Uzel, který selhává každých pár týdnů, zastavuje linku a přináší neplánované náklady na opravy a prostoje. Kovový nebo gumový díl, který se musí měnit každé čtvrtletí, spolyká rozpočet na údržbu rychleji, než se na první pohled zdá. Litý polyuretan dává mnohonásobně vyšší životnost a přesouvá údržbu uzlu z havarijní do plánované. Níže rozeberu, které díly má smysl vyrábět z polyuretanu, čím převyšuje tradiční materiály a jak objednat výrobek podle vlastního výkresu.
Co dává litý polyuretan při výrobě dílů?
Polyuretan nahrazuje gumu, ocel a tvrdé plasty tam, kde uzel pracuje na otěr, ráz nebo v kontaktu s agresivním prostředím. Materiál patří k elastomerům: pod zatížením se roztahuje a vrací se do původního tvaru, přičemž jeho otěruvzdornost je 10x vyšší než u standardní gumy. Toto spojení pružnosti a tvrdosti umožňuje jednomu dílu tlumit rázy a současně odolávat otěru.
V továrně TIMOL se díly odlévají technologií volného lití do formy. Tento způsob nevyžaduje vysoký tlak, umožňuje získat díly složité geometrie a velké hmotnosti a také obkládat hotové kovové základy polyuretanovou vrstvou. Díky lití podle konkrétního výkresu výrobek přesně kopíruje uložení uzlu, takže montáž nevyžaduje dodatečné úpravy.
Polyuretan se nebojí vlhkosti, proto se osazuje do uzlů pracujících ve vodě, na volném prostranství a ve vlhkých provozech. Na rozdíl od oceli nekoroduje a nestárne pod působením olejů tak rychle jako guma. Pro podnik to znamená méně výměn, méně prostojů a předvídatelný plán údržby.
Technické parametry polyuretanu TIMOL
Pracovní rozsah teplot polyuretanu TIMOL je od -60 do +100 °C, což pokrývá jak chladné sklady, tak horké výrobní úseky. Materiál si zachovává pružnost v mrazu, když guma tuhne a praská, a při zahřátí v mezích svého rozsahu neteče.
Tvrdost polyuretanu se volí od 50 Shore A do 70 Shore D. Měkké značky jdou na těsnění, membrány a tlumiče, tvrdé na otěruvzdorná kola, kladky, stěrky a obložení. Jeden a týž polymer při různé receptuře dává díl na konkrétní úkol, od pružného tlumiče až po tuhý opěrný prvek.
Otěr polyuretanu podle DIN 53516 činí 38-39 mm³, zatímco u rozšířené gumy SBR tento ukazatel dosahuje 100-200 mm³. Jednoduše řečeno, při stejných abrazivních podmínkách ztrácí guma několikanásobně více materiálu, a tedy se i rychleji opotřebovává. Pevnost v tahu má polyuretan v rozmezí 39-87 MPa proti 8-20 MPa u SBR, takže výrobek snáší špičková zatížení bez roztržení.
Srovnávací tabulka: polyuretan proti gumě, oceli a plastu
Uvedená čísla jsou převzata ze standardních inženýrských příruček (DIN 53516, ISO 4649, Matweb) a ukazují, proč polyuretan vítězí ve většině uzlů pracujících na otěr.
| Materiál | Otěr (DIN 53516), mm³ | Provozní teplota, °C | Tvrdost | Pevnost v tahu, MPa | Odrazová pružnost, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Polyuretan (TIMOL) | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Guma SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A - 80A | 8-20 | 30-55 |
| Guma NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A - 90A | 10-25 | 20-45 |
| Kaprolon (PA6/PA66) | 30-90 | -40…+100 | 75D - 85D | 60-85 | 5-15 |
| Konstrukční ocel | údaj chybí | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | údaj chybí |
Klíčový řádek tabulky je otěr: 38-39 mm³ u polyuretanu proti 80-200 mm³ u různých gum znamená 2-10x delší životnost na abrazi. Kaprolon má otěruvzdornost blízkou polyuretanu (30-90 mm³), ale jeho odrazová pružnost je jen 5-15 %, proto je při rázu křehký a netlumí vibrace. Ocel je nesrovnatelně pevnější v tahu, avšak váží 6-7x více, koroduje a přenáší rázy na celou konstrukci, čímž urychluje opotřebení ložisek.
