Wał ciągnący w linii pakowania lub poligrafii po kilku miesiącach ciągłej pracy wciera się do rowków i każda wymiana zatrzymuje całą sekcję. Metalowy wał koroduje i przenosi uderzenia, gumowa powłoka szybko się ściera. Poliuretanowe okładzinowanie przywraca geometrię wału i daje powłokę, która przeżywa metal i gumę wielokrotnie. Omawiamy, co daje okładzinowanie wałów, jak dobrać materiał w liczbach, wybrać twardość i grubość oraz zamówić wykonanie według rysunku.
Co daje okładzinowanie wałów poliuretanem
Okładzinowanie wału poliuretanem zwiększa zasób roboczej powierzchni i przywraca do życia zużytą część, zachowując kosztowny metalowy rdzeń. Termin “okładzinowanie” (niem. Futter — wyściółka) oznacza ochronę metalowych elementów mechanizmu specjalną powłoką, najczęściej poliuretanową.
Zysk jest bezpośredni. Ścieralność poliuretanu wg DIN 53516 wynosi 38-39 mm³ wobec 100-200 mm³ gumy SBR, czyli gumowana powłoka ściera się 3-5 razy szybciej. W porównaniu z metalowym wałem warstwa poliuretanowa nie koroduje, tłumi uderzenia i wibracje i ma niski współczynnik tarcia, dlatego często nie wymaga dodatkowego smarowania w parze z przeciąganym materiałem. Powłokę można nakładać zarówno na nowe urządzenie dla ochrony, jak i na już zużyte części do naprawy, a naprawa jest znacznie tańsza niż wymiana sprzętu i odbywa się szybciej, skracając postój.
Gdzie stosuje się poliuretanowe wały
Poliuretanowe wały pracują praktycznie we wszystkich branżach, zastępując gumowe i metalowe odpowiedniki. Najszerzej stosuje się je w poligrafii i przemyśle celulozowo-papierniczym, gdzie dociskowe i ciągnące wały stykają się z farbą, klejem i papierem.
W obróbce drewna takie wały służą do nanoszenia lakieru i kleju, wygładzania i laminowania. W przemyśle tekstylnym — do przeciągania, barwienia i wygładzania tkanin. W metalurgii i przemyśle chemicznym poliuretanowe wały stosuje się do przeciągania, dociskania i wyciągania materiału, a także w produkcji skóry. Wspólnym wymaganiem wszystkich tych węzłów jest połączenie odporności na zużycie z miękkim kontaktem, który nie uszkadza obrabianego materiału. Gotowe typy wałów podane są w katalogu wyrobów.
Porównanie: poliuretan, guma i stal w liczbach
Wybór powłoki wału sprowadza się do trzech wariantów: poliuretan, gumowanie lub lity metalowy wał. Liczby pokazują, dlaczego poliuretan wypiera oba tradycyjne rozwiązania w węzłach przeciągania i dociskania.
| Właściwość | Poliuretan TIMOL | Guma SBR | Stal St3 |
|---|---|---|---|
| Ścieralność DIN 53516, mm³ | 38-39 | 100-200 | n/d |
| Temperatura robocza, °C | -60…+100 | -40…+80 | -40…+500 |
| Gęstość, g/cm³ | 1,05-1,25 | 0,94-1,1 | 7,7-7,9 |
| Wytrzymałość na rozrywanie, MPa | 39-87 | 8-20 | 370-700 |
| Odporność na smary | doskonała | zła | n/d |
| Odporność na korozję | doskonała | dobra | zła |
| Tłumienie uderzeń | dobre | dobre | złe |
Metalowy wał wygrywa tylko bezwzględną wytrzymałością, lecz koroduje, jest 6-7 razy cięższy i nie tłumi uderzeń przenoszonych na łożyska. Guma jest zbliżona masą, lecz ściera się czterokrotnie szybciej i nie toleruje olejów — jej odporność na produkty naftowe jest oceniana jako zła. Poliuretan przejmuje odporność na zużycie i chemiczną trwałość niedostępną dla gumy, pozostając przy tym sprężysty i lekki.
Dobór twardości i grubości powłoki
Twardość powłoki wału dobiera się pod jego funkcję i charakter kontaktu. Zakres poliuretanu TIMOL — od 50 Shore A do 70 Shore D — obejmuje wszystkie tryby pracy wałów.
Miększe gatunki bliżej 50 Shore A wybiera się do delikatnego kontaktu, gdy wał nie może wciskać ani znakować materiału, np. papieru czy tkaniny. Zakres średni 80-95 Shore A — uniwersalny do wałów ciągnących i transportowych, gdzie potrzebna jest sprężystość z odpornością na ścieranie. Twarde gatunki do 70 Shore D stosuje się pod wysoki nacisk i tam, gdzie ważna jest dokładna niezmienna geometria, np. w wałach walcowych.
Wskazówka praktyczna: z poliuretanem na wałach ważne jest nie zawyżać grubości warstwy bez obliczeń. Gruba warstwa miękkiego poliuretanu przy dużej prędkości i obciążeniu nagrzewa się od środka przez histerezę i powłoka może zacząć się odwarstwiać od metalu właśnie przez wewnętrzne nagrzewanie, a nie zewnętrzne zużycie. Dla szybkobieżnych wałów lepsza cienka warstwa twardszego gatunku. Podaj technologowi prędkość i obciążenie, a grubość z twardością dobiorą w parze.
Grubość warstwy oblicza się pod obciążenie i średnicę wału. Wały ciągnące często radzą sobie z kilkoma milimetrami, a ciężko obciążone strefy walcowe wymagają grubszej warstwy dla równomiernego rozkładu nacisku. Dane techniczne wg gatunków podane są w dziale informacji technicznej.
Jak zamówić okładzinowanie wałów w TIMOL
Okładzinowanie lub wykonanie wału można zamówić według rysunku, wzorca zdemontowanego wału lub szkicu z wymiarami. Technologia odlewania swobodnego pozwala nałożyć powłokę na rdzeń o złożonym profilu, z metalowym zbrojeniem lub gniazdami pod łożyska, przy czym jest to ekonomicznie uzasadnione zarówno dla serii, jak i dla jednostkowej części remontowej.
Dla dokładnej kalkulacji podaj średnicę i długość wału, osadzenie, typ łożyska, obciążenie, prędkość obrotową i temperaturę środowiska. Na podstawie tych danych technolog dobierze gatunek poliuretanu, twardość i grubość warstwy. W razie potrzeby prace wykonuje się na obiekcie. Zamówienie i kalkulację można uzyskać przez kontakty zakładu TIMOL, a pełny wykaz usług podany jest na stronie usługi. Okładzinowanie wałów poliuretanem skraca postój węzła i daje zasób wielokrotnie przewyższający gumowaną powłokę.