Възел, който излиза от строя на всеки няколко седмици, спира линията и води до непланирани разходи за ремонт и престой. Метален или гумен детайл, който трябва да се сменя всяко тримесечие, изяжда бюджета за поддръжка по-бързо, отколкото изглежда на пръв поглед. Леярският полиуретан дава ресурс многократно по-голям и превежда поддръжката на възела от аварийна в планова. По-долу ще разгледам кои детайли има смисъл да се произвеждат от полиуретан, с какво той превъзхожда традиционните материали и как да поръчате изделие по собствен чертеж.
Какво дава леярският полиуретан в производството на детайли?
Полиуретанът замества гумата, стоманата и твърдите пластмаси там, където възелът работи на износване, удар или в контакт с агресивна среда. Материалът принадлежи към еластомерите: той се разтяга под натоварване и се връща в изходната форма, а износоустойчивостта му е 2-5 пъти по-висока от стандартната гума. Това съчетание на еластичност и твърдост позволява на едно изделие да поглъща удари и същевременно да устоява на изтриване.
В завод ТИМОЛ изделията се отливат по технологията на свободно леене във форма. Този способ не изисква високо налягане, дава възможност да се получават детайли със сложна геометрия и голяма маса, както и да се футероват готови метални основи с полиуретанов слой. Благодарение на леенето по конкретен чертеж изделието точно повтаря монтажните размери на възела, затова монтажът не изисква допълнителна обработка.
Полиуретанът не се страхува от влага, затова се поставя във възли, които работят във вода, на открито и във влажни цехове. Той не корозира за разлика от стоманата и не старее под действието на масла толкова бързо, колкото гумата. За предприятието това означава по-малко подмени, по-малко престои и предвидим график на поддръжка.
Технически характеристики на полиуретана ТИМОЛ
Работният температурен диапазон на полиуретана ТИМОЛ е от -60 до +100 °C, което покрива и студените складове, и горещите производствени участъци. Материалът запазва еластичността си при студ, когато гумата се вкоравява и се напуква, и не се разтича при нагряване в границите на своя диапазон.
Твърдостта на полиуретана се подбира от 50 Шор A до 70 Шор D. Меките марки отиват за уплътнения, мембрани и демпфери, твърдите, за износоустойчиви колела, ролки, скребери и футеровка. Един и същ полимер при различна рецептура дава детайл за конкретна задача, от еластичен амортисьор до твърд опорен елемент.
Изтриването на полиуретана по DIN 53516 е 38-39 мм³, докато при разпространената SBR гума този показател достига 100-200 мм³. С прости думи, при еднакви абразивни условия гумата губи няколко пъти повече материал, а следователно и се износва по-бързо. Якостта на опън при полиуретана е в границите 39-87 МПа срещу 8-20 МПа при SBR, затова изделието издържа пикови натоварвания без разкъсване.
Сравнителна таблица: полиуретан срещу гума, стомана и пластмаса
Посочените числа са взети от стандартни инженерни справочници (DIN 53516, ISO 4649, Matweb) и показват защо полиуретанът печели в повечето възли, работещи на износване.
| Материал | Изтриване (DIN 53516), мм³ | Работна температура, °C | Твърдост | Якост на опън, МПа | Еластичност на отскок, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Полиуретан (ТИМОЛ) | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Гума SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A - 80A | 8-20 | 30-55 |
| Гума NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A - 90A | 10-25 | 20-45 |
| Капролон (PA6/PA66) | 30-90 | -40…+100 | 75D - 85D | 60-85 | 5-15 |
| Конструкционна стомана | няма данни | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | няма данни |
Ключовият ред на таблицата е изтриването: 38-39 мм³ при полиуретана срещу 80-200 мм³ при различните гуми означава 2-2-5 пъти по-дълъг ресурс при абразив. Капролонът има близка до полиуретана износоустойчивост (30-90 мм³), но еластичността му на отскок е само 5-15 %, затова той е крехък при удар и не поглъща вибрации. Стоманата е несравнимо по-здрава на опън, но тежи 6-7 пъти повече, корозира и предава ударите върху цялата конструкция, ускорявайки износването на лагерите.
