PU csapágyak: poliuretán bevonatú golyóscsapágyak – adatok, kiválasztás és egyedi konstrukciók

Mi is az a PU csapágy valójában

A PU-csapágy egy kompozit gördülőelem: szabványos mélyhornyú golyóscsapágymag, általában a 608-as, 6000-es, 6200-as, 626-os vagy 625-ös sorozatból, a külső gyűrűhöz precíziósan öntött poliuretán futófelülettel. Az acélmag sugárirányú és axiális terhelést hordoz, meghatározza a forgási pontosságot és beállítja a sebességkorlátozást. A poliuretán réteg kezeli a munka felületi oldalát. Terhelés hatására deformálódik, hogy kiszélesítse az érintkezési foltot, csillapítja a vibrációt, mielőtt elérné a keretet, és megvédi a külső gyűrűt a sínnel, sínnel vagy hengerrel való koptató érintkezéstől. Ha PU-borítású csapágyat ad meg egy szállítógörgőhöz, egy tolóajtó-akasztóhoz vagy egy meghajtó kerékhez, akkor nem a futófelület színe vagy keménysége az első döntés. Ez a magcsapágy, mert a mag szabályozza