Kunststoffzahnräder für Zahnradpumpen mit niedriger Viskosität: Warum sie eine bessere Leistung erbringen

Viele Anwender haben bei der Auswahl von Pumpen eine vorgefasste Meinung: Sie glauben häufig, dass Produkte wie Zahnradpumpen am besten mit Metallgetrieben ausgestattet sind. Die Erwähnung von Kunststoffzahnrädern kann den Eindruck eines minderwertigen, weniger langlebigen Produkts erwecken. Hier erkläre ich kurz die Auswahl von Zahnrad- und Lagermaterialien für Zahnradpumpen in Anwendungen mit niedriger Viskosität.

Beim Betrieb einer Zahnradpumpe sind die wichtigsten rotierenden Komponenten das Antriebsrad und das Abtriebsrad. Sie sind nicht nur für die Drehmomentübertragung zuständig, sondern auch für die Druckbeaufschlagung und den Transport der Flüssigkeit. Dies erfordert neben einer guten Steifigkeit des Zahnradpaares auch hervorragende Selbstschmiereigenschaften, hohe Maßhaltigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Die Anforderungen an Steifigkeit, Maßhaltigkeit und Korrosionsbeständigkeit sind relativ einfach zu verstehen. Doch warum muss der Getriebewerkstoff auch über gute selbstschmierende Eigenschaften verfügen? Der Grund liegt im relativen Gleiten zwischen den Zahnoberflächen der beiden Zahnräder während des Eingriffs. Wenn das Material über schlechte selbstschmierende Eigenschaften verfügt – wie zum Beispiel gewöhnliche Zahnräder aus Edelstahl 316 – neigen sie selbst bei mäßig hohen Geschwindigkeiten sehr zum Festfressen. Daher muss bei der Auswahl von Getriebematerialien, insbesondere für den Transport von dünnflüssigen oder schlecht schmierenden Flüssigkeiten (z. B. Wasser oder bestimmte Lösungsmittel), besonders auf die selbstschmierenden Eigenschaften des Getriebematerials geachtet werden.

Dabei ist es wichtig, eine wesentliche Materialeigenschaft zu beachten: den PV-Wert . Dies bezieht sich auf den zulässigen Druck (P) und die zulässige Geschwindigkeit (V), bei denen ein Material arbeiten kann und gleichzeitig ein akzeptables Verschleißniveau aufrechterhält. Weist ein Material einen schlechten PV-Wert auf, ist es unabhängig von seiner Härte für den Einsatz in Reibpaarungen ungeeignet.

Unsere mikromagnetischen Zahnradpumpen der NP-Serie von Shanghai Super Fluid Co., Ltd. (Suofu) verwenden speziell gefülltes und verstärktes PEEK-Material sowohl für die Zahnräder als auch für die Lager, das im hochpräzisen Spritzgussverfahren hergestellt wird. Diese Lösung erfüllt effektiv die Anforderungen an Steifigkeit, Präzision, Selbstschmierung und Korrosionsbeständigkeit in einem Differenzdruckbereich von bis zu 20 bar und bietet eine hervorragende Option für Anwendungen mit kleinen Durchflussraten und niedrigen bis mittleren Drücken.