Малка втулка може да спре голяма машина: щом се появи хлабина, в възела нараства биенето, разбиват се посадъчните места и излизат от строя съседни детайли. В повечето механизми опорните и амортизиращи втулки се правят от гума, а тя под натоварване и на студ бързо губи форма. Полиуретановата втулка от завод ТИМОЛ дава ресурс 2-5 пъти по-висок от гумата, гаси вибрацията и се връща в първоначалната форма след всяко натискане. Ще разберем с какво полиуретанът превъзхожда гумата, капролона и стоманата в числа, как да изберем твърдостта и как да поръчаме втулка под вашия размер.
Защо полиуретановата втулка превъзхожда гумената
Полиуретанът е по-дълготраен от гумата преди всичко заради износоустойчивостта и пружинистостта. Износването по DIN 53516 при лятия полиуретан е 38-39 мм³, докато при гумата SBR то достига 100-200 мм³, а при NBR е на ниво 80-150 мм³. При еднакво натоварване полиуретановата втулка губи по-малко материал, затова хлабината се появява по-късно.
Второто предимство е еластичността с връщане на форма. Втулката може да се притиска и усуква, а тя незабавно възстановява геометрията благодарение на еластичност на отскок 34-61 %. Гумата при максимални натоварвания остава продавена и в двойката нараства разстоянието. Полиуретанът задържа посадката плътно дори след хиляди цикли на натискане. Именно остатъчната деформация на гумата, а не износването й, най-често е причина за появата на хлабина в шарнирните и опорните възли, и тук предимството на полиуретана се проявява особено отчетливо.
Третият фактор е устойчивостта на средата. Полиуретанът не се страхува от нефтопродукти, технически масла, солена вода и пътни реагенти, докато гумата SBR има лоша маслоустойчивост и набъбва при контакт с масла. Работният диапазон от -60 до +100 °C е по-широк от гумата SBR (-40…+80 °C), затова полиуретановата втулка не вкочанясва на студ и не омеква на жега.
Има и практически ефект за съседните детайли. Полиуретановата втулка, задържаща по-дълго точната посадка без хлабина, защитава вала и корпуса от разбиване, а лагерите от ударни натоварвания. В възли с вибрация именно демпфиращата втулка нерядко определя ресурса на цялото изделие, затова икономията от нея обикновено води до преждевременен ремонт на по-скъпи елементи.
Сравнение на полиуретана с гума, капролон и стомана
Полиуретанът заема ниша между мека гума и твърда конструкционна пластмаса: той е по-твърд и износоустойчив от гумата, но по-еластичен и по-устойчив на удари от капролона. Таблицата свежда справочните характеристики на материалите, от които реално се правят втулки.
| Материал | Износване DIN 53516, мм³ | Работна t, °C | Твърдост | Якост на разкъсване, МПа | Еластичност на отскок, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Полиуретан ТИМОЛ | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Гума NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A до 90A | 10-25 | 20-45 |
| Гума SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A до 80A | 8-20 | 30-55 |
| Капролон PA6/PA66 | 30-90 | -40…+100 | 75D до 85D | 60-85 | 5-15 |
| Конструкционна стомана | н/д | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | н/д |
Капролонът има близко до полиуретана износване (30-90 мм³) и по-висока якост на разкъсване, но еластичността на отскока му е само 5-15 %: при удар се напуква, а влага поглъща и набъбва. Стоманената втулка не гаси вибрацията изобщо и изисква смазване. Полиуретанът с твърдост около 70D дава твърдост, сравнима с пластмасата, но амортизира ударите и връща форма.
Как да изберем твърдостта на полиуретановата втулка
Твърдостта на полиуретана е главният параметър при избора, защото именно тя определя баланса между твърдостта на опората и мекотата на хода. По-меките втулки в диапазона 80-90 Shore A по-добре гасят вибрацията и шума, подходят за сайлентблокове и демпфери. По-твърдите, по-близо до скала D, задържат голямо статично натоварване и точна посадка в опорите на плъзгане.
Съвет на инженера: не поставяйте в възела най-твърдия полиуретан по принципа “колкото по-твърдо, толкова по-добре”. Прекалено твърдата втулка предава ударите директно на посадъчното място и корпуса, скърца и разбива отвора. Първо определете кое е по-важно в конкретния възел: демпфирането или твърдостта на опората, и едва след това подбирайте твърдостта. Точността на вътрешния диаметър под вала е критична: закладайте работна хлабина под температурното разширение, иначе втулката ще се заклине.
Цветът на полиуретана не влияе на твърдостта и ресурса: багрилото се добавя в прозрачната основа само за маркиране на партиди и не действа на структурата на материала. За монтажа са важни именно размерите, твърдостта и чистотата на посадъчните повърхности. По-широк преглед на свойствата на материала под различни условия е в раздела справочна информация.
Където се прилагат полиуретановите втулки
Втулки и пръстени от полиуретан работят в 12 отрасъла на промишлеността и транспорта. В машиностроенето ги поставят като опори на плъзгане, направляващи и демпфери в станове и оборудване, работещо под натоварване и в агресивни разтвори. В автомобилната техника това са втулки на стабилизатори и лостове, сайлентблокове, повишаващи точността на управлението.
Минодобивната и металургичната промишленост използват полиуретанови втулки в възли с ударно и абразивно натоварване, където гумата издържа само седмици. Селскостопанската техника ги поставя в шарнирите и опорите на навесното оборудване, работещо в кал и на студ. Пълен списък на типоразмерите е в каталога на изделията.
Отделно трябва да се споменат опорите на плъзгане, при които полиуретановата втулка работи в двойка с вала без метален лагер. Тук са важни не само износоустойчивостта, но и ниският коефициент на триене и точността на вътрешния диаметър. Полиуретанът задържа зададената геометрия на отвора, затова двойката работи равно, без задирания и хлопане. В много механизми такава втулка позволява да се откаже от смазване на триещата двойка, което опростява поддръжката в запрашени и мокри условия.
Как да поръчаме втулки по размер в завод ТИМОЛ
За поръчка изпратете чертеж или износен образец с вътрешен и външен диаметър, височина и тип посадка. Опишете условията на работа: характер на натоварването (статично, ударно, циклично), среда (масла, вода, химия), температурен режим. По тези данни технологът ще подбере твърдостта и рецептурата на полиуретана, ще вземе предвид работната хлабина и ще пресъздаде детайла по метода на свободно леене.
Изработката е възможна от един брой до серийни партиди под монтажна линия. Широкият избор от рецептури позволява да се направи втулка с нужната твърдост, която не скърца и не разбива посадката. За изчисление под вашия чертеж и оформяне на поръчка се обращайте чрез контактите на завод ТИМОЛ. Инженерите ще помогнат да се подбере материалът и ще организират производството под вашия възел.