PU ložiská: Guličkové ložiská s polyuretánovým povlakom – údaje, výber a zákazkové zostavy

Čo je to vlastne PU ložisko

PU ložisko je kompozitný valivý prvok: štandardné jadro guľôčkového ložiska s hlbokou drážkou, zvyčajne zo série 608, 6000, 6200, 626 alebo 625, s presne tvarovaným polyuretánovým behúňom spojeným s vonkajším krúžkom. Oceľové jadro nesie radiálne a axiálne zaťaženie, definuje presnosť otáčania a nastavuje rýchlostný limit. Polyuretánová vrstva zvláda povrchovú stranu práce. Pri zaťažení sa deformuje, aby sa rozšírila kontaktná plocha, tlmí vibrácie skôr, než sa dostanú k rámu, a chráni vonkajší krúžok pred abrazívnym kontaktom s koľajnicou, koľajnicou alebo valčekom. Ak zadávate ložisko s PU krytom pre valček dopravníka, záves posuvných dverí alebo hnacie koleso, prvým rozhodnutím nie je farba alebo tvrdosť behúňa. Je to jadrové ložisko, pretože jadro určuje nosnosť a presnosť chodu.

Kvalita lepenia oddeľuje odolné PU ložisko od ložiska s krátkou životnosťou. Lacná konštrukcia napína polymérové ​​puzdro cez oceľový vonkajší krúžok; pri radiálnom zaťažení môže puzdro skĺznuť, vytvárať vnútorné trecie teplo a otáčať sa mimo fázu s jadrom. Náš proces odmasťuje a fosfátuje vonkajší krúžok, aplikuje promótor priľnavosti a potom vstrekuje polyuretán do formy pod kontrolovaným tlakom a teplotou. Po vytvrdnutí prejde každá šarža kontrolou torznej väzby: behúň sa nesmie otáčať na krúžku, keď je aplikovaný špecifikovaný krútiaci moment v žiadnom smere. Tento test je úspešná alebo neúspešná pred schválením vzoriek na odoslanie.

Štandardné rodiny PU ložísk pokrývajú veľkosti otvorov od 4 mm do 20 mm, pričom vonkajší priemer lisovaného polyuretánu je približne o 2 mm až 10 mm väčší ako vonkajší priemer oceľového krúžku. Napríklad jadro 608 (8 x 22 x 7 mm) je bežne zalisované na vonkajší priemer 26 mm a jadro 6000 (10 x 26 x 8 mm) je často zalisované na 30 alebo 35 mm. Tieto rozmery nie sú kozmetické. Pomer medzi vonkajším priemerom PU a vonkajším priemerom ocele mení valivý odpor, hromadenie tepla a rozloženie zaťaženia, takže by sa mal zvoliť pre skutočné pracovné podmienky a nie skopírovať z podobne vyzerajúceho produktu.

Prečo je polyuretán materiálom voľby pre ložiská s povlakom

Polyuretán je špecifikovaný v ložiskách s povlakom, keď aplikácia vyžaduje kombináciu odolnosti proti oderu, odpruženia a nosnosti, ktorú jednotlivé materiály neposkytujú. Nižšie uvedená tabuľka porovnáva relatívnu odolnosť bežných polymérnych materiálov proti oderu voči klznému povrchu s termoplastickým polyuretánom 85 Shore A označeným ako 100.

Prírodný kaučuk je pružnejší ako PU, ale pri nepretržitom klznom kontakte sa opotrebováva asi trikrát rýchlejšie. Nylon dobre odoláva opotrebovaniu, ale je tuhý, takže hluk a vibrácie prenáša namiesto toho, aby ich pohlcoval. PVC je ekonomické, ale slabé pri dynamickom zaťažení a nízkych teplotách. Polyuretán pokrýva najširší prevádzkový rozsah: od približne 70 Shore A pre tiché, nízke sily až po 95 Shore A pre aplikácie, ktoré vyžadujú tvrdý, rozmerovo stabilný behúň so stupňom pružnosti.

