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
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
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.

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.

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Podnikové výzkumné centrum formuje budoucnost vývoje materiálů

Eureka je aplikační laboratoř společnosti JSP, výrobce materiálu Arpro, která nabízí vývoj a výrobu prototypů, jejich testování a ověřování prvních sériových výrobků. Umožňuje dokonce experimenty s technologiemi, jako je například laminace či zalisovávání vkládaných dílů s možností ověření 3D tolerancí.

Letošní veletrh Formnext slibuje hojnou účast

Formnext, přední světový veletrh aditivní výroby a průmyslové produkce nové generace, slaví úspěšný start do nového veletržního roku – navzdory poněkud utlumené ekonomické situaci v Německu a globálním politickým výzvám se do konce února přihlásilo již přibližně 574 společností z 35 různých zemí.

Synergie: klíč úspěchu

Na to, jak je mladý, už toho ve své profesi dokázal vskutku hodně. Už na začátku vysokoškolského studia začal podnikat v oblasti jachtingu, do čehož spadá například distribuce materiálů pro povrchové úpravy a poradenství. Dnes je Ing. Viktor Brejcha nejen spojován se společností Sea-Line, ale především je specialistou pro kompozitní materiály ve společnosti Siemens Mobility.

Česko a Sasko společně pro plasty

Pracovní skupina zabývající se technologiemi plastů a vláknových kompozitů se na Vysoké škole v Žitavě/Zhořelci (Hochschule Zittau/Görlitz) začala postupně ustavovat v zimním semestru roku 2015.

Formárenský veletrh se blíží

Již třetí ročník formárenského veletrhu Moulding Expo v druhé polovině května bude hostit výrobce forem a nástrojů a dodavatelé potřebných technologií ve Stuttgartu. Pořadatelé sezvali novinářskou obec do slovinské Lublaně, kde prozradili několik detailu o blížícím se veletrhu. Součástí tiskové konference byla také návštěva místních nástrojáren a výzkumného centra pro formárenství.

Rodinné podnikání v přesné strojařině

Brněnská firma VKV Horák se zabývá konstrukcí, vývojem a výrobou přístrojové mechaniky, přípravků, jednoúčelových strojů, forem pro vstřikování plastů, lití polyuretanových dílů a vakuovému tváření plastů. S jejím zakladatelem, panem Zdeňkem Horákem, jsme si povídali o aspektech podnikání v českém prostředí, o vzdělávání, kvalitě škol, průmyslu budoucnosti.

Synergie strojírenských dovedností

Po dlouhá desetiletí je komárovská strojírenská společnost Buzuluk známá jako výrobce kvalitních gumárenských strojů a pístních kroužků. Historie strojírenství v dané oblasti sahá až po několik století zpět, přičemž výroba gumárenských strojů byla započata po vzniku první republiky. V porevoluční historii zprivatizovala Buzuluk v roce 1996 Česká gumárenská společnost, a. s., a relativně nedávno, v roce 2012, ji odprodala jednomu z předních čínských výrobců gumárenských strojů a zařízení, společnosti Dalian.

Inovativní aplikace v mezinárodním byznysu

Plastikářský veletrh nazvaný prostě „K“ (neboli Kunststoff), konaný každé tři roky v Düsseldorfu, představuje největší světovou koncentraci aktuálních oborových inovací, dává nahlédnout na trendy budoucí a to vše na platformě vzájemné komunikace s výhledem dobře realizovaného obchodu. High-tech produkty a řešení a nejvyšší počet zastoupených výzkumných ústavů z něj vytváří ekosystém pro vizionářské impulzy vedoucí k dalšímu vývoji. Vítejte v Düsseldorfu od 19. do 26. října 2016.

Výroba štíhlá jako kabel

Kladno historicky patřilo k jedné z nejvíce průmyslových lokací u nás. Bohužel z areálu bývalé Poldovky a jejího okolí se mnoho fungujícího nezachovalo, o to více je tedy třeba ocenit ty subjekty, které dokázaly ustát přechod na tržní prostředí a na tyto nové podmínky se ve všech směrech adaptovaly. Mezi ně patří firma nkt cables, která pokračuje v tradici bývalé „Kablovky“. A jelikož se zde v rámci přechodu na moderní výrobu a systémy řízení postupně pod konzultační gescí API - Akademie Produktivity a inovací aplikuje štíhlá výroba, přijali jsme možnost firmu navštívit. Hostiteli byli ředitel závodu Ing. Jaroslav Žižka a lean leader Ing. Karel Holub.

Ambiciózní projekt: Vývoj a výzkum nanomateriálů

Jedním z nejrychleji se rozvíjejících oborů současnosti jsou obory zabývající se nanomateriály a nanotechnologiemi. Tato velmi perspektivní disciplína nachází široké uplatnění ve všech oborech lidské činnosti. Jde však o vědní obor velmi mladý, takže principy výroby, aplikací a jejich zkoušení nejsou dosud dostatečně popsány. A to byl právě impulz pro vznik Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace v Liberci.

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