Металният или гуменото детайл, изискващ смяна всяко тримесечие, изяжда бюджета не с цената на самата резервна част, а с престоите на линията при всяка смяна. Лятият полиуретан разкъсва този кръг: по технологията на свободно леене от него се отлива детайл с необходимата твърдост, служещ пъти по-дълго от гумата и по-лек от стоманата с 6-7 пъти. Завод ТИМОЛ произвежда изделия от лят полиуретан за 12 отрасъла на промишлеността. Ще разгледаме свойствата на материала, скалата на твърдостта, икономиката на замяната на каучука и метала и реда за поръчка на детайли по размер.
Какво дава лятият полиуретан в промишления възел
Лятият полиуретан е универсален конструкционен еластомер, съчетаващ износоустойчивост, пружинистост и химическа устойчивост в един материал. Износването по DIN 53516 при него е 38-39 мм³, тоест износоустойчивостта е приблизително 2-5 пъти по-висока от стандартната гума. Това е главната причина полиуретановите детайли да издържат абразива там, където гумата живее седмици.
Втората силна страна е еластичността с възстановяване на форма. При натиск и удар полиуретанът се деформира, а след това възстановява геометрията благодарение на еластичност на отскока 34-61 %. Поглъща удари и шум, но не набира остатъчна деформация, като гумата под продължително натоварване. Това го прави удобен за амортизатори, уплътнения и демпфери.
Третото предимство е устойчивостта на средата и температурата. Лятият полиуретан работи в диапазона от -60 до +100 °C и задържа нефтопродукти, масла, слаби киселини и основи, разтвори на соли. Не корозира, за разлика от стоманата, и не застарява от озон толкова бързо, като естественият каучук. Благодарение на това един детайл може да закрива едновременно няколко изисквания, при които за другите материали би се налагало да се правят компромиси. По-широко описание на свойствата е в раздела справочна информация.
Технология на свободното леене и скала на твърдостта
Свободното леене е заливане на двукомпонентна полиуретанова смес в матрица без високо налягане. Сместа от полимерна основа и изоцианатен втвърдител има добра течливост, затова запълва формата под собственото си тегло и точно пресъздава геометрията. Оснащението за такова леене е по-евтино от вулканизационни пресформи за гума, затова е изгодна дори единична изработка.
Твърдостта на готовото изделие се задава с рецептурата на етапа на леенето, в диапазона от 50 Shore A до 70 Shore D. Меките съставки в зоната на скалата A отиват за демпфери, уплътнения и еластични форми. Твърдите, по-близо до скалата D, за натоварени опори на плъзгане, ролки и силно натоварени колела. Облицовките и детайлите, работещи на абразив, се правят в горната част на Shore A, 80-95 Shore A, където еластичността задържа износването. В рамките на този диапазон се управляват и устойчивостта на износване, и химическата устойчивост под конкретна задача.
Контролираната рецептура означава, че един и същ детайл може да се направи по-мек или по-твърд под реалните условия на възела. Боята в прозрачната основа се добавя само за маркиране на партиди, не влияе на ресурса и свойствата. Списъкът на готовите изделия е представен в каталога на полиуретановите изделия.
Още едно практическо предимство на свободното леене е възможността да се залива полиуретан върху метална армировка. Колело с метална главина, ролка на стоманена ос или вал с метален скелет получават износоустойчива работна повърхност и здрава сърцевина в един детайл. Металът предварително се почиства, обезмаслява и покрива с адхезионен праймер, след което полиуретанът се залива така, че след полимеризацията слоят задържа на основата целия срок на служба.
Сравнение на лятия полиуретан с стомана, каучук и UHMW-PE
Лятият полиуретан заема нишата между каучука и метала: по-износоустойчив и по-якостен от гумата, по-лек и по-тих от стоманата, а полиетиленът UHMW-PE отстъпва по еластичност. Таблицата обобщава справочните характеристики на материалите, от които реално се изработват износваеми детайли.
| Материал | Износване DIN 53516, мм³ | Работна t, °C | Плътност, г/см³ | Якост на разкъсване, МПа | Еластичност на отскок, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Полиуретан ТИМОЛ | 38-39 | -60…+100 | 1.05-1.25 | 39-87 | 34-61 |
| Каучук NBR | 80-150 | -30…+100 | 1.0-1.3 | 10-25 | 20-45 |
| Каучук SBR | 100-200 | -40…+80 | 0.94-1.1 | 8-20 | 30-55 |
| UHMW-PE | 15-30 | -200…+80 | 0.93-0.95 | 17-45 | 5-10 |
| Конструкционна стомана | н/д | -40…+500 | 7.7-7.9 | 370-700 | н/д |
Полиуретанът дава най-добрия баланс: сред еластомерите има най-ниско износване при запазване на пружинистост. UHMW-PE се изтрива дори по-малко (15-30 мм³), но еластичността на отскока му е само 5-10 %, затова при удар се деформира и не амортизира. Стоманата печели по якост, обаче е пъти по-тежка и корозира. Гумата отстъпва по износване и по-бързо губи форма.
Икономика на замяната на каучука и метала с полиуретан
Главният икономически ефект от прехода на лят полиуретан е по-ниската честота на смените. Тъй като полиуретанът се изтрива многократно по-бавно от гумата, детайлът служи по-дълъг цикъл, а престоите на линията за смяна стават по-малко. За производство, при което резервната част се износва всяко тримесечие, това е пряка печалба в непрекъснатост на работата.
Съвет на инженера: смятайте не цената на един детайл, а стойността на възела за година с отчитане на престоите. По-евтиният гумен детайл, сменян четири пъти в сезона, сумарно излиза по-скъп от полиуретановия, издържащ целия сезон. И помнете за облицоването: нерядко няма смисъл да се лее монолитен масивен детайл, достатъчно е да се нанесе полиуретанов слой върху металната основа, запазвайки здравия скелет и добавяйки износоустойчива работна повърхност.
Вторият фактор на икономията е отказът от скъпо оснащение. Свободното леене не изисква пресформи под налягане, затова изработката на малки партиди и единични детайли по чертеж е икономически оправдана, а цената на формата не се разпределя по хиляди изделия, каквото е при гуменото производство. Това е особено забележимо при ремонт на рядко или остаряло оборудване, при което са нужни няколко детайла с нестандартен размер. Списъкът на работите на завода е представен в раздела услуги.
Как да поръчаме детайли от лят полиуретан в завод ТИМОЛ
За поръчката изпратете чертеж или износен образец на детайла с размерите и посадките, опишете условията на работа: вид натоварване, работна среда, температурен режим и желана твърдост. По тези данни технологът ще подбере рецептурата на лятия полиуретан, ще изчисли геометрията и ще определи допуските за механична обработка.
Изработката е възможна от един детайл до серийни партиди, включително габаритни изделия и облицовки на метална основа. Технологията на свободно леене прави изгодна дори единичната поръчка по конкретен чертеж. Ако нямате готов чертеж, достатъчно е да изпратите износения образец: технологът ще снеме размерите, ще отчете работните хлабини и ще пресъздаде детайла с корекция на предишното износване. Такъв подход е удобен, когато оригиналната документация на възела е изгубена, а производството трябва да се възстанови бързо. За изчисление и оформяне на изработката се обращайте чрез контактите на завод ТИМОЛ. Инженерите ще помогнат да се подбере материалът и ще организират производството под вашия възел.