Druhou výhodou je riadenie kontaktného tlaku. Keď ložisko z tvrdej ocele beží priamo na tenkej kovovej dráhe, kontaktná plocha je malá a lokálny tlak môže byť extrémne vysoký, čo vedie k značeniu dráhy a vytváraniu hluku. PU behúň zväčšuje kontaktnú plochu, takže rovnaké ložisko môže bežať na lakovanej oceli, eloxovanom hliníku alebo polymérových pásoch bez poškodenia spojovacieho povrchu. Kupujúci si často vyberajú ložiská pokryté PU nie preto, že by samotné ložisko zlyhalo, ale preto, že holé oceľové ložisko ničí dráhu alebo spôsobuje, že produkt je príliš hlasný na predaj.

Výkonové charakteristiky a prevádzkové limity

Prevádzková obálka PU ložiska sa znižuje na štyri čísla: tvrdosť, zaťaženie, teplota a rýchlosť. Interagujú, takže zmena jedného zvyčajne posúva ostatné. Tvrdší behúň znesie väčšiu záťaž, no prenáša viac vibrácií. Mäkší behúň je tichší, ale viac sa odkláňa a vytvára viac tepla pri vysokej rýchlosti. Nižšie uvedené hodnoty sú typické pre štandardný lisovaný polyuretán na jadre guľôčkového ložiska s hlbokou drážkou.

Tvrdosť je prvá špecifikácia, ktorú treba opraviť. Rozsah od 70 do 80 Shore A vyhovuje nábytkovým valčekom a posuvným dvierkam, kde záleží na priľnavosti, tichosti a tolerancii menšieho nesúladu. Pás od 80 do 90 Shore A je univerzálna zóna pre dopravníkové valčeky a vodiace kolesá, vyvažujúca priehyb proti životnosti. Rozsah od 92 do 95 Shore A je pre ťažké kolesá, upínacie valčeky a vysoko zaťažené prenosové časti, kde behúň musí držať svoj tvar a odolávať prerezaniu alebo roztrhnutiu.

Teplota je obmedzená PU zmesou, nie oceľovým ložiskom. Štandardný polyuretán beží nepretržite od -20 °C do 80 °C. Krátke výkyvy na 110 °C sú vo väčšine formulácií tolerovateľné, ale dlhodobé teplo behúň vytvrdzuje, urýchľuje praskanie a oslabuje väzbu ku krúžku. Ak aplikácia zahŕňa čistenie parou, horúcu vodu alebo nepretržité sálavé teplo, v návrhu by sa mala použiť tepelne stabilná trieda alebo nepotiahnuté oceľové ložisko v tejto zóne.

Rýchlosť je obmedzená aj behúňom. Vrstva PU zvyšuje efektívny valivý priemer a zvyšuje odstredivé napätie, takže potiahnuté ložisko nemôže bežať pri rovnakej rýchlosti otáčania ako jeho nepotiahnuté jadro. Praktickým pravidlom je udržiavať povrchovú rýchlosť pod cca 2 m/s pre mäkké behúne a pod 5 m/s pre tvrdé behúne, potom merajte nárast teploty počas prvých hodín prevádzky. Ak je dominantná požiadavka na otáčky na základe času, napríklad motor s ložiskom namontovaným priamo na hriadeli, musí sa zmenšiť hrúbka dezénu alebo sa musí špecifikovať vnútorná vôľa jadra a mazivo pre skutočné otáčky.

Štandardné konfigurácie, profily behúňa a možnosti

Ložiská pokryté PU sa vyrábajú v niekoľkých geometrických tvaroch. Plochý cylindrický behúň je štandardom pre rovné valčeky a dopravníkové kolesá. Dezén s V-drážkou vycentruje ložisko na V-koľajniciach a udržuje zostavu zarovnanú bez ďalších vodiacich prírub. U-drážka alebo konkávne profily prebiehajú na kruhových rúrach a vedeniach drôtu. Korunné tvary behúňa zvládajú uhlové nesúososti medzi susednými valcami a znižujú zaťaženie okrajov. Profil je opracovaný do formy, takže zmenou z plochého na drážkovaný sa podstatne nemení ložisko jadra, cena ani dodacia lehota.

