Hnací válec v polygrafické nebo balicí lince se za měsíce nepřetržitého provozu obrousí až do drážek a každá výměna znamená odstavení celého úseku. Obložení polyuretanem obnovuje geometrii válce a poskytuje povlak, který mnohonásobně přežije kov i pryž. Níže rozeberu, jak je obložení válců uspořádáno, jaký materiál zvolit podle čísel, jak se montuje a jak objednat výrobu podle vašeho výkresu.
Co přináší obložení válců polyuretanem
Obložení válce polyuretanem je nanesení otěruvzdorné elastomerové vrstvy na pracovní plochu válcového dílu, který se otáčí nebo přenáší otáčení. Povlak chrání kov před obrušováním, korozí a rázovým zatížením a zároveň vrací přesnou geometrii opotřebenému válci bez výroby nového dílu.
Účinek je patrný okamžitě ve dvou směrech. Za prvé prudce roste životnost: otěruvzdornost litého polyuretanu TIMOL je 10krát vyšší než u standardní pryže, takže se prodlužuje interval mezi opravami uzlu. Za druhé pružná vrstva tlumí vibrace a snižuje hladinu hluku linky a zároveň zlepšuje přilnavost válce k přepravovanému materiálu. Kov pod povlakem už není v přímém kontaktu s abrazivem a vlhkostí.
Kde pracují obložené válce a proč se opotřebovávají
Obložené válce pracují tam, kde je povrch dílu v trvalém kontaktu s materiálem, pásem nebo abrazivem. Jsou to dopravní a přítlačné válce dopravníků, tažné válce polygrafických a balicích strojů, válcovací dráhy, válce v trubkové válcovně a dřevozpracujícím průmyslu, bubny v hornicko-hutnických linkách.
Opotřebení kovového válce vzniká z několika příčin současně. Abrazivní částice v toku materiálu obrušují povrch, voda a agresivní prostředí vyvolávají korozi a střídavá zatížení vedou k únavě kovu a vzniku drážek. Jakmile je geometrie narušena, válec začíná házet, kazí produkt a zatěžuje ložiska. Holý kovový válec je za takových podmínek nutné soustružit nebo měnit každé čtvrtletí.
Polyuretanový povlak tento řetězec přerušuje. Elastomer přijímá abrazivo na sebe, nekoroduje a pohlcuje rázy místo toho, aby je přenášel na konstrukci. Přitom se vrstva snadno obnoví opětovným litím, když vyčerpá svou životnost, zatímco samotné kovové jádro zůstává v provozu léta.
Dalším typickým scénářem je obnovení geometrie již opotřebeného válce. Když se na kovovém povrchu objevily drážky a vydření, místo drahé výroby nového válce se na jádro nanese polyuretanová vrstva a osoustruží se na přesný průměr. Válec se vrací do uzlu s obnovenou geometrií a novým otěruvzdorným pracovním povrchem a linka se vyhne dlouhé odstávce kvůli objednávce nového kovového dílu.
Polyuretan proti pryži a oceli: srovnání v číslech
V otěruvzdornosti polyuretan pryž výrazně předčí a v hmotnosti a odolnosti proti korozi vítězí nad kovem. Uvedu konkrétní referenční čísla pro materiály, které se na válcích reálně používají.
| Materiál | Otěr DIN 53516, mm³ | Pracovní t, °C | Pevnost v tahu, MPa | Tvrdost | Hustota, g/cm³ |
|---|---|---|---|---|---|
| Polyuretan TIMOL | 38-39 | -60…+100 | 39-87 | 85A-95A | 1.05-1.25 |
| Pryž NBR | 80-150 | -30…+100 | 10-25 | 40A-90A | 1.0-1.3 |
| Pryž SBR | 100-200 | -40…+80 | 8-20 | 40A-80A | 0.94-1.1 |
| Ocel St3/St45 | žádný (kov) | -40…+500 | 370-700 | 120-250 HB | 7.7-7.9 |
Otěr podle DIN 53516 činí u polyuretanu 38-39 mm³, zatímco u pryže SBR tento ukazatel dosahuje 100-200 mm³ a u NBR 80-150 mm³. To znamená, že pryž na válci se za stejných podmínek opotřebovává 3-5krát rychleji. Ocelový válec nemá ukazatel DIN pro otěr ve stejném smyslu, protože se poškozuje jinak, zadíráním, korozí a únavou, a přitom váží 6-7krát více než polyuretanová vrstva stejné geometrie (hustota 7.7-7.9 proti 1.05-1.25 g/cm³). Kov také netlumí rázy a přenáší vibrace na ložiska, zatímco polyuretan je díky pružnosti tlumí.
