PU ležajevi: Kuglični ležajevi presvučeni poliuretanom - Podaci, odabir i prilagođene izrade

Što je zapravo PU ležaj

PU ležaj je kompozitni kotrljajući element: standardna jezgra kugličnog ležaja s dubokim utorima, obično iz serija 608, 6000, 6200, 626 ili 625, s precizno oblikovanim poliuretanskim slojem spojenim na vanjski prsten. Čelična jezgra podnosi radijalna i aksijalna opterećenja, definira točnost rotacije i postavlja ograničenje brzine. Poliuretanski sloj obrađuje površinsku stranu posla. Deformira se pod opterećenjem kako bi proširio kontaktnu površinu, prigušuje vibracije prije nego što dođu do okvira i štiti vanjski prsten od abrazivnog kontakta sa tračnicom, tračnicom ili valjkom. Ako specificirate ležaj presvučen PU-om za valjak transportera, vješalicu za klizna vrata ili pogonski kotač, prva odluka nije boja ili tvrdoća gaznog sloja. To je ležaj jezgre, jer jezgra upravlja nosivošću i preciznošću rada.

Kvaliteta lijepljenja odvaja izdržljivi PU ležaj od kratkotrajnog. Jeftina konstrukcija proteže polimerni omotač preko čeličnog vanjskog prstena; pod radijalnim opterećenjem rukavac može skliznuti, generirati toplinu unutarnjeg trenja i rotirati se izvan faze s jezgrom. Naš proces odmašćuje i fosfatira vanjski prsten, nanosi pospješivač prianjanja, zatim ubrizgava poliuretan pod kontroliranim tlakom i temperaturom. Nakon stvrdnjavanja, svaka serija prolazi provjeru torzijskog prianjanja: gazni sloj se ne smije okretati na prstenu kada se specificirani okretni moment primjenjuje u bilo kojem smjeru. Ovaj test je prolaz ili pad prije nego što se uzorci odobre za otpremu.

Standardne porodice PU ležajeva pokrivaju veličine provrta od 4 mm do 20 mm, s vanjskim promjerom od lijevanog poliuretana koji je otprilike 2 mm do 10 mm veći od vanjskog promjera čeličnog prstena. Jezgra 608 (8 x 22 x 7 mm), na primjer, obično se prelijeva na vanjski promjer PU od 26 mm, a jezgra 6000 (10 x 26 x 8 mm) često se prelijeva na 30 ili 35 mm. Ove dimenzije nisu kozmetičke. Omjer između vanjskog promjera PU i vanjskog promjera čelika mijenja otpor kotrljanja, nakupljanje topline i raspodjelu opterećenja, pa ga treba odabrati za stvarne radne uvjete, a ne kopirati s proizvoda sličnog izgleda.

Zašto je poliuretan izbor materijala za presvučene ležajeve

Poliuretan je specificiran u obloženim ležajevima kada primjena zahtijeva kombinaciju otpornosti na habanje, amortizaciju i nosivost koju pojedinačni materijali ne pružaju. Grafikon u nastavku uspoređuje relativnu otpornost na klizanje i abraziju uobičajenih polimernih materijala, s 85 Shore A termoplastičnim poliuretanom označenim kao 100.

Prirodna guma je elastičnija od PU, ali se troši oko tri puta brže u kontinuiranom kliznom kontaktu. Najlon je otporan na habanje, ali je krut, pa prenosi buku i vibracije umjesto da ih apsorbira. PVC je ekonomičan, ali slab pod dinamičkim opterećenjem i udarom niske temperature. Poliuretan pokriva najširi radni raspon: od otprilike 70 Shore A za tihe zadatke s malom snagom do 95 Shore A za primjene koje zahtijevaju tvrdu gaznu površinu stabilnih dimenzija s određenim stupnjem elastičnosti.

Druga prednost je upravljanje kontaktnim pritiskom. Kada ležaj od tvrdog čelika ide izravno na tanku metalnu tračnicu, kontaktna površina je mala, a lokalni pritisak može biti izuzetno visok, označavajući tračnicu i stvarajući buku. PU gazni sloj povećava kontaktnu površinu, tako da isti ležaj može raditi na lakiranom čeliku, anodiziranom aluminiju ili polimeru bez oštećenja spojne površine. Kupci često odabiru ležajeve prekrivene PU-om ne zato što bi sam ležaj otkazao, već zato što goli čelični ležaj uništava gusjenicu ili čini proizvod preglasnim za prodaju.

