Cuplajul în acționare rareori avertizează despre defecțiune în avans: mai întâi apare bătaia pe arbore, apoi cresc zgomotul și vibrația, iar mai departe se distrug degetele și se oprește linia. Inserțiile elastice de cauciuc îmbătrânesc de la ulei, ozon și sarcina termică în câteva luni, deci mecanicul este forțat să le țină la depozit în cantități mari. Cuplajul de poliuretan de la uzina TIMOL dă un resurse de aproximativ 10 ori mai mare decât cauciucul, păstrează elasticitatea în intervalul larg de temperaturi și transferă înlocuirea elementului elastic din regimul de urgență în cel planificat. Vom analiza cum este construit un astfel de cuplaj, cu ce câștigă poliuretanul față de cauciuc și metal și cum să comandați inserția conform desenului dumneavoastră.
Ce sunt cuplajele din poliuretan și ce sarcină rezolvă
Cuplajul de poliuretan transmite momentul de torsiune între doi arbori și totodată amortizează vibrațiile de impact și torsionale ale acționării. Elementul elastic de poliuretan — acestea pot fi degete, stele, bucșe sau inserție monobloc — se deformează sub sarcină, acumulează energia șocului și o returnează lin, protejând motorul, reductorul și rulmenții de sarcinile bruște.
Datorită elasticității poliuretanul compensează necoaxialitatea arborilor: deplasarea axială, radială și unghiulară, care apare întotdeauna la montare și la dilatarea termică a echipamentului. Aceasta este funcția principală de lucru a cuplajului elastic. Metalul nu îndeplinește această funcție, iar plasticele rigide de tip caprolon se fisurează la impact.
Tehnologia turnării libere TIMOL permite reproducerea elementului elastic de orice profil: cu degete, cu came, cu stea, cu bucșe. Duritatea, forma și dimensiunile se setează la etapa turnării pentru semicupla specifică a clientului, deci noua inserție intră în locașul de ajustare fără modificarea nodului.
De ce poliuretanul este mai bun decât cauciucul, metalul și caprolonul în cuplaje
Poliuretanul TIMOL combină calitățile principale pentru cuplaj: rezistență ridicată la uzură, elasticitate la revenire și rezistență la uleiuri, pe care niciun material clasic nu le are simultan. Abraziunea conform DIN 53516 la poliuretan este de 38-39 mm³, în timp ce la cauciucul SBR acest indicator ajunge la 100-200 mm³, iar la NBR 80-150 mm³. Inserția elastică din poliuretan se uzează de câteva ori mai lent decât cea de cauciuc la aceeași sarcină.
Cauciucul cedează nu numai la uzură. Rezistența la rupere la SBR este de 8-20 MPa, la NBR 10-25 MPa, iar la poliuretanul TIMOL 39-87 MPa. Aceasta înseamnă că degetele de poliuretan suportă momentul de torsiune mai mare fără rupere. Cauciucul natural are o elasticitate mai mare la revenire (40-75%), dar temperatura maximă de lucru a sa este de doar +70 °C și rezistența la uleiuri este slabă, deci în acționarea industrială lângă reductor îmbătrânește rapid.
Caprolonul (poliamidă PA6/PA66) se montează uneori în cuplaje rigide cu came. Abraziunea sa (30-90 mm³) este bună, dar elasticitatea la revenire este de numai 5-15%: sub sarcina de impact nu amortizează, ci se fisurează. Poliuretanul cu duritate 70 Shore D dă o rezistență la uzură apropiată, dar în același timp amortizează impactul și revine la formă. Oțelul în elementul elastic nu funcționează deloc: nu amortizează, nu compensează necoaxialitatea, corodează și este de 6-7 ori mai greu decât poliuretanul.
Sfatul inginerului: nu urmăriți duritatea maximă. Pentru cuplaj este important echilibrul: inserția prea moale se supraîncarcă și cedează sub moment, cea prea rigidă încetează să mai amortizeze impacturile și le transmite pe rulmenți. Pentru acționările medii începeți cu 85-95 Shore A și corectați după uzura reală. Și obligatoriu degresați suprafețele de ajustare înainte de montare: pelicula de ulei pe degete accelerează smulgerea lor din locașuri.
