Témata
Reklama

Kluzná ložiska z plněných termoplastů

Použití plněných termoplastů jako materiálu na kluzná ložiska není žádnou novinkou. Polyamidy plněné grafitem se k tomuto účelu používají již přes 40 let.

Novinkou je však užití špičkových inženýrských a high-tech termoplastů, jejich nových směsí a jejich zpracování na ložisková pouzdra vstřikováním.
Hromadná výroba samomazných kluzných ložisek technologií vstřikování je ve srovnání s ložisky z kluzných materiálů vyráběnými stříháním s následným skružováním a s plastovými ložisky vyráběnými obráběním velmi ekonomická. Umožňuje nasazení špičkových plastů s dobrými mechanickými a kluznými vlastnostmi při vynikající teplotní a chemické odolnosti, jichž standardní termoplasty nedosahují. Jejich inovační potenciál jako nekovového řešení je však v konstrukci strojů a přístrojů zatím málo využit. Vstřikováním lze dnes vyrobit velmi tenkostěnná pouzdra (cca 1 mm), a tak jejich velkou výhodou, zejména při použití ve větším počtu, je i úspora hmotnosti konstrukce.
Reklama
Reklama

Vstřikované high-tech plasty na ložiska

Dvě světové firmy, Glacier Industrial Bearings, výrobce kluzných ložisek ze skupiny DANA Corporation, a Busak+Shamban, výrobce těsnění a kluzných ložisek ze skupiny TI Group, mají ve svém výrobním programu několik typů kluzných ložisek z plněných termoplastů polyfenylensulfidu (PPS), polyetheretherketonu (PEEK) a polyamidimidu (PAI), zpracovaných vstřikováním. Vlastnosti vybraných typů jsou uvedeny v tabulce.
Vstřikováním PPS plněného PTFE a grafitem se vyrábí samomazná kluzná ložiska s nejvyšší chemickou odolností a trvalou teplotní použitelností do cca 200 °C. U firmy Busak+Shaban je představuje typ HiMod HM913 (blízkým materiálem je typ MF62 firmy Glacier), bez grafitu, ale s přísadou PTFE; je vyztužený skleněnými vlákny a vyznačuje se nižší samomazností při běhu na sucho.
Pokud jde o teplotní stabilitu, docilují nejvyšší použitelnosti vstřikovaná ložisková pouzdra z plněných termoplastů na bázi PEEK, které mají nejvyšší trvalou teplotní odolnost až do teploty 260 °C, krátkodobě do 290 °C, příp. 310 °C (podle výrobku) a nejnižší tepelnou roztažnost ze všech uvedených termoplastů. Ve výrobním programu firmy Glacier je to typ MF15 s kluznou přísadou grafitu a PTFE a se špičkovými vyztuženími krátkými uhlíkovými vlákny. Vyšší tepelná vodivost uhlíkových vláken zde může přispívat i k dobrému odvodu tepla s příznivým vlivem především na životnost ložisek.
Z produkce firmy Busak+Shamban pocházejí dva typy. Prvním je HiMod HM914 s vysokou hodnotou součinu dovoleného namáhání a kluzné rychlosti pV 3,85 MPa.m.s-1 při vysoké chemické odolnosti, druhým je HiMod HM924 s nejvyšší pevností v tlaku, v tahu i v ohybu ze všech materiálů typu HiMod a s chemickou odolností jen nepatrně nižší, než je u typu HM914. Společným znakem materiálů na bázi PEEK je velmi nízká tepelná roztažnost na úrovni kovových materiálů. Pouzdra z těchto materiálů se používají jako ložiska pro chemická zařízení, textilní stroje a potravinářské stroje a na zařízení, kde je vyloučeno použití maziv. Častým důvodem použití je zvukové tlumení.
Jako základ kluzných ložisek představuje z uvedených materiálů nejhodnotnější termoplast polyamidimid. Kluzná ložiska Glacier Torlon jsou vyrobena z materiálu na bázi plněného PAI s kluznou přísadou PTFE a grafitu, který je vyztužen krátkými skleněnými vlákny a má dobré kluzné vlastnosti při běhu na sucho. Vyznačuje se dobrou teplotní stabilitou až do 260 °C a v oblasti záporných teplot do -200 °C. Materiál má vysokou hodnotu součinu pV, která umožňuje provoz i při vyšších kluzných rychlostech (až 2,5 m.s-1). Používá se na ložiska v letecké a kosmické technice, na ložiska a těsnicí kroužky chemických čerpadel a armatur, ložiska textilních strojů, vstřikovaná ozubená kola a části převodovek.