Technologie volného lití: jak se díly vyrábějí
Výroba začíná přípravou: technolog prostuduje výkres nebo vzorek, určí tvrdost, zvolí recepturu polymeru a navrhne formu. Při obkládání kovového základu se povrch očistí od rzi a maziva, otryská pro drsnost a nanese se adhezní vrstva, na které závisí spojení polyuretanu s kovem.
Dále se tekutý polyuretan nalévá do formy metodou volného lití. Tento způsob umožňuje získat výrobek požadovaného profilu a tloušťky bez vysokého tlaku, proto se hodí jak pro masivní díly, tak pro tenké manžety. Před nalitím se hmota odplyní, aby se odstranil vzduch, protože bubliny v tělese výrobku se stávají koncentrátory napětí a zkracují životnost. Po nalití výrobek polymerizuje několik hodin při řízené teplotě, načež se mechanicky dodělá do přesné geometrie a uložení.
Tvrdost dílu se zadává ve fázi receptury, nikoli obrábění. Táž technologie volného lití dává jak měkké těsnění na 50 Shore A, tak tuhý opěrný prvek na 70 Shore D, podle složení směsi. To je důležitá výhoda oproti extruzi či vulkanizaci gumy: pro každý uzel se nevybírá hotový profil ze skladu, ale materiál s vypočtenými vlastnostmi. Pro díly pracující ve dvojici s kovem se polyuretan odlévá přímo na základ, čímž vzniká nerozebíratelný uzel s pevným adhezním spojem.
Rada inženýra: volte tvrdost podle charakteru zatížení, nikoli podle zásady „čím tvrdší, tím lepší“. Pro rázové a vibrační uzly příliš tvrdý díl přenáší ráz na konstrukci a rychleji se ničí po okrajích, zatímco příliš měkký teče pod tlakem. Pokud se výrobek obkládá na kov, zvlášť sledujte kvalitu otryskání: špatná adheze vede k odlupování vrstvy pod zatížením.
Hotový sortiment výrobků a typová řešení jsou shromážděna v katalogu polyuretanových výrobků, přehled výrobních možností továrny je popsán v sekci služby.
Kde se polyuretanové díly používají
Litý polyuretan TIMOL pracuje ve 12 průmyslových odvětvích, od těžebního po potravinářské. Všude, kde se díl otírá, naráží nebo přichází do kontaktu s olejem a vodou, polyuretan prodlužuje životnost uzlu.
- Těžební odvětví: obložení, stěrky, síta třídičů, kladky dopravníků.
- Metalurgie: opěrné a přítlačné válce, bandáže, ochranné povlaky.
- Strojírenství: pouzdra, silentbloky, tlumiče, kluzná ložiska.
- Zemědělství: díly techniky, povlaky, těsnění.
- Potravinářský a celulózo-papírenský průmysl: válce, stěrky, prvky pro šetrnou dopravu.
- Doprava a polygrafie: kola, kladky, hnací válce tiskových strojů.
Pro každé odvětví se výrobek navrhuje na konkrétní uzel: zohledňuje se typ abraze, teplota, tlak a chemie prostředí. Jeden a týž typ dílu, například kladka, se v hornictví dělá tvrdý a otěruvzdorný na rudu, zatímco v polygrafii měkký na jemný kontakt s papírem. Právě proto univerzální polyuretanové výrobky neexistují: pro různé podmínky dostává týž uzel různou recepturu a tvrdost. Více o vlastnostech materiálu a technologii najdete v sekci referenční informace.
Jak objednat výrobu podle výkresu
Chcete-li objednat polyuretanový výrobek, poskytněte výkres nebo vzorek opotřebeného dílu, uveďte základní rozměry a popište podmínky práce uzlu: abrazi, teplotu, tlak, přítomnost olejů či chemie. Technolog zvolí typ polyuretanu, vypočte tvrdost a geometrii a v případě potřeby sejme rozměry z poskytnutého vzorku bez hotového výkresu.
Po odsouhlasení technického zadání továrna vypočte termín a cenu výroby, které závisejí na složitosti formy a objemu série. Výroba je možná jak pro jednotlivé díly, tak pro série, a opotřebené kovové základy lze obnovit opakovaným obložením místo úplné výměny. Pro výpočet a konzultaci se obraťte přes kontakty továrny TIMOL: odborníci pomohou vybrat materiál a vyrobit výrobek přesně na váš uzel.