Radne karakteristike i radne granice

Radna ovojnica PU ležaja svodi se na četiri brojke: tvrdoću, opterećenje, temperaturu i brzinu. Oni su u međusobnom djelovanju, tako da promjena jednog obično pomiče i druge. Tvrđi gazni sloj može podnijeti veće opterećenje, ali prenosi više vibracija. Mekši gazni sloj je tiši, ali se više odbija i stvara više topline pri velikoj brzini. Dolje navedene vrijednosti tipične su za standardni lijevani poliuretan na jezgri kugličnog ležaja s dubokim utorima.

Tvrdoća je prva specifikacija koju treba popraviti. Raspon od 70 do 80 Shore A odgovara valjcima za namještaj i kliznim vratima, gdje su prianjanje, tišina i tolerancija manjih neusklađenosti važni. Traka od 80 do 90 Shore A je zona opće namjene za transportne valjke i vodeće kotače, balansirajući otklon i vijek trajanja. Raspon od 92 do 95 Shore A je za teške kotače, stezne valjke i dijelove za prijenos visokog opterećenja, gdje gazni sloj mora zadržati svoj oblik i biti otporan na rezanje ili kidanje.

Temperatura je ograničena PU smjesom, a ne čeličnim ležajem. Standardni poliuretan radi kontinuirano od -20 °C do 80 °C. Kratka odstupanja do 110 °C su tolerantna u većini formulacija, ali dugotrajna toplina stvrdnjava gazni sloj, ubrzava pucanje i slabi vezu s prstenom. Ako primjena uključuje čišćenje parom, toplom vodom ili kontinuiranim toplinskim zračenjem, dizajn bi trebao koristiti toplinski stabilnu vrstu ili čelični ležaj bez premaza u toj zoni.

Brzina je također ograničena gaznim slojem. PU sloj povećava efektivni promjer kotrljanja i dodaje centrifugalno naprezanje, tako da obloženi ležaj ne može raditi istom brzinom vrtnje kao njegova neobložena jezgra. Kao praktično pravilo, održavajte površinsku brzinu ispod oko 2 m/s za meke gazne površine i ispod 5 m/s za tvrde gazne površine, zatim izmjerite porast temperature tijekom prvih sati rada. Ako je vremenski zahtjev za brzinom dominantan, na primjer kod motora s ležajem postavljenim izravno na osovinu, debljina gaznoga sloja mora se smanjiti ili se za stvarnu brzinu mora specificirati unutarnji zazor jezgre i mast.

Standardne konfiguracije, profili gaznoga sloja i opcije

Ležajevi prekriveni PU proizvode se u nekoliko geometrijskih oblika. Ravni cilindrični profil je standard za ravne valjke i pokretne kotače. Gazni sloj s V-utorom centrira ležaj na V-tračnicama i održava sklop u ravnini bez dodatnih prirubnica za vođenje. U-utorni ili konkavni profili rade na okruglim cijevima i žičanim vodilicama. Krunski oblici gaznoga sloja rješavaju kutnu neusklađenost između susjednih valjaka i smanjuju rubno opterećenje. Profil se strojno obrađuje u kalupu, tako da se prelaskom s ravnog na užljebljeni ne mijenja značajno ležaj jezgre, cijena ili vrijeme isporuke.

• Ravni cilindrični profil: ravni valjci, prijenosni stolovi, pokretni kotači
• Profil V-utora: V-šine, kolica, vješalice za klizna vrata
• Profil U-utora: okrugle cijevne vodilice, žičane vodilice, sustavi lakih remenica
• Krunski profil: samocentrirajući valjci, kompenzacija neusklađenosti
• Iskošeni profil ruba: valjci za vođenje rubova i praćenje trake

Boje i stupnjevi materijala mogu se prilagoditi bez mijenjanja dimenzija. Crni PU je industrijski standard jer čađa poboljšava postojanost na habanje i UV otpornost. Narančasti i zeleni gazišta koriste se u sigurnosnim zonama ili za identifikaciju funkcije valjka na proizvodnoj liniji. Bijeli PU dostupan je za područja vezana uz hranu gdje se mora izbjeći prijenos boje, iako se formulacija mora provjeriti u odnosu na radnu temperaturu i korištene kemikalije za čišćenje.