• Plochý cylindrický profil: rovné valčeky, prenosové stoly, dopravníkové kolesá
• V-drážka profil: V-koľajnice, vozíky, vešiaky na posuvné dvere
• U-drážkový profil: kruhové rúrkové vedenia, drôtené vedenia, systémy ľahkých kladiek
• Korunovaný profil: samostrediace valčeky, kompenzácia nesúosovosti
• Profil skosenej hrany: vodiace valčeky hrán a vedenie pásu

Farby a triedy materiálov je možné prispôsobiť bez zmeny rozmerov. Čierny PU je priemyselným štandardom, pretože sadze zlepšujú konzistenciu opotrebenia a odolnosť voči UV žiareniu. Oranžové a zelené behúne sa používajú v bezpečnostných zónach alebo na identifikáciu funkcie valca na výrobnej linke. Biely PU je k dispozícii pre oblasti súvisiace s potravinami, kde sa musí zabrániť prenosu farieb, aj keď je potrebné skontrolovať zloženie vzhľadom na prevádzkovú teplotu a použité čistiace chemikálie.

Tri reprezentatívne série z katalógu zobrazujú rad: PU 608-267, 608-jadrové ložisko s vonkajším priemerom 26 mm PU a šírkou 7 mm; PU 626-268, séria 626 jadier ponúkaná aj s predĺženým oceľovým hriadeľom pre priamu montáž valčekom; a PU 6201-4018, séria 6201 jadier s vonkajším priemerom 40 mm PU a šírkou 18 mm pre ťažšie upínacie valčeky a prenosové podnosy.

PU 608-267 Guličkové ložisko s hlbokou drážkou s povlakom pre všestranné použitie Toto 608-jadrové ložisko s vonkajším priemerom 26 mm PU vyhovuje častej prevádzke a korozívnemu prostrediu a ponúka nízku hlučnosť a odolnosť proti opotrebeniu, ako je zdôraznené v katalógovej sérii. Zobraziť produkt →

PU 626-268 čierne PU guľkové ložisko s hlbokou drážkou s možnosťou predĺženého hriadeľa Tento model s 626-jadrovým a čiernym PU povlakom odoláva vlhkosti a korózii, s predĺženým oceľovým hriadeľom dostupným pre priamu montáž valčekov v prenosových systémoch. Zobraziť produkt →

PU 6201-4018 Ťažké ložisko s PU povlakom pre upínacie valčeky S vonkajším priemerom 40 mm PU a šírkou 18 mm toto 6201-jadrové ložisko zvláda väčšie zaťaženie, čím znižuje trenie a hluk pre priemyselné prepravné podnosy a stroje. Zobraziť produkt →

Všetky tieto môžu byť zmontované s gumovými tesneniami (RS) alebo oceľovými štítmi (ZZ) na oceľovom jadre. Utesnené verzie sa odporúčajú pre prašné dielne, drevospracujúce linky, vlhké oblasti alebo akékoľvek prostredie, kde mazivo vnútri jadra musí zostať čisté, aby sa zachovala nízka hlučnosť zostavy.

Kde sa používajú PU ložiská

Aplikácie spadajú do štyroch skupín: tichý pohyb ťažkých dielov, vedenie produktov po dráhe, beh vo vlhkých alebo prašných podmienkach a ochrana nákladného spojovacieho povrchu. V každom prípade ložisko vykonáva dve úlohy naraz, prenáša zaťaženie a riadi povrchový kontakt, preto je špecifikované namiesto obyčajného oceľového ložiska.

