Вал транспортної або технологічної лінії зношується не поступово, а різко: спочатку починає бити, потім вибиває підшипники, потім зупиняє лінію. Щоквартальна заміна металевих або гумових валів не просто дорого коштує, вона створює ризик аварійних простоїв у самий невідповідний момент. Поліуретанове футерування валів від ТИМОЛ дає ресурс у 2-5 разів більший за гуму, захищає металеву основу від абразиву й корозії і переводить обслуговування з аварійного режиму до планового. У статті розберемо, для яких вузлів підходить поліуретан, як він порівнюється з конкуруючими матеріалами і як виготовити футерування під розмір.
Для чого потрібне поліуретанове футерування валів
Футерування захищає метал вала від прямого контакту з абразивом, хімічним середовищем або оброблюваним матеріалом. Поліуретановий шар діє як жертовний елемент: він зношується замість металу і при необхідності замінюється без зміни основного вала. Висока еластичність поліуретану (еластичність відскоку 34-61%) дозволяє також поглинати ударні навантаження, що знижує знос підшипників і посадочних місць.
Застосування поліуретанового футерування оптимальне у вузлах, де важлива комбінація зносостійкості з гасінням вібрації. У гірничодобувній промисловості, ролики норій і стрічкових конвеєрів, бандажі барабанів. У металургії, ролики транспортних і обробних ліній. У поліграфії і харчовій галузі, привідні вали з делікатним контактом до оброблюваного матеріалу. У нафтогазовій промисловості, ролики переміщення труб, стійкі до нафтопродуктів.
Технологія вільного лиття ТИМОЛ дозволяє відтворити поліуретановий шар будь-якої товщини й профілю прямо на металевій основі. Профілювання поверхні (канавки, жолоби, насічка) виконується ще на етапі лиття, додаткова механічна обробка не завжди потрібна.
Переваги поліуретану перед гумою, капролоном і сталлю
Поліуретан ТИМОЛ перевершує всі класичні альтернативи за поєднанням зносостійкості, еластичності і хімічної стійкості. Стирання за DIN 53516, 38-39 мм³, у 2-5 разів нижче за різні марки гуми. При однакових умовах роботи поліуретановий шар витримує значно довший цикл між замінами.
Гума SBR (стирання 100-200 мм³) і NBR (80-150 мм³) мають меншу міцність на розрив (8-25 МПа проти 39-87 МПа у поліуретану) і нижчу верхню межу робочої температури. Натуральний каучук, хоч і має вищий відскок (40-75%), має погану стійкість до масел і верхню межу лише +70 °C, непридатно для більшості промислових умов. Крім того, гума старіє від озону і ультрафіолету при роботі на відкритому повітрі.
Капролон (PA6/PA66), жорсткий конструкційний пластик з твердістю 75-85D. Його стирання (30-90 мм³) порівнянне з поліуретаном, але еластичність відскоку лише 5-15%, при ударному навантаженні він тріскається. Поліуретан з твердістю 70D має аналогічну зносостійкість, але витримує удар і відновлює форму.
Сталь не замінник еластомеру: вона не гасить вібрацію, не амортизує удари, швидко кородує у вологому середовищі і у 6-7 разів важча за поліуретан.
Порівняльна таблиця характеристик матеріалів футерування валів
| Матеріал | Стирання DIN 53516, мм³ | Робоча t, °C | Твердість | Міцність на розрив, МПа | Еластичність відскоку, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Поліуретан ТИМОЛ | 38-39 | -60…+100 | 85A-95A | 39-87 | 34-61 |
| Гума NBR | 80-150 | -30…+100 | 40A - 90A | 10-25 | 20-45 |
| Гума SBR | 100-200 | -40…+80 | 40A - 80A | 8-20 | 30-55 |
| Натуральний каучук NR | 60-130 | -50…+70 | 30A - 80A | 20-30 | 40-75 |
| Капролон PA6/PA66 | 30-90 | -40…+100 | 75D - 85D | 60-85 | 5-15 |
| Сталь конструкційна | н/д | -40…+500 | 120-250 HB | 370-700 | н/д |
Поліуретан показує найнижче стирання серед еластомерів (38-39 мм³) і при цьому зберігає еластичність, яка у капролону відсутня. Це пояснює, чому в ударних вузлах і на абразивному матеріалі поліуретанові вали служать у 2-5 разів довше за гумові і не тріскаються на відміну від капролонових.