Tri reprezentativne serije iz kataloga prikazuju raspon: PU 608-267, ležaj od 608 jezgri s vanjskim promjerom od 26 mm PU i širinom od 7 mm; PU 626-268, serija od 626 jezgri također se nudi s produljenom čeličnom osovinom za izravnu montažu na valjke; i PU 6201-4018, serija od 6201 jezgre s PU vanjskim promjerom od 40 mm i širinom od 18 mm za teže stezne valjke i prijenosne ladice.

PU 608-267 kuglični ležaj s dubokim žljebovima za svestrane primjene Ovaj ležaj od 608 jezgri s vanjskim promjerom od 26 mm PU odgovara čestom radu i korozivnim okruženjima, nudeći nisku buku i otpornost na habanje, kao što je istaknuto u seriji kataloga. Pogledajte proizvod →

PU 626-268 crni PU kuglični ležaj s dubokim žljebovima s opcijom produljene osovine S 626-jezgrenim i crnim PU premazom, ovaj model otporan je na vlagu i koroziju, s produženom čeličnom osovinom dostupnom za izravnu ugradnju na valjke u prijenosne sustave. Pogledajte proizvod →

PU 6201-4018 Ležaj s PU premazom za teške uvjete rada za stezne valjke S PU vanjskim promjerom od 40 mm i širinom od 18 mm, ovaj ležaj od 6201 jezgre podnosi teža opterećenja, smanjujući trenje i buku za industrijske ladice za prijenos i strojeve. Pogledajte proizvod →

Sve se to može montirati gumenim brtvama (RS) ili čeličnim štitovima (ZZ) na čeličnoj jezgri. Zatvorene verzije preporučuju se za prašnjave radionice, drvoprerađivačke linije, vlažna područja ili bilo koje okruženje gdje mast unutar jezgre mora ostati čista kako bi se očuvalo tiho ponašanje sklopa.

Gdje se koriste PU ležajevi

Primjene se mogu podijeliti u četiri skupine: tiho pomicanje teških dijelova, vođenje proizvoda duž staze, rad u vlažnim ili prašnjavim uvjetima i zaštita skupe spojne površine. U svakom slučaju ležaj obavlja dva posla odjednom, nošenje tereta i upravljanje površinskim kontaktom, zbog čega je specificiran umjesto običnog čeličnog ležaja.

Kako odabrati pravi PU ležaj

Odabir PU ležaja znači podudaranje četiri varijable odjednom: veličina jezgre ležaja, tvrdoća PU, profil gaznoga sloja i vrsta brtve. Tablica u nastavku daje izvedivu polaznu točku za najčešće zahtjeve.

Metoda montaže je sljedeće. Ako je ležaj pritisnut na čeličnu osovinu, tolerancija provrta jezgrenog ležaja kontrolira pristajanje. Standardne jezgre s dubokim utorima izrađuju se prema ISO sustavima tolerancije; za sklopove PU valjaka preporučujemo toleranciju provrta P6 ili bolju, a osovina treba slijediti preporuku tolerancije h7 za taj provrt. Tijekom testiranja uzorka, provjerite sljedeći kontrolni popis:

• Izmjerite vanjski promjer PU na tri mjesta po širini; varijacija preko 0,15 mm može uzrokovati klimavi valjak.
• Provjerite koncentričnost između provrta i PU gaznog sloja okretanjem ležaja na trnu s brojčanim indikatorom; izljev preko 0,1 mm postaje vidljiv pri brzini.
• Primijenite okretni moment između gaznog sloja i prstena kako biste potvrdili snagu držanja veze.
• Pustite napunjeni prototip pri radnoj brzini i izmjerite temperaturu vanjskog prstena nakon 1 sata i nakon 24 sata. Stabilna temperatura znači da je toplinska ravnoteža prihvatljiva.
• Provjerite buku decibelometrom ili testom slušanja pri radnoj brzini; PU gazni sloj ne bi trebao stvarati tonalnu buku na stazi.

Proizvodnja i kontrola kvalitete

O kvaliteti PU ležaja odlučuje se u procesu oblikovanja. Temperatura, tlak ubrizgavanja, brzina zatvaranja kalupa i vrijeme stvrdnjavanja utječu na konačne dimenzije i čvrstoću veze. Naša proizvodna linija radi prema procedurama ISO 9001:2015, uz sljedivost serije materijala za svaku seriju čeličnih jezgri i poliuretanske sirovine. Proizvodna podružnica posjeduje certifikat sustava kvalitete GB/T 19001-2016, a godišnji kapacitet za precizne ležajeve i pričvršćivače je 30 milijuna kompleta.