Ako vybrať správne PU ložisko

Výber PU ložiska znamená prispôsobenie štyroch premenných naraz: veľkosť ložiska jadra, tvrdosť PU, profil behúňa a typ tesnenia. Nižšie uvedená tabuľka poskytuje použiteľný východiskový bod pre najbežnejšie požiadavky.

Ďalším aspektom je spôsob montáže. Ak je ložisko nalisované na oceľový hriadeľ, tolerancia otvoru jadrového ložiska riadi uloženie. Štandardné jadrá s hlbokými drážkami sa vyrábajú podľa tolerančných systémov ISO; pre PU valčekové zostavy odporúčame toleranciu otvoru P6 alebo lepšiu a hriadeľ by mal dodržiavať odporúčanie tolerancie h7 pre tento otvor. Počas testovania vzorky skontrolujte nasledujúci kontrolný zoznam:

• Zmerajte vonkajší priemer PU v troch polohách pozdĺž šírky; odchýlka nad 0,15 mm môže spôsobiť kolísanie valčeka.
• Skontrolujte sústrednosť medzi otvorom a PU behúňom otáčaním ložiska na tŕni s číselníkom; hádzanie nad 0,1 mm je viditeľné pri rýchlosti.
• Použite krútiaci moment medzi behúň a krúžok, aby ste potvrdili prídržnú silu spoja.
• Spustite naložený prototyp pri pracovnej rýchlosti a zmerajte teplotu vonkajšieho prstenca po 1 hodine a po 24 hodinách. Stabilná teplota znamená, že tepelná bilancia je prijateľná.
• Skontrolujte hluk pomocou decibelmetra alebo posluchovým testom pri prevádzkovej rýchlosti; PU behúň by nemal vytvárať tónový hluk proti stope.

Výroba a kontrola kvality

O kvalite PU ložísk rozhoduje proces formovania. Teplota, vstrekovací tlak, rýchlosť zatvárania formy a čas vytvrdzovania ovplyvňujú konečné rozmery a pevnosť spoja. Naša výrobná linka funguje podľa postupov ISO 9001:2015 s vysledovateľnosťou šarže materiálu pre každú šaržu oceľových jadier a polyuretánovej suroviny. Výrobná dcérska spoločnosť je držiteľom certifikácie systému kvality GB/T 19001-2016 a ročná kapacita presných ložísk a spojovacích prvkov je 30 miliónov súprav.

Vstupná kontrola zahŕňa oceľové jadro: priemer otvoru, priemer vonkajšieho krúžku, radiálnu vôľu, hluk a stav tesnenia. Po formovaní sa PU behúňa meria na vonkajší priemer, šírku, kruhovitosť a sústrednosť k otvoru. Typické tolerancie sú /-0,15 mm na vonkajšom priemere PU a hádzanie nie viac ako 0,1 mm. Každá šarža sa tiež kontroluje na tvrdosť behúňa pri špecifikovanej hodnote Shore a na vzorke z každej dutiny formy sa vykonáva deštruktívny test väzby.

Exportné balenie chráni behúne pred deformáciou pri preprave. Ložiská sú umiestnené jednotlivo v zásobníkoch, potom sú zabalené do krabice a paletizované pre námornú alebo leteckú prepravu, s mäkkými separátormi medzi vrstvami, aby sa zabránilo plochému škvrnitému PU počas dlhých prepravných kontajnerov.

Vlastné veľkosti, farby a možnosti montáže

Najčastejšími zákazkovými požiadavkami, ktoré spracovávame, sú špecifický vonkajší priemer PU, ktorý zodpovedá existujúcej medzere koľaje, širší alebo užší behúň, predĺžený vnútorný krúžok na jednom alebo oboch koncoch, zalisovaný oceľový hriadeľ a farebný behúň na identifikáciu produktu. Prispôsobenie nevyžaduje nový dizajn ložiska, pretože jadro zostáva štandardnou sériou hlbokých drážok; mení sa iba geometria formy a parametre formovania. Vrstva PU môže byť tiež kombinovaná s hriadeľom ako jeden valčekový celok, čo zjednodušuje montáž pre zákazníka.

