Когато в многопозиционен щамп се счупи стоманена пружина, линията спира, а с свалена капачка на оснастката механикът търси парчета витки из цялото гнездо. Полиуретановата пружина такъв сценарий не допуска: тя не се чупи на парчета, а постепенно губи ход, затова износването се вижда предварително. По-долу разглеждаме где полиуретанът надминава стоманата и каучука в щамповъчната оснастка, кои числа потвърждават това и как да поръчате пружина по вашия чертеж.
Какво дават полиуретановите пружини в щамп и преса
Полиуретановата пружина връща притискащия елемент на щампа в изходно положение също като стоманена витка, но без риск от умора при счупване и с по-мека характеристика на усилие. Монтира се в свалачи, притискачи, изхвъргачи и буфери на пресформи, където детайлът работи на натиск хиляди цикли поред.
Основното предимство е в характера на работа. Стоманената витка има твърда линейна характеристика и концентрира напрежение в навивките, затова с времето се напуква в основата. Полиуретанът се деформира с целия обем, натрупва енергия и я връща при разтоварване. Еластичността на отскок на лятия полиуретан е от 35 до 65 %, тоест материалът връща по-голямата част от приложената енергия, а не я разсейва в топлина и пластична деформация.
За конструктора това означава компактност. Там, където стоманена пружина изисква дълго гнездо за пълния ход на навивките, полиуретановият елемент дава необходимото усилие на кратък работен ход. Това е критично за плотно скомпонирани щампи с последователно действие, където всеки милиметър от височината на пакета е важен.
Значение има и устойчивостта към средата на щампа. Повърхността на оснастката постоянно е покрита с масло и смазочно-охлаждаща течност, разяждащи и отслабващи обикновения каучук. Лятият полиуретан има отлична устойчивост на технически масла, затова не набъбва и не губи усилие от контакт с тях, а работният диапазон -60 до +100 °C му позволява да работи и в студен цех, и при нагряване на оснастката по време на интензивно щамповане.
Полиуретан срещу стоманена пружина и каучук: числата
Прякото сравнение: полиуретанът печели по износоустойчивост и дълготрайност на натиск, стоманата по максималното усилие и температура, а каучукът губи на двата по срока на служба. За да е решението обосновано, сравняваме ключовите характеристики по справочни данни.
| Характеристика | Лят полиуретан (PU) | Каучук NBR | Въглеродна стомана (Ст3, Ст45) |
|---|---|---|---|
| Износване, DIN 53516 | 38-39 мм³ | 80 до 150 мм³ | н/д |
| Работна температура | -60 до +100 °C | -30 до +100 °C | -40 до +500 °C |
| Плътност | 1,05 до 1,25 г/см³ | 1,0 до 1,3 г/см³ | 7,7 до 7,9 г/см³ |
| Якост на разкъсване | 25 до 60 МПа | 10 до 25 МПа | 370 до 700 МПа |
| Еластичност на отскок | 34-61 % | 20 до 45 % | н/д |
Две числа в таблицата решават повечето спорове в полза на полиуретана. По износване по DIN 53516 полиуретанът губи 38-39 мм³ срещу 80 до 150 мм³ при каучука NBR, тоест в реални условия на работа издържа значително по-дълго. Спрямо каноничния ориентир на ТИМОЛ, износоустойчивостта на полиуретана е 2-5 пъти по-висока от стандартния каучук, и именно затова пружините от него не трябва да се сменят всеки месец.
Стоманата печели по два пункта: плътност 7,7 до 7,9 г/см³ дава голяма маса, а якост на разкъсване 370 до 700 МПа, много висoko гранично усилие. Затова там, където е необходимо максимално твърдо усилие на притискане в тежка преса, стоманата остава на място. Но стоманата не гаси удар, корозира от СОТ и се разрушава при умора. Полиуретанът е шест-седем пъти по-лек при еднакъв габарит, не се бои от масла и работи в диапазона -60 до +100 °C.
Съвет на инженера: подбирайте твърдостта на пружината под усилието, а не обратното. За мек свалач вземете полиуретан около 80 Shore A, за твърд притискач по-близо до 95 Shore A или долния ръб на скалата D. Оставяйте просвет за напречното разширяване: под натоварване полиуретанът се увеличава в диаметър, и ако гнездото е точно по размер, детайлът ще работи на разпор и ще се уморява по-бързо.
Где стоят пружините и как се монтират
Полиуретановите пружини се поставят в гнезда на щамповъчната оснастка на направляваща колона или в сляп отвор, където работят на натиск между подвижна и неподвижна плоча. Най-честите позиции са свалачи на лента, притискачи-огъвачи при изтегляне, изхвъргачи на готовия детайл и буфери, ограничаващи хода на плъзгача.
Монтажът е прост: пружината се надява на направляващия прът или се вкарва в разточката така, че да работи строго по оста на натиск. Главното изискване е съосност и липса на изкривяване, тъй като страничното натоварване е вредно за всеки еластомер. Краищата на изделието се правят плоски и успоредни, за да се разпределя усилието равномерно, а не да се събира в ръба.
Обслужването се свежда до периодичен оглед. Полиуретанът не се напуква внезапно, а постепенно слягa и губи началната си височина, затова по намаления работен ход е лесно да се планира смяна преди усилието на притискане да падне под нормата. Това премахва аварийните престои, характерни за стоманени витки, чупещи се без предупреждение. За другите износоустойчиви решения за триещи се възли вижте в раздела каталог.
Как да изберем твърдост, сечение и ход
Изборът започва с необходимото усилие и допустимия ход, а под тях се подбират твърдостта и сечението. Полиуретанът на ТИМОЛ се изработва в диапазон на твърдост от 50 Shore A до 70 Shore D, затова една и съща геометрия може да се направи мека демпфираща или твърда силова.
Твърдостта на елемента зависи от три параметъра: твърдост на материала, площ на сечението и работна височина. Колкото по-дебела е стената и по-висока е твърдостта, толкова по-голямо е усилието при същото уплътняване. Колкото по-висок е детайлът, толкова по-голям е наличният ход. Затова под ограничен габарит на гнездото конструкторът балансира между твърдостта и сечението, за да получи зададената характеристика.
Важно е да се залага запас за уплътняване. Работното уплътняване на полиуретанова пружина обикновено се задържа в граници, не довеждащи материала до пълно защипване на обема, иначе усилието рязко нараства и ресурсът пада. Опитен технолог от завода ще изчисли тези граници под вашия цикъл, ако предоставите усилието, хода и габарита на гнездото. Въпросите за подбор на твърдостта под конкретна химия и абразив разглеждаме подробно в справочния раздел.
Изработка на полиуретанови пружини по чертеж в завод ТИМОЛ
Поръчайте полиуретанови пружини под конкретен щамп директно в завод ТИМОЛ. Изделията се отливат по технология на свободно леене, позволяваща да се изработват и прости цилиндрични пружини, и фасонни елементи с отвори под направляващи, бурта и посадъчни пояса под вашето гнездо.
Технологията на свободно леене не изисква скъпа метална пресформа за всеки типоразмер, затова е икономически обоснована и за единично ремонтно изделие, и за серия. Полиуретановите решения се прилагат в 12 отрасъла на промишлеността, от металообработване до минодобивна техника, и навсякъде детайлът се изработва под фактическите условия на възела.
Изпратете чертеж, скица или мостра от износена стоманена пружина и ще подберем твърдостта, ще изчислим усилието и ще съгласуваме срока. За консултация и изчисление под вашата оснастка се обръщайте чрез страницата за контакти.