Съединителят в задвижването рядко предупреждава за повреда предварително: първо се появява биене на вала, после расте шумът и вибрацията, след което се разбиват пальошите и се спира линията. Гумените пружинни вложки остаряват от масло, озон и топлинно натоварване за месеци, затова механикът е принуден да ги държи на склад с кашони. Полиуретановият съединител от завод ТИМОЛ дава ресурс приблизително 2-5 пъти по-висок от каучука, запазва пружиниране в широк диапазон на температури и прехвърля смяната на пружинния елемент от аварийна в планова. Разглеждаме как е устроен такъв съединител, с какво полиуретанът печели пред каучука и метала, и как да поръчате вложка по вашия чертеж.
Какво представляват полиуретановите съединители и каква задача решават
Полиуретановият съединител предава въртящ момент между два вала и едновременно гаси ударните и усукващите колебания на задвижването. Пружинният полиуретанов елемент, може да са пальоши, звездичка, втулки или монолитна вложка, се деформира под натоварване, натрупва енергията на тласъка и я връща плавно, предпазвайки двигателя, редуктора и лагерите от резки натоварвания.
Благодарение на еластичността полиуретанът компенсира несъосността на валовете: осово, радиално и ъглово изместване, което винаги възниква при монтаж и топлинно разширение на оборудването. Това е главната работна функция на пружинния съединител. Металът не изпълнява тази функция, а твърдите полимери като капролона при удар се чупят.
Технологията на свободно леене на ТИМОЛ позволява да се възпроизведе пружинният елемент с всякакъв профил: пальошен, кулачков, звездообразен, втулков. Твърдостта, формата и размерите се задават при отливането под конкретната полумуфа на поръчителя, затова новата вложка сяда в щатното посадъчно място без преработка на възела.
Защо полиуретанът е по-добър от каучука, метала и капролона в съединителите
Полиуретанът ТИМОЛ съчетава главните за съединителя качества: висока износоустойчивост, еластичност на отскок и устойчивост на масла, каквото едновременно не притежава нито един класически материал. Износването по DIN 53516 при полиуретана е 38-39 мм³, докато при каучука SBR достига 100-200 мм³, а при каучука NBR е 80-150 мм³. Пружинната вложка от полиуретан се износва няколко пъти по-бавно от гумената при еднакво натоварване.
Каучукът губи не само по износване. Якостта на разкъсване при SBR е 8-20 МПа, при NBR е 10-25 МПа, а при полиуретана ТИМОЛ е 39-87 МПа. Това означава, че полиуретановите пальоши издържат по-висок въртящ момент без разкъсване. Естественият каучук има по-висок отскок (40-75 %), но максималната му работна температура е само +70 °C и лошата устойчивост на масла прави използването му в промишлено задвижване до редуктор нецелесъобразно.
Капролонът (полиамид PA6/PA66) понякога се поставя в твърди кулачкови съединители. Износването му (30-90 мм³) е задоволително, но еластичността на отскок е само 5-15 %: при ударно натоварване той не амортизира, а се чупи. Полиуретанът с твърдост 70 Shore D дава близка износоустойчивост, но при това гаси удара и се връща към формата. Стоманата в пружинния елемент не работи изобщо: тя не демпфира, не компенсира несъосност, корозира и е 6-7 пъти по-тежка от полиуретана.
Съвет на инженера: не се стремете към максимална твърдост. За съединителя е важен балансът: прекалено меката вложка се претоварва и пълзи под момента, прекалено твърдата спира да гаси удари и ги предава на лагерите. За средни задвижвания започвайте с 85-95 Shore A и коригирайте по фактическото износване. Задължително обезмаслявайте посадъчните повърхности преди монтаж: масленият филм на пальошите ускорява изтеглянето им от гнездата.