Keď inžinieri špecifikujú polyuretánové ložisko pre nový stroj, najrýchlejšou cestou je začať so štandardným jadrom a upraviť rozmery PU počas fázy vzorkovania. Praktické rady týkajúce sa porovnávania materiálov, stupňov tvrdosti a limitov použitia sú zahrnuté v našom sprievodcovi ako si vybrať správne PU guľkové ložisko .

V prípade neštandardných jadier, ako sú dvojradové ložiská, jadrá z nehrdzavejúcej ocele alebo veľkosti otvorov mimo štandardného rozsahu, s nimi zaobchádzame ako s vyhradenými projektmi s vlastným postupom schvaľovania vzoriek. Prispôsobené neštandardné presné ložiská sú samostatnou produktovou radou, pretože kroky obrábania, tepelného spracovania a kontroly sa líšia od štandardného lisovania PU. Poskytnutie výkresu s požadovaným smerom zaťaženia, štýlom montáže a podmienkami prostredia stačí na začatie cenovej ponuky.

Inštalácia, údržba a bežné poruchy

Väčšina porúch PU ložísk súvisí s inštaláciou. Tlačením zakrytého valčeka na nadrozmerný hriadeľ alebo úderom na vonkajší krúžok namiesto vnútorného krúžku sa poškodzuje behúň aj oceľové jadro. Nasledujúci postup pokrýva väčšinu zostáv PU valčekov:

1. Pred lisovaním vyčistite hriadeľ a skontrolujte priemer oproti tolerancii otvoru.
2. Naneste tenkú vrstvu montážneho oleja alebo maziva na hriadeľ, nie na behúň.
3. Zatlačte na ložisko pôsobením sily len na vnútorný krúžok; pri potiahnutých valcoch podoprite vnútorný krúžok lisovacím nástrojom, ktorý sa nedotýka PU behúňa.
4. Na uloženie s presahom použite hriadeľový lis alebo hydraulický lis s pomalým, kontrolovaným zdvihom. Nikdy neudierajte na ložisko kladivom.
5. Po montáži otočte zostavu rukou, aby ste potvrdili voľný pohyb a sústredné otáčanie.

V prevádzke skontrolujte tri príznaky: relatívny pohyb medzi behúňom a krúžkom, ploché škvrny a hluk. Oddelenie behúňa zvyčajne naznačuje príliš veľké lisované uloženie, prehriaty prevádzkový stav alebo vystavenie nekompatibilnej chemikálii. Ploché miesta sa objavia, keď je mäkký behúň ponechaný dlhší čas pod statickou záťažou, alebo keď sa valec ťahá namiesto otáčania. Hluk takmer vždy pochádza z ložiska jadra: akonáhle voda alebo prach prejde tesnením, mazivo sa znehodnotí a ložisko bude počuť, aj keď behúň stále vyzerá správne.

Po overení kompatibility rozpúšťadla s polyuretánom očistite ložiská potiahnuté PU jemným mydlom a vodou alebo rovnakým rozpúšťadlom, aké sa používa okolo zariadenia. Ložisko dlho nenamáčajte v odmasťovačoch na báze ropy; môžu zmäkčiť behúň a zmeniť jeho tvrdosť natrvalo.

Často kladené otázky

Aký je rozdiel medzi PU ložiskom a pogumovaným ložiskom?

Štandardné pogumované ložiská vyrobené z prírodného kaučuku, EPDM alebo SBR poskytujú vysokú elasticitu a dobrú priľnavosť a ich cena suroviny je nižšia. Polyuretán ponúka zhruba dvojnásobnú odolnosť proti oderu, vyššiu odolnosť proti roztrhnutiu a širší rozsah tvrdosti. Pre valec, ktorý beží nepretržite, napríklad dopravníkový valec nesúci brúsny obal, PU zvyčajne vydrží niekoľkonásobne dlhšie, kým opotrebenie povrchu zmení obehový priemer. Guma zostáva dobrou voľbou pre veľmi mäkké valčeky s vysokou priľnavosťou pri veľmi nízkej rýchlosti, ale PU pokrýva väčšinu priemyselných a nábytkárskych aplikácií s dlhšou životnosťou.