Pryž je levnější, ale hned v několika bodech prohrává: nižší otěruvzdornost, nižší pevnost v tahu (8-25 MPa proti 39-87 MPa u polyuretanu) a užší teplotní koridor u SBR. Proto pro zatížené válce dává polyuretan nejlepší poměr životnosti a hmotnosti.
Jak zvolit tvrdost a tloušťku povlaku válce
Tvrdost se volí podle druhu zatížení a tloušťka podle průměru válce a přítlačné síly. Obecné pravidlo: čím vyšší tlak a čím přesnější požadovaná geometrie, tím tvrdší polyuretan, a čím citlivější kontakt s produktem, tím měkčí.
Litý polyuretan TIMOL je dostupný v rozsahu od 50 Shore A do 70 Shore D, takže jedna technologie pokrývá jak měkké přítlačné válečky, tak tvrdé válcovací dráhy. Pro dopravní a tažné válce se obvykle bere střední zóna 80-95 Shore A, kde se snoubí přilnavost a odolnost proti otěru. Pro válce pod vysokým tlakem se volí zóna Shore D.
Rada inženýra: Nehoňte se automaticky za maximální tvrdostí. Měkčí polyuretan se lépe přichytí k pásu a tlumí rázy, zatímco příliš tvrdá vrstva na tenkém válci se může při ohybu odloupnout. Před litím kovový povrch bezpodmínečně odmastěte a připravte pro adhezní základ, právě kvalita přípravy povrchu rozhoduje o tom, zda obložení vydrží celou vypočtenou životnost.
Tloušťka vrstvy se počítá tak, aby stačila odvádět třecí teplo a nepřehřívala se v kontaktní zóně. Pro většinu dopravních válců stačí vrstva několika milimetrů, u válcovacích a silně zatížených úseků se zvětšuje. Optimální hodnoty volí inženýři závodu pro konkrétní uzel.
Montáž, adheze a údržba obloženého válce
Polyuretan se nanáší metodou volného lití přímo na připravené kovové jádro, načež vrstva polymerizuje a vytvoří monolitické spojení s kovem. Technologie volného lití umožňuje přesně reprodukovat geometrii válce a vyhnout se vzduchovým pórům v povlaku.
Klíčem k životnosti je příprava povrchu před litím: očištění od starého povlaku, odmaštění, tryskání a nanesení adhezního základu. Správně připravený válec dává monolitické spojení, které se neodlupuje při ohybu a střídavém zatížení. Hotový válec se vyvažuje, aby se předešlo házení při pracovních otáčkách.
Údržba se omezuje na vizuální kontrolu stavu povlaku a včasné přelití, když vrstva vyčerpá životnost. Kovové jádro se přitom nevyhazuje: znovu se obloží a uzel se vrací do provozu. To je zásadní ekonomická výhoda oproti výměně celokovového válce.
Jak objednat obložení válce v závodě TIMOL
Obložení válce v závodě TIMOL lze objednat podle hotového výkresu, podle technického popisu nebo podle demontovaného opotřebeného válce jako vzorku. Výroba probíhá metodou volného lití podle konkrétních rozměrů, zatížení a podmínek provozu vašeho uzlu.
Proces začíná konzultací, při které inženýři volí tvrdost, tloušťku povlaku a značku polyuretanu pro váš úkol. S přehledem výrobků se můžete seznámit v katalogu polyuretanových výrobků a technické nuance materiálu a technologie jsou shromážděny v sekci referenční informace. Pro získání výpočtu podle vašeho výkresu se obraťte na kontakty závodu TIMOL. Zkušenost z práce se stovkami uzlů pomůže zvolit řešení, které prodlouží životnost válce a zkrátí prostoje linky.