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
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.

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

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