Compararea materialelor pentru elementele elastice ale cuplajelor
Tabelul de mai jos arată diferența dintre poliuretan și alternativele răspândite conform caracteristicilor reale de referință. Pentru elementul elastic cheie sunt abraziunea, rezistența la rupere și elasticitatea la revenire.
| Material | Abraziune DIN 53516, mm³ | Temp. de lucru, °C | Duritate | Rezistență la rupere, MPa | Elasticitate la revenire, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Poliuretan TIMOL | 38-39 | -60 până la +100 | 50A până la 70D | 39-87 | 34-61 |
| Cauciuc NBR | 80-150 | -30 până la +100 | 40A până la 90A | 10-25 | 20-45 |
| Cauciuc SBR | 100-200 | -40 până la +80 | 40A până la 80A | 8-20 | 30-55 |
| Cauciuc natural NR | 60-130 | -50 până la +70 | 30A până la 80A | 20-30 | 40-75 |
| Caprolon PA6/PA66 | 30-90 | -40 până la +100 | 75D până la 85D | 60-85 | 5-15 |
| Oțel structural | n/d | -40 până la +500 | 120-250 HB | 370-700 | n/d |
Poliuretanul are cea mai mică abraziune dintre elastomeri și în același timp păstrează elasticitatea pe care caprolonul nu o are. Tocmai această combinație explică de ce inserția de poliuretan durează de aproximativ 10 ori mai mult decât cea de cauciuc și nu se fisurează, ca cea de caprolon, pe acționarea cu impact. Sortimentul elementelor elastice și al pieselor adiacente este prezentat în catalogul de produse din poliuretan.
În ce ramuri se aplică cuplajele din poliuretan
Cuplajele din poliuretan lucrează în acționările de pretutindeni unde există sarcini de impact sau ciclice și este necesară compensarea necoaxialității. Nomenclatorul general al uzinei acoperă 12 ramuri industriale, și cuplajele sunt solicitate în majoritatea lor.
Industria minieră și de preparare folosește cuplaje elastice în acționările conveioarelor, concasoarelor și alimentatoarelor, unde impacturile pe transmisie sunt constante. Metalurgia montează inserții de poliuretan în acționările liniilor de laminare și transport. Echipamentele de pompare și compresie, unde arborele motorului este legat de arborele pompei, necesită cuplaje care amortizează pulsațiile și suportă contactul cu lubrifiantul.
Tehnica agricolă și industria alimentară apreciază poliuretanul pentru rezistența la umiditate, soluțiile de spălare și pentru că piesa nu corodează. Segmentul auto și de reparații aplică elementele de poliuretan în cuplajele elastice ale cardanelor și acționărilor, unde analogul de cauciuc pierde rapid elasticitatea. În toate aceste cazuri determinant este același lucru: poliuretanul menține mai mult timp momentul și necesită mai rar oprirea liniei.
Cum se fabrică și se montează cuplajele din poliuretan
Fabricarea începe cu desenul sau mostra semicuplei clientului. Tehnologul determină tipul elementului elastic, duritatea la momentul de torsiune calculat și rețeta polimerului pentru mediul de lucru. Ulterior elementul se toarnă prin metoda turnării libere în formă, se polimerizează la temperatură controlată câteva ore și la nevoie geometria se aduce la dimensiunile de ajustare prin prelucrare mecanică.
Montajul inserției de poliuretan este simplu și nu modifică construcția cuplajului. Degetele sau bucșele se instalează în locașurile standard ale semicuplei, steaua se strânge între came. Înainte de instalare suprafețele se curăță și se degresează, iar ajustarea se face fără lovituri, pentru a nu deteriora elementul. La uzură se înlocuiește numai partea de poliuretan, semicuplele metalice rămân în funcțiune.
Această abordare dă economia principală: în loc să cumpere cuplajul în ansamblu, întreprinderea restaurează nodul înlocuind o singură inserție ieftină. Tehnologia turnării și pregătirea suprafețelor este descrisă mai detaliat în secțiunea informații de referință.
Cum să comandați cuplaje conform desen
Pentru a comanda cuplaje din poliuretan, furnizați desenul sau mostra elementului elastic cu dimensiunile de ajustare și descrieți condițiile de lucru: momentul de torsiune, caracterul sarcinii, mediul de lucru și intervalul de temperaturi. Aceste date sunt suficiente pentru a selecta duritatea, forma și rețeta polimerului.
Uzina TIMOL execută atât inserții individuale pentru reparație, cât și loturi de serie, precum și fabricarea elementelor nestandard conform schiță. După coordonarea specificației tehnice se stabilesc termenele și condițiile de fabricare. Pentru consultare, calcul pentru nodul dumneavoastră și comandă, contactați prin contactele uzinei TIMOL.