Механикът взима метална заготовка, изстругва втулка, а след месец възелът отново тропа: стоманата е тежка, корозира и предава удара на посадъчните места. Гуменият аналог не се изстругова на машина, а капролоновият детайл се напуква при ударно натоварване. Полиуретановият кръгляк запълва тази ниша: от него лесно се изстругова детайл с нужната форма, служещ пъти по-дълго от гумата и по-добре задържащ удара от твърдата пластмаса. Ще разберем какво се прави от пръти, как полиуретанът изглежда срещу другите материали в числа и как да поръчаме кръгляк по размер.
Какво е полиуретановият кръгляк и за какво е нужен
Полиуретановият кръгляк е лят цилиндричен прът, заготовка за механична обработка. От прът на стругова машина се стругуват втулки, пръстени, ролки, зъбни колела, направляващи, демпфери и сайлентблокове. Кръгляката е нужен там, където е по-лесно и по-евтино да се изстругова детайл от готова заготовка, отколкото да се изработва отделна матрица за леене, особено за единични или нестандартни детайли.
Материалът се поддава добре на рязане: реже се, пробива, шлайфа и обработва без откъртвания и задиранки, характерни за крехките пластмаси. Това позволява на механика бързо да изработи детайл с нужната геометрия на място, имайки запас от пръти на склад. За ремонтната служба това означава възможност да замени износения възел без изчакване на леене на отделен детайл.
Кръгляката се изработва по технологията на свободно леене, затова са достъпни различни диаметри и дължини под конкретни задачи. Заедно с пръти заводът лее и готови изделия: ако детайлът е сложен, е по-лесно да се поръча отлят по размер, отколкото да се струговa. Пълен списък на изделията е в каталога на полиуретановите изделия.
Изборът между струговане от прът и леене на готов детайл зависи от геометрията и тиража. Прости тела на въртене, втулки, пръстени, ролки, е изгодно да се стругуват от кръгляк, особено когато е нужен един детайл или няколко броя. Сложен профил, детайл с армировка или серийна партида почти винаги е по-евтина с леене.
Свойства на пръти и защо заменят метала
Главното предимство на полиуретановия кръгляк пред металната заготовка е в съчетанието на износоустойчивост, лекота и еластичност. Детайлът от полиуретан служи по-дълго от гуменото, по-лек е от стоманата и за разлика от капролона, не се напуква при удар. Това прави прът универсална заготовка за възли, работещи на износване и циклично натоварване.
По износване DIN 53516 лятият полиуретан губи 38-39 мм³ срещу 100-200 мм³ при гумата SBR, тоест се износва многократно по-бавно, а на практика ресурсът достига приблизително 2-5 пъти по-висок от обичайната гума. Плътността 1.05-1.25 г/см³ срещу 7.7-7.9 при стоманата означава, че изстругованият детайл е 6-7 пъти по-лек от металния аналог, при това не корозира и гаси вибрацията.
Работният диапазон от -60 до +100 °C позволява да се поставят детайли и на външни възли, и в отоплявани цехове. Твърдостта се подбира в рамките от 50 Shore A до 70 Shore D: меките марки отиват за амортизатори и уплътнения, твърдите за втулки, колела и направляващи. Еластичността на отскок 34-61 % осигурява връщане на форма след натоварване, каквото нямат твърдите пластмаси. Подробно за физиката на материала вижте в раздела справочна информация.
Полиуретанов кръгляк срещу стомана, капролон и гума
Прякото сравнение по измерими параметри показва кога кръгляка е по-изгоден от алтернативните заготовки. В таблицата са сведени справочните характеристики по стандартни изпитвания за материалите, конкуриращи се в стругованите детайли.
| Материал | Износване DIN 53516, мм³ | Работна t, °C | Твърдост | Якост на разкъсване, МПа | Плътност, г/см³ |
|---|---|---|---|---|---|
| Полиуретан ТИМОЛ | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 1.05-1.25 |
| Капролон PA6/PA66 | 30-90 | -40…+100 | 75D до 85D | 60-85 | 1.13-1.15 |
| UHMW-PE | 15-30 | -200…+80 | 60D до 70D | 17-45 | 0.93-0.95 |
| Гума SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A до 80A | 8-20 | 0.94-1.1 |
| Конструкционна стомана | н/д | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | 7.7-7.9 |
Полиуретанът съчетава ниско износване с еластичност, каквато нямат твърдите пластмаси. Капролонът е близък по износване, но отскокът му е малък, затова се напуква при удар. UHMW-PE има дори по-ниско износване, обаче се деформира при постоянно натоварване и не задържа точния размер, а еластичността му е минимална. Стоманата печели само по якост на разкъсване, но е 6-7 пъти по-тежка, корозира и предава удара. За ударни и вибрационни възли полиуретановият кръгляк дава най-добрия баланс.
Съвет на инженера: за стругувани втулки и колела, работещи на посадка с натяг, избирайте твърди марки, по-близо до 70 Shore D, защото мекият прът по-трудно задържа размера след обработка и дава по-голяма остатъчна деформация под натоварване. При струговане не гонете машината на високи обороти: полиуретанът се нагрява и пълзи под резачката, затова по-добре е по-ниска скорост и остра резачка с добро отводняване на стружката.
Обработка и монтаж на детайли от кръгляк
Полиуретановият кръгляк издържа механичната обработка, но има своя специфика при рязане. Материалът е вискозен и се нагрява под резачката, затова се работи с остър инструмент на умерени обороти с добро отводняване на стружката, иначе повърхността се стопява и пълзи. За чист размер се оставя заготовката да се темперира до цеховата температура преди финалния проход, защото топлият полиуретан след охлаждане малко изменя геометрията.
Готовият детайл се монтира в възела по щатните посадки. Втулките и пръстените се запресоват на вала, ролките се поставят на оси, направляващите се закрепват в наличните канали. За детайли на посадка с натяг се залага твърда марка, по-близо до 70 Shore D, деформираща се по-малко под усилието и по-точно задържаща размера.
Как да поръчаме полиуретанов кръгляк
За поръчката на пръти посочете диаметъра, дължината и нужната твърдост по Shore. Ако ще стругувате детайл самостоятелно, вземайте с запас за диаметъра под припуск за обработка. Ако пък детайлът е сложен или е нужна серия, е по-изгодно да поръчате готови изделия, отлети по размер по вашия чертеж или износения образец, отколкото да стругувате всеки поотделно.
Заводът изработва кръгляк и детайли по технологията на свободно леене, затова са достъпни нестандартни размери без скъпо оснащение. Ако заменяте метален или гумен детайл с полиуретанов, изпратете износения образец или чертеж заедно с описание на условията на работа. По образеца технологът ще определи каква твърдост и рецептура ще дадат нужния ресурс.
За изчисление по ваш чертеж, подбор на твърдост и поръчка на пръти или готови детайли се обращайте чрез контактите на завод ТИМОЛ. Инженерите ще помогнат да се определи оптималният диаметър на заготовката, да се подбере марката под натоварването и ще организират изработката под вашия възел.