Akú tvrdosť podľa Shorea si mám vybrať?

Použite 70 až 75 Shore A, keď ložisko beží po krehkej dráhe, potrebuje vysokú priľnavosť alebo musí tlmiť ľahkú zostavu proti vibráciám. Použite 80 až 85 Shore A pre valčeky na všeobecné použitie, posuvné dvere, zásuvky a vodiace kladky dopravníkov. Použite 90 až 95 Shore A pre veľké zaťaženie, vysoké upínacie sily a aplikácie, kde na rozmerovej stálosti záleží viac ako na absorpcii hluku. Ak máte pochybnosti, pošlite údaje o zaťažení a rýchlosti a požiadajte o vzorky v dvoch stupňoch tvrdosti; merateľný rozdiel v opotrebovaní a valivom odpore rozhodne rýchlo.

Môže byť PU ložisko použité vo vlhkom alebo umývanom prostredí?

Samotný štandardný PU odoláva vlhkosti, vodným čistiacim prostriedkom a mnohým olejom. Slabým miestom je jadrové ložisko: ak sa voda dostane do neutesneného ložiska, oceľové krúžky korodujú a mazivo sa znehodnotí. Špecifikujte verzie RS s gumovým tesnením pre prostredia s umývaním a skontrolujte, či okraj tesnenia nevyčnieva za PU behúň. Pre chemickú expozíciu otestujte konkrétnu kvapalinu, pretože silné kyseliny, horúce alkálie a niektoré rozpúšťadlá môžu napučať alebo zmäknúť polyuretánový behúň.

Značí PU behúň podlahy alebo hliníkové pásy?

Hladko tvarovaný polyuretánový behúň bežne neoznačuje čisté podlahy alebo eloxované hliníkové koľajnice. Značenie sa objaví, keď behúň zachytí tvrdé častice ako piesok alebo kovové triesky a vtlačí ich do podlahy. Pre prostredia s cudzími predmetmi použite o niečo tvrdší dezén okolo 90 Shore A a udržiavajte dráhu pohybu čistú; pravidelné stieranie povrchu behúňa zabraňuje usadzovaniu častíc.

Aké vlastné možnosti sú k dispozícii pre ložiská PU?

Vlastné možnosti zahŕňajú vonkajší priemer PU, šírku behúňa, profil behúňa, farbu behúňa, veľkosť otvoru, predĺžený vnútorný krúžok a zalisovaný hriadeľ. Minimálne objednané množstvo zvyčajne začína na 500 až 1 000 kusoch na veľkosť pre štandardné vlastné farby a vývojové vzorky je možné vyrobiť so skutočnou formou. Neštandardné konštrukcie jadra, ako sú dvojradové ložiská alebo jadrá z nehrdzavejúcej ocele, sú k dispozícii pre špeciálne projekty a sú uvedené samostatne po kontrole výkresu.

Ako dlho vydrží PU ložisko?

Životnosť je určená ložiskom jadra pri správnom výbere behúňa. Utesnené jadro s hlbokými drážkami pri bežnom zaťažení môže bežať tisíce hodín. PU behúň by sa mal skontrolovať na ploché škvrny, praskliny a zmenšenie priemeru. V dopravníkových aplikáciách s behúňom 80 až 85 Shore A pri strednej rýchlosti behúň zvyčajne prekračuje interval údržby zariadenia. Najspoľahlivejším spôsobom, ako odhadnúť životnosť, je test prototypu na vašej skutočnej trati, pričom nameraný priemer behúňa a hluk sa zaznamenávajú v pravidelných intervaloch.