Ulazni pregled pokriva čeličnu jezgru: promjer provrta, promjer vanjskog prstena, radijalni zazor, buku i stanje brtve. Nakon oblikovanja, PU gazni sloj se mjeri na vanjski promjer, širinu, okruglost i koncentričnost u odnosu na provrt. Tipične tolerancije su /-0,15 mm na vanjskom promjeru PU i ne više od 0,1 mm odstupanja. Svaka se serija također provjerava na tvrdoću gaznoga sloja pri specificiranoj Shoreovoj vrijednosti, a test destruktivne veze provodi se na uzorku iz svake šupljine kalupa.

Pakiranje za izvoz sprječava deformiranje gazišta u transportu. Ležajevi se stavljaju pojedinačno u ladice, zatim pakiraju u kutije i palete za pomorski ili zračni prijevoz, s mekim separatorima između slojeva kako bi se spriječilo stvaranje ravnih mrlja na PU tijekom dugih putovanja kontejnera.

Prilagođene veličine, boje i mogućnosti montaže

Najčešći prilagođeni zahtjevi koje obrađujemo su određeni PU vanjski promjer koji odgovara postojećem razmaku između tračnica, širi ili uži gazni sloj, produljeni unutarnji prsten na jednom ili oba kraja, utisnuta čelična osovina i gazni sloj u boji za identifikaciju proizvoda. Prilagodba ne zahtijeva novi dizajn ležaja, jer jezgra ostaje standardna serija s dubokim utorima; mijenjaju se samo geometrija kalupa i parametri kalupljenja. PU sloj se također može kombinirati s osovinom kao jedna jedinica valjka, što pojednostavljuje montažu za kupca.

Kada inženjeri specificiraju poliuretanski ležaj za novi stroj, najbrži put je započeti sa standardnom jezgrom i prilagoditi dimenzije PU tijekom faze uzorkovanja. Praktični savjeti o usporedbi materijala, stupnjeva tvrdoće i ograničenja primjene pokriveni su u našem vodiču o kako odabrati pravi PU kuglični ležaj s dubokim utorima .

Za nestandardne jezgre, kao što su dvoredni ležajevi, jezgre od nehrđajućeg čelika ili veličine provrta izvan standardnog raspona, tretiramo ih kao namjenske projekte s vlastitim postupkom odobravanja uzoraka. Prilagođeni nestandardni precizni ležajevi zasebna su linija proizvoda jer se koraci strojne obrade, toplinske obrade i pregleda razlikuju od standardnog PU oblikovanja. Dostavljanje crteža sa potrebnim smjerom opterećenja, stilom montaže i uvjetima okoline dovoljan je za početak ponude.

Instalacija, održavanje i uobičajeni kvarovi

Većina kvarova PU ležajeva povezana je s instalacijom. Pritisak prekrivenog valjka na preveliku osovinu ili udaranje čekićem po vanjskom prstenu umjesto po unutarnjem prstenu oštećuje gazni sloj i čeličnu jezgru. Sljedeći postupak pokriva većinu sklopova PU valjaka:

1. Prije prešanja očistite osovinu i provjerite promjer prema toleranciji provrta.
2. Nanesite tanak sloj montažnog ulja ili masti na osovinu, ne na gazni sloj.
3. Pritisnite ležaj primjenom sile samo na unutarnji prsten; za obložene valjke poduprite unutarnji prsten alatom za prešanje koji ne dodiruje PU gazni sloj.
4. Za interferentne spojeve, upotrijebite prešu ili hidrauličnu prešu sa sporim, kontroliranim hodom. Nikada ne udarajte ležaj čekićem.
5. Nakon montaže, okrenite sklop rukom kako biste potvrdili slobodno kretanje i koncentričnu rotaciju.

Tijekom rada provjerite postoje li tri simptoma: relativno kretanje između gaznoga sloja i prstena, ravna mjesta i buka. Razdvajanje gaznog sloja obično ukazuje na preveliko presovanje, pregrijano stanje u vožnji ili izloženost nekompatibilnoj kemikaliji. Ravne točke se pojavljuju kada je mekana gazna površina duže vrijeme pod statičkim opterećenjem ili kada se valjak vuče umjesto da se okreće. Buka gotovo uvijek dolazi iz ležaja jezgre: kada voda ili prašina prođu kroz brtvu, mast se razgrađuje i ležaj postaje čujan čak i ako gazni sloj i dalje izgleda ispravno.