Технология на свободното леене: как се произвеждат изделията
Производството започва с подготовка: технологът изучава чертежа или образеца, определя твърдостта, подбира рецептурата на полимера и изчислява оснастката. За футеровка на метална основа повърхността се почиства от ръжда и смазка, обработва се с пясъкоструене за грапавост и се нанася адхезионен слой, от който зависи сцеплението на полиуретана с метала.
След това течният полиуретан се залива във формата по метода на свободното леене. Способът позволява да се получи изделие с нужния профил и дебелина без високо налягане, затова е подходящ и за масивни детайли, и за тънки маншети. Преди заливането масата се дегазира, за да се отстрани въздухът, защото мехурчетата в тялото на изделието стават концентратори на напрежение и скъсяват ресурса. След заливането изделието полимеризира няколко часа при контролирана температура, след което се доработва механично до точната геометрия и монтажни размери.
Твърдостта на детайла се задава на етапа на рецептурата, а не на обработката. Една и съща технология на свободно леене дава и меко уплътнение с 50 Шор A, и твърд опорен елемент с 70 Шор D, в зависимост от състава на сместа. Това е важно предимство пред екструзията или вулканизацията на гумата: за всеки възел се подбира не готов профил от склад, а материал с изчислени свойства. За детайли, работещи в двойка с метал, полиуретанът се отлива направо върху основата, при което се получава неразглобяем възел със здрава адхезионна връзка.
Съвет от инженера: подбирайте твърдостта според характера на натоварването, а не по принципа „колкото по-твърдо, толкова по-добре”. За ударни и вибрационни възли твърде твърдият детайл предава удара върху конструкцията и се разрушава по-бързо по ръбовете, а твърде мекият се разтича под налягане. Ако изделието се футерова върху метал, отделно проследете качеството на пясъкоструйната подготовка: лошата адхезия води до отслояване на слоя под натоварване.
Готовият асортимент от изделия и типовите решения са събрани в каталога с полиуретанови изделия, а списъкът с производствените възможности на завода е описан в раздел услуги.
Къде се прилагат полиуретановите изделия
Леярският полиуретан ТИМОЛ работи в 12 отрасъла на промишлеността, от миннодобивния до хранителния. Навсякъде, където детайлът се изтрива, удря се или контактува с масло и вода, полиуретанът удължава ресурса на възела.
- Миннодобивен отрасъл: футеровка, скребери, сита за пресевни машини, ролки за транспортьори.
- Металургия: опорни и притискащи валове, бандажи, защитни покрития.
- Машиностроене: втулки, силентблокове, амортисьори, плъзгащи лагери.
- Селско стопанство: детайли за техника, покрития, уплътнения.
- Хранителна и целулозно-хартиена промишленост: валове, скребери, елементи за щадящо транспортиране.
- Транспорт и полиграфия: колела, ролки, задвижващи валове за печатни машини.
За всеки отрасъл изделието се проектира за конкретния възел: отчитат се видът на абразива, температурата, налягането и химията на средата. Един и същ тип детайл, например ролка, в минното дело се прави твърд и износоустойчив за руда, а в полиграфията, мек за деликатен контакт с хартия. Именно затова универсални полиуретанови изделия няма: за различни условия същият възел получава различна рецептура и твърдост. Повече за свойствата на материала и технологията четете в раздел справочна информация.
Как да поръчате производство по чертеж
За да поръчате полиуретаново изделие, предоставете чертеж или образец на износения детайл, посочете основните размери и опишете условията на работа на възела: абразив, температура, налягане, наличие на масла или химия. Технологът ще подбере вида на полиуретана, ще изчисли твърдостта и геометрията, а при нужда ще снеме размерите от предоставения образец без готов чертеж.
След съгласуване на техническото задание заводът изчислява срока и стойността на производството, които зависят от сложността на оснастката и обема на партидата. Производството е възможно както за единични детайли, така и за серии, а износените метални основи могат да се възстановят чрез повторна футеровка вместо пълна подмяна. За изчисление и консултация се свържете чрез контакти на завод ТИМОЛ: специалистите ще помогнат да подберете материала и да произведете изделие точно за вашия възел.