Порада інженера: обирайте твердість поліуретанового футерування у верхній частині діапазону Shore A, 80-95 Shore A, для важких транспортних і абразивних вузлів. Для приводних валів у поліграфії, харчовій промисловості або делікатних лініях краще 50-60 Shore A. Пам’ятайте: якість підготовки металевої поверхні під адгезію критично впливає на ресурс, неочищена або незнежирена основа призводить до відшарування шару при першому ударі або вібрації.
Галузі застосування поліуретанових футерувань валів
Гірничодобувна промисловість є найбільшим споживачем поліуретанових футерувань валів через інтенсивний абразивний знос при транспортуванні руди, вугілля і каменю. Бандажі і ролики із поліуретановим шаром витримують умови кар’єру і шахти без частих замін.
Металургія використовує поліуретанові вали у роликових лініях обробки металу, де важлива комбінація зносостійкості і захисту від корозії. Трубопрокатне виробництво обирає поліуретан для роликів переміщення труб, матеріал не залишає подряпин і забезпечує рівномірний контакт по довжині труби.
Поліграфічна промисловість цінує поліуретан за можливість виготовити вал із точно заданим профілем поверхні, який забезпечує рівномірний тиск на полотно без деформацій. Харчова і целюлозно-паперова галузі обирають поліуретан за хімічну інертність, матеріал не впливає на смак і якість продукту і легко миється.
Нафтогазова промисловість застосовує поліуретанові вали для роботи в умовах нафтопродуктів і абразиву одночасно. Залізничний транспорт і порти, для вузлів із циклічним навантаженням і зовнішнім середовищем. Повний перелік виробів у каталозі поліуретанових виробів.
Технологія виготовлення і монтаж поліуретанового футерування валів
Процес починається з підготовки металевої основи: вал очищають від старих покриттів, іржі й мастила, виконують піскоструминну обробку для отримання необхідної шорсткості, знежирюють і наносять адгезійний праймер. Ця підготовка забезпечує надійне зчеплення поліуретану з металом на весь строк служби деталі.
Далі виконують вільне лиття поліуретанового еластомеру у форму. Товщина шару, профіль поверхні (рифлення, канавки, прямий циліндр) і твердість задаються на цьому етапі. Полімеризація відбувається при контрольованій температурі кілька годин. Після цього виконують механічну обробку для доведення геометрії до розрахункових значень, вал перевіряють на відповідність кресленню.
Монтаж футерованого вала стандартний: деталь встановлюють на підшипники або у кріпильні вузли без зміни конструкції обладнання. При відновленні зношеного вала, старий шар знімають механічно або хімічним способом, поверхню знову готують і заливають новий поліуретан. Детальніше про технологію, у розділі довідкова інформація.
Як замовити виготовлення футерування валів під розмір
Для замовлення надайте креслення або зразок деталі з розмірами і посадками. Опишіть умови роботи: тип навантаження (абразив, удар, ковзання), робоче середовище (масла, вода, хімія), температурний діапазон, режим роботи. Це дозволить підібрати оптимальний рецептурний склад поліуретану і розрахувати товщину шару.
Виготовлення можливе для нових валів і для відновлення зношених (у другому випадку надсилають сам вал). Обсяг замовлення, від одного вала до серійних партій. Після погодження технічного завдання визначаються терміни й умови.
Для консультації й замовлення звертайтеся через контакти заводу ТИМОЛ. Інженери допоможуть підібрати матеріал, розрахувати параметри й організують виготовлення під ваші вимоги.