Ležajeve prekrivene PU očistite blagim sapunom i vodom ili istim otapalom koje se koristi oko opreme, nakon provjere kompatibilnosti otapala s poliuretanom. Ne namačite ležaj u odmašćivačima na bazi nafte na dulje vrijeme; mogu plastificirati gazni sloj i trajno promijeniti njegovu tvrdoću.

Često postavljana pitanja

Koja je razlika između PU ležaja i ležaja obloženog gumom?

Standardni gumirani ležajevi izrađeni od prirodne gume, EPDM ili SBR osiguravaju visoku elastičnost i dobro prianjanje, a niža im je cijena sirovina. Poliuretan nudi otprilike dvostruko veću otpornost na abraziju, veću otpornost na trganje i širi raspon tvrdoće. Za valjak koji neprekidno radi, na primjer valjak transportera koji nosi abrazivno pakiranje, PU obično traje nekoliko puta dulje prije nego što trošenje površine promijeni radni promjer. Guma je i dalje dobar izbor za vrlo mekane valjke s visokim prianjanjem pri vrlo maloj brzini, ali PU pokriva većinu industrijskih primjena i primjena namještaja s duljim vijekom trajanja.

Koju tvrdoću po Shoru odabrati?

Koristite 70 do 75 Shore A kada ležaj ide na krhkoj tračnici, treba mu visoko prianjanje ili mora ublažiti lagani sklop od vibracija. Koristite 80 do 85 Shore A za valjke opće namjene, klizna vrata, ladice i pokretne pokretne trake. Koristite 90 do 95 Shore A za teška opterećenja, velike sile stezanja i primjene gdje je stabilnost dimenzija važnija od apsorpcije buke. Ako ste u nedoumici, pošaljite svoje podatke o opterećenju i brzini i zatražite uzorke u dva stupnja tvrdoće; mjerljiva razlika u trošenju i otporu kotrljanja brzo će odlučiti.

Može li se PU ležaj koristiti u mokrom okruženju ili okruženju koje se ispire?

Sam standardni PU otporan je na vlagu, vodeni deterdžent i mnoga ulja. Slaba točka je ležaj jezgre: ako voda uđe u nezabrtvljeni ležaj, čelični prstenovi korodiraju, a mast se kvari. Specificirajte RS verzije s gumenim brtvljenjem za okruženja ispiranja i provjerite da rub brtve ne strši izvan PU gaznog sloja. Za izloženost kemikalijama, testirajte određenu tekućinu jer jake kiseline, vruće lužine i neka otapala mogu nabubriti ili omekšati poliuretanski gazni sloj.

Označava li PU gazni sloj podove ili aluminijske tračnice?

Glatko oblikovani poliuretanski gazni sloj obično ne označava čiste podove ili eloksirane aluminijske staze. Oznake se pojavljuju kada gazni sloj pokupi tvrde čestice kao što su pijesak ili metalni komadići i pritisne ih na pod. Za okruženja sa stranim tvarima, koristite malo tvrđi gazni sloj oko 90 Shore A i održavajte stazu kotrljanja čistom; povremeno brisanje gazne površine sprječava ugrađivanje čestica.

Koje prilagođene opcije su dostupne za PU ležajeve?

Prilagođene opcije uključuju PU vanjski promjer, širinu gaznoga sloja, profil gaznog sloja, boju gaznog sloja, veličinu provrta, produženi unutarnji prsten i utisnutu osovinu. Minimalne količine narudžbe obično počinju od 500 do 1000 komada po veličini za standardne prilagođene boje, a razvojni uzorci mogu se izraditi sa stvarnim kalupom. Nestandardni dizajni jezgri kao što su dvoredni ležajevi ili jezgre od nehrđajućeg čelika dostupni su za posebne projekte i citiraju se zasebno nakon pregleda crteža.

Koliko dugo traje PU ležaj?

Životni vijek je određen jezgrom ležaja kada je gazni sloj pravilno odabran. Zatvorena jezgra s dubokim utorima pod normalnim opterećenjem može raditi tisućama sati. PU gazni sloj treba pregledati na ravne mrlje, pukotine i smanjenje promjera. U primjenama pokretnih traka s profilom od 80 do 85 Shore A pri umjerenoj brzini, profil obično traje duže od intervala održavanja opreme. Najpouzdaniji način za procjenu životnog vijeka je test prototipa na vašoj stvarnoj stazi, s izmjerenim promjerom gaznoga sloja i bukom koja se bilježi u pravilnim intervalima.