôn khiến chúng rẻ khi sản lượng lớn, và chúng nặng khoảng một phần bảy thép. PEEK đẩy trần nhiệt lên khoảng 250 °C và có khả năng kháng hóa chất, nhưng nó đắt và khó khuôn hơn. Những điểm mạnh này khiến nhựa trở thành mặc định cho thiết bị văn phòng, đồ gia dụng và các bộ truyền động ô tô tải nhẹ.
Giới hạn của nhựa chính là giới hạn của cửa sổ vận hành của nó. Nylon hút ẩm và trương nở, điều thay đổi hình học răng; sử dụng liên tục trên 80–100 °C làm mềm hầu hết nhựa kỹ thuật; và dưới mô-men xoắn cao, răng bị chảy dẻo và biến dạng vĩnh viễn. Độ chính xác cũng bị giới hạn, một bánh răng nhựa đúc thường đạt IT8–IT10, trong khi một bánh răng thép mài đạt IT5–IT7. Nếu bộ truyền cần khe hở ăn khớp dưới 0,1 mm hay chạy liên tục có tải, nhựa một mình thường là chưa đủ.
Bánh răng kim loại vẫn là mặc định cho bất cứ thứ gì nghiêm túc. Thép có thể được thấm cacbon và tôi đến 58–62 HRC, mài đến dung sai chặt chẽ, và chạy ở tốc độ dài trên vòng chia cao trong hàng chục nghìn giờ. Gang chịu va đập và dễ gia công, còn đồng thanh và đồng thau được chọn cho bộ truyền trục vít bởi chúng mài mòn tốt khi ghép với trục vít thép. Đánh đổi là trọng lượng, tiếng ồn và nhu cầu bôi trơn, bánh răng kim loại hầu như luôn chạy trong bể dầu hay có mỡ.
Quy tắc quyết định thực tế đơn giản. Nếu mô-men xoắn trên khoảng 5 Nm, tốc độ dài trên vòng chia trên 8 m/s, hay nhiệt độ liên tục trên 100 °C, hãy chọn kim loại. Nếu bộ truyền nhẹ, tốc độ thấp, nhạy tiếng ồn và nhạy chi phí, nhựa thường là câu trả lời tốt hơn. Cho vùng ở giữa, tải trung bình với một mục tiêu tiếng ồn, một bánh răng composite với chuôi thép và vòng răng nhựa hay gia sợi mang lại phần lớn độ bền với phần lớn sự êm.
Tại nhà máy của chúng tôi, chúng tôi gia công bánh răng thép, gang, đồng thau và đồng thanh đạt IT5–IT7, và chúng tôi làm việc với những người mua đang cân nhắc chuyển từ nhựa sang kim loại. Hãy gửi cho chúng tôi mô-men xoắn, tốc độ, nhiệt độ và chu kỳ làm việc của bộ truyền bạn, và chúng tôi sẽ cho bạn biết vật liệu nào phù hợp, và nơi một thiết kế composite có thể tiết kiệm chi phí mà không mất đi tuổi thọ.