Сравнение на материалите за пружинни съединители
Дадената таблица показва разликата между полиуретана и разпространените алтернативи по реални справочни характеристики. За пружинния елемент ключови са износването, якостта на разкъсване и отскокът.
| Материал | Износване DIN 53516, мм³ | Работна t, °C | Твърдост | Якост на разкъсване, МПа | Еластичност на отскок, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Полиуретан ТИМОЛ | 38-39 | -60 до +100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Каучук NBR | 80-150 | -30 до +100 | 40A до 90A | 10-25 | 20-45 |
| Каучук SBR | 100-200 | -40 до +80 | 40A до 80A | 8-20 | 30-55 |
| Естествен каучук NR | 60-130 | -50 до +70 | 30A до 80A | 20-30 | 40-75 |
| Капролон PA6/PA66 | 30-90 | -40 до +100 | 75D до 85D | 60-85 | 5-15 |
| Конструкционна стомана | н/д | -40 до +500 | 120-250 HB | 370-700 | н/д |
Полиуретанът има най-ниско износване сред еластомерите и едновременно запазва еластичността, каквато капролонът не притежава. Именно това съчетание обяснява защо полиуретановата вложка служи приблизително 2-5 пъти по-дълго от гумената и не се чупи като капролоновата при ударно задвижване. Асортиментът от пружинни елементи и съпътстващи детайли вижте в каталога на полиуретановите изделия.
В какви отрасли се прилагат полиуретановите съединители
Полиуретановите съединители работят в задвижвания навсякъде, където има ударно или циклично натоварване и е необходима компенсация на несъосност. Общата номенклатура на завода обхваща 12 отрасъла на промишлеността и съединителите са търсени в повечето от тях.
Минодобивната и обогатителната промишленост използва пружинни съединители в задвижванията на конвейери, трошачки и захранватели, където ударите по трансмисията са постоянни. Металургията поставя полиуретанови вложки в задвижванията на валцовъчни и транспортни линии. Помпеното и компресорно оборудване, където валът на двигателя е свързан с вала на помпата, изисква съединител, гасящ пулсациите и издържащ контакта с масло.
Селскостопанската техника и хранително-вкусовата промишленост ценят полиуретана за устойчивост на влага, миещи разтвори и за това, че детайлът не корозира. В автомобилния и ремонтния сегмент полиуретановите елементи се прилагат в еластични съединители на кардани и задвижвания, където гуменият аналог бързо губи еластичност. Навсякъде определящото е едно: полиуретанът по-дълго задържа момента и по-рядко изисква спиране на линията.
Как се изработват и монтират полиуретановите съединители
Изработването започва от чертеж или мостра на полумуфата на поръчителя. Технологът определя типа пружинен елемент, твърдостта под изчисления въртящ момент и рецептурата на полимера под работната среда. После елементът се отлива чрез метода на свободно леене в матрица, полимеризира при контролирана температура няколко часа и при необходимост геометрията се довежда чрез механична обработка до посадъчните размери.
Монтажът на полиуретановата вложка е прост и не променя конструкцията на съединителя. Пальошите или втулките се поставят в щатните гнезда на полумуфата, звездичката се захваща между кулачките. Преди монтаж повърхностите се почистват и обезмасляват, а посадката се извършва без удар, за да не се повреди елементът. При износване се сменя само полиуретановата част, металните полумуфи остават в работа.
Такъв подход дава главната икономия: вместо купуване на съединител в сбор предприятието възстановява възела чрез смяна на една евтина вложка. Технологията на леене и подготовката на повърхността са по-подробно описани в раздела справочна информация.
Как да поръчате съединители по чертеж
За поръчка на полиуретанови съединители предоставете чертеж или мостра на пружинния елемент с посадъчни размери и опишете условията на работа: въртящ момент, характер на натоварването, работна среда и температурен диапазон. Тези данни са достатъчни за подбор на твърдостта, формата и рецептурата на полимера.
Завод ТИМОЛ изработва единични вложки под ремонт, а също и серийни партиди, и нестандартни елементи по ескиз. След съгласуване на техническото задание се определят сроковете и условията на изработка. За консултация, изчисление под вашия възел и поръчка се обращайте чрез контактите на завод ТИМОЛ.