Konstrukční podmínky

Uvedené hodnoty součinu dovoleného namáhání a kluzné rychlosti pV představují nejvyšší dovolené hodnoty; pro spolehlivou funkci v trvalém provozu se doporučuje užití pouzder samomazných kluzných ložisek z plněných termoplastů při poloviční hodnotě pV. Dalším předpokladem spolehlivé funkce je jakostní povrch druhé části kluzné dvojice - hřídele, zpravidla broušené na drsnost povrchu Ra 0,2 - 0,8 a tepelně zpracované na tvrdost vyšší než 200 HB, optimálně vyšší než 350 HB. Firma Busak+Shamban doporučuje tvrdost vyšší než 30 HRC a uvádí, že tvrdosti nad 45 HRC již nemají pro růst odolnosti vůči opotřebení žádný přínos. U hliníkových slitin se doporučují anodizované povrchy, podmínečně je lze požívat i bez úpravy. Pro měkké kovy jsou plastová pouzdra nevhodná. Méně vhodná jsou i pro uložení se špatným odvodem tepla, jako je např. keramika nebo plasty.
Obecně doporučované uložení předpokládá H7 pro díru a h7 až h9 pro hřídel (příklad typického uložení je na obrázku). Ukládání se provádí zpravidla zalisováním pouzdra navlečeného na trnu s vůlí v díře podle vnějšího průměru pouzdra a s vůlí pro hřídel (podle pokynů výrobce).

Vstřikované ekonomické materiály

Závěrem lze zmínit, že pro méně náročné aplikace jsou k dispozici ekonomická vstřikovaná pouzdra s novým moderním plněním z plastů na bázi polyamidů (např. pouzdra Glacier EP z polyamidu PA 6.6 plněného PTFE a grafitem a s vyztužením skleněnými vlákny) či polybutylentereftalátu (pouzdra Glacier MF 41 z PBT plněného cínovým bronzem a PTFE, příp. s vyztužením aramidovými vlákny u typu MF 31) a dále pouzdra z PTFE plněného polyacetalem (POM), jako jsou typy HiMod 911 a 912 od firmy Busak+Shamban a MF 52 od firmy Glacier. Při vědomí, jaké vlastnosti propůjčuje dražší PTFE coby kluzná přísada, lze jen litovat, že samotný PTFE není termoplast a nelze jej jako plněný zpracovávat vstřikováním, ale jen slinováním a obráběním.
Typickým použitím pouzder z high-tech plastů jsou pomaloběžné aplikace s rychlostmi kolem 1 m.s-1 při zvýšených teplotách a v korozním prostředí, jako např. u armatur, kde mohou plnit i funkci těsnění. Snáší i silné kyseliny a alkálie a čištění horkou parou. Plnění lze modifikovat i pro antiexplozivní provedení s Ex certifikací. Při vhodné úpravě vnější hrany pouzdra umožňují tato cenově výhodná ložiska, vyráběná ve velkých sériích, i automatizované vkládání a docílení nízkých nákladů na uložení s vlastnostmi, které pouzdra z kovových materiálů neřeší.
Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 10111
Datum: 31. 01. 2001
Rubrika: Trendy / Plasty
Autor:
Firmy
Související články
Plasty v automobilovém průmyslu

Na světě je v současnosti přibližně 800 miliónů automobilů a prognózy růstu mluví o zvýšení jejich počtu na dvě miliardy do roku 2030. Tento výhled činí z automobilového průmyslu jedno z nejperspektivnějších průmyslových odvětví pro nejbližších patnáct let.

Polyuretanový řemen jako náhrada lan u výtahů

Moderní pohony sjednocují dynamickou únosnost, přesnost a provozní spolehlivost s co nejvyšší hospodárností. Dlouholeté zkušenosti firmy Continental Contitech a kooperace při vývoji a prvovýrobě nabízí konstruktérům a uživatelům neustále nové technologické perspektivy.

Vyztužené termoplasty v letecké konstrukci

Historie firmy Letov má svůj počátek v listopadu 1918, kdy byl založen státní letecký vojenský podnik nazvaný "Letecký arsenál". Společnost prošla několika etapami, od vývoje a výroby vlastních letounů postupně až k vývoji a výrobě letadlových celků.

