scheepsschroef

Om een juiste materiaalkeuze te maken is het belangrijk om te weten aan welke criteria de scheepsschroef moet voldoen. Deze criteria is afhankelijk van het type schroef, zijn toepassing, het milieu waarin de schroef wordt toegepast en de productiemethode van de schroef.

Bij het ontwerpen van een schroef moet er op het gebied van materiaalkeuze met de volgende punten rekening worden gehouden:

Het materiaal moet sterk zijn;

Het materiaal moet een bepaalde taaiheid bezitten;

De vermoeiingsgrens van het materiaal moet hoog liggen;

Het materiaal moet bij voorkeur stabiel en onvervormbaar blijven;

Het materiaal moet bij voorkeur corrosievast zijn;

Het materiaal moet te verwerken zijn tot een complex product;

Het materiaal moet een lage dichtheid hebben;

Het materiaal moet een lage wrijvingsco�ffici�nt hebben;

Naast deze punten kan ook de prijs belangrijk zijn voor de keuze van het materiaal. Hieronder worden verschillende technische materialen weergegeven die toegepast of mogelijk toegepast kunnen worden voor de productie van scheepsschroeven.

Metalen

Voor de productie van scheepsschroeven wordt hoofdzakelijk gebruik gemaakt van metalen. Met name gietijzer, gietlegeringen van koper en in mindere mate RVS-soorten. Dit mede door de perfecte mechanische- en materiaaleigenschappen. Het voordeel van het toepassen van gietijzer en gietlegeringen van koper is de productiemethode. Zowel gietijzer als gietlegeringen van koper zijn, zoals de naam al zegt, te gieten. Dit is vergemakkelijkt de productie van een complex product zoals een scheepsschroef al is nabewerken van het product wel noodzakelijk. RVS-soorten worden in mindere mate toegepast omdat deze moeilijk te gieten zijn.

De volgende materialen worden toegepast voor de productie van scheepsschroeven:

Koper, nikkel, aluminium legering (ook wel cunial genoemd);

Koper gelegeerd met nikkel, aluminium, mangaan en staal (ook wel mangaan-brons genoemd);

RVS-soorten;

Nikkel-staal;

Aluminium legeringen (met magnesium en mangaan);

Lage wrijvingsco�ffici�nt;

Hoog tot middelmatige dichtheid.

Technische Kunststoffen

Vele technische kunststoffen zijn niet geschikt voor de productie van scheepsschroeven omdat deze vocht uit de omringende lucht kunnen absorberen. Dit heeft een grote invloed op de maatnauwkeurigheid en de mechanische eigenschappen. En omdat elke kunststof in meerdere of mindere mate vocht absorbeert, is de enige manier om dit soort problemen te vermijden, een materiaal te kiezen wat zo min mogelijk absorptie vertoont. En te berekenen wat voor invloed de absorptie op de volumeverandering en de kritische maten heeft. Mogelijke voordelen technische kunststoffen:

Lage dichtheid;

Gunstige prijs*;

Technische kunststoffen zijn prima te verwerken tot een eindproduct, spuitgieten is bijvoorbeeld een veel toegepaste verwerkingtechniek.

Mogelijke nadelen technische kunststoffen:

Veel kunststofsoorten kunnen vocht absorberen, als gevolg dat de mechanische eigenschappen en de maatnauwkeurigheid nadelig be�nvloed worden (kruipbestendigheid en de stijfheid nemen af);

Druk en treksterkte zijn aanzienlijk lager dan die van metalen zoals gereedschapstalen en staalsoorten van hoge sterkte;

Mogelijk hysterese-effect bij vermoeiing;

Mogelijke maatonnauwkeurigheid bij vervorming door kruip;

De temperatuur speelt een grote rol, deze heeft een invloed op de elasticiteitsmodulus, de vloeisterkte, hardheid en de druksterkte;

Nadelig invloed vanuit het milieu, sommige kunststoffen vertonen spanningscorrosie bij het bevochtigen van het oppervlak.

Door de meeste hiervoor genoemde nadelen zijn scheepsschroeven verwerkt uit kunststof instabiel te noemen;

*Alleen het materiaal, arbeidskosten en machinekosten buiten beschouwing gelaten. Toch is het mogelijk om technische kunststoffen toe te passen bij de productie van een schroef door het als een matrix te gebruiken in een polymeercomposiet.

Polymeermatrixcomposieten

Polymeermatrixcomposieten zijn afhankelijk van hun kwaliteit geschikt voor de productie van scheepsschroeven. De kwaliteit is op zijn beurt weer afhankelijk van het toegepaste matrix en wapeningmateriaal.

Mogelijke voordelen polymeermatrixcomposieten*:

Lage dichtheid;

Hoge specifieke stijfheid;

Hoge sterkte;

Hoge resistentie tegen omgevingsinvloeden;

Onderdelen kunnen uit ��n stuk worden gemaakt, waarbij nabewerken niet nodig is;

Lange levensduur;

Door het juist positioneren van de wapening ten opzichte van de belasting kunnen verbeterde eigenschappen verkregen worden.

Mogelijke nadelen polymeermatrixcomposieten*:

Sommige composieten kunnen duur uitvallen (denk hierbij als wapening aan keramische vezel met een hoge elasticiteitsmodulus);

Sterkte en stijfheid afhankelijk van de vezelrichting. Bij een verkeerde positionering van de vezels ten opzichte van de belasting kan de vezel zich gedragen als een kerf, de matrix breekt en de vezel laat los;

Variabele wrijvingsco�ffici�nt.

*afhankelijk van de wapening en de matrix.

Keramieken

Keramische materialen zijn niet geschikt voor de productie van scheepsschroeven. Naast de vele voordelige eigenschappen zijn het juist de nadelige eigenschappen die de overhand hebben waarom niet voor keramische materialen te kiezen.

Mogelijke voordelen keramische materialen:

Grote sterkte;

Grote stijfheid;

Corrosievast.

Mogelijke nadelen keramische materialen:

Weerstand tegen scheuren (scheurtaaiheid) is vaak ��n tot twee orden van grootte lager dan die van metaal;

Door het gevolg van een sterke ionen covalentebindingen is het materiaal erg bros;

Producten uit keramische materialen vertonen goede lange termijneigenschappen zoals vermoeiingsweerstand mits deze producten vervaardigd en belast worden op een manier die gunstig is voor keramische materialen;

Keramische materialen mogen nooit aan een trekbelasting worden blootgesteld;

Porositeit maakt keramische materialen minder sterk;

Gewicht van het materiaal. Een laag gewicht duidt op een lage dichtheid, wat weer duidt op porositeit);

Keramische materialen laten zich bij kamertemperatuur niet plastisch deformeren;

Het smeltpunt van keramische materialen ligt vele malen hoger dan dat van metaal en is dus niet geschikt om te gieten;

In verhouding duur;

Hoge wrijvingsco�ffici�nt.

Toch is het mogelijk om een keramisch materiaal toe te passen bij de productie van een schroef door het als een wapeningsmateriaal te gebruiken in een polymeercomposiet. Het materiaal wordt dan verwerkt tot dunne draden (whiskers), vezels of korreltjes. Een goed voorbeeld hiervan is carbon-fibre.

Please be aware that the free essay that you were just reading was not written by us. This essay, and all of the others available to view on the website, were provided to us by students in exchange for services that we offer. This relationship helps our students to get an even better deal while also contributing to the biggest free essay resource in the UK!