Související články
Kompozitová kapota sériového vozu Ford Focus

Na říjnovém veletrhu Composite Europe 2012 v Düsseldorfu vystavil Ford první přední kapotu sériového vozu Ford Focus z  CFRP kompozitu z uhlíkových vláken, vyrobenou vysokorychlostním procesem vhodným pro velkosériovou výrobu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
On-line sledování forem

Zásadní otázka sledování nástrojů se dá zjednodušit na boj mezi manažery projektů a mezi výkonnými pracovníky. Zatímco řídicí pracovníci by chtěli maximum informací pokud možno v reálném čase, výkonní pracovníci jsou časově zaneprázdněni samotnou výrobou a přepisování informací do systému je nijak zvlášť neinteresuje, ba naopak zdržuje od jejich hlavní práce.

Za plasty v říjnu na K 2013

Tradičně po třech letech se ve dnech 16. - 23. října 2013 koná v Düsseldorfu již 19. mezinárodní veletrh plastů a kaučuku K 2013, největší světová akce oboru od níž se očekávají nejen premiéry nových materiálů ale i ukázky nových aplikací s vyšším využitím vlastností známých materiálů s cílem snížení hmotnosti a spotřeby energie při užití obnovitelných zdrojů.

Použité pneumatiky - kam s nimi?

Na začátku byl skvělý vynález: pneumatika. Byla vynalezena v devatenáctém století, úžasně zlepšovala vlastnosti jízdních kol a její vynález byl patentován. Později našla uplatnění především v automobilovém a leteckém průmyslu a dnes tvoří každodenní součást našeho života.

O výuce plastů a kompozitů pro strojaře

Student strojního inženýrství by měl pochopit jak analogie, tak rozdíly ve struktuře a vlastnostech polymerních a kovových materiálů a jejich chování v provozních podmínkách.

Příprava pracovníků pro výrobu technologií vstřikování plastů

Následující příspěvek představuje jeden ze způsobů přípravy pracovníků ve firmách, jejichž hlavní pracovní náplní je technologie vstřikování plastů

Plazmová povrchová úprava nanovlákených polymerních struktur

Technologie plazmových povrchových úprav spočívá v navázání funkčních skupin na povrch řetězce polymeru v plazmovém výboji. Jedná se převážně o hydroxylové skupiny. Nepolární charakter povrchu materiálu se tímto mění na polární, tedy hydrofobní povrch se stává hydrofilním či naopak. Tato technologie nachází stále širší uplatnění v různých průmyslových, ale i medicínských aplikacích.

Problematika vstřikování plastových dílů pro automobily

Příspěvek popisuje podmínky pro výrobu vstřikovaných plastových dílů pro automobily včetně vznikajících problémů a navazuje na článek Snížení rizika vzniku vad při vstřikování plastových dílů, který byl uveřejněn v příloze Plasty časopisu MM Průmyslové spektrum č. 3/2014 (viz též www.mmspektrum.com/140312). Autor vychází z dlouholeté zkušenosti ve firmě Plast Form Service I. M., která se výrobou těchto dílů zabývá již od roku 1998.

Kompozity s přírodními vlákennými plnivy kokosu

Polymerní materiály a jejich kompozity patří k nejprogresivněji se rozvíjejícím materiálům. Mezi polymerní materiály s prudkým rozvojem patří aplikace přírodních vláken (NF) do syntetických matric.

Úloha 3D tisku při vývoji kompaktních stavebních strojů

O rapid prototypingu, respektive 3D tisku se v poslední době hodně mluví. Jaké je ale jeho skutečné praktické uplatnění? Na to jsem se zajel podívat do vývojového centra společnosti Doosan Bobcat Engineering v Dobříši.

Nové možnosti průmyslového využití plastů

Supertechnopolymery představují nejnovější a nejvyspělejší článek ve vývoji polymerových materiálů. Od tradičních plastů se liší především vysokým obsahem vyztužujících skelných vláken, případně i přítomností syntetických vláken z aramidu, která dávají supertechnopolymerům výborné mechanické i tepelné vlastnosti. Díky své vysoké odolnosti se tyto moderní inženýrské plasty stále častěji stávají vhodnou alternativou za oceli, přičemž nabízejí i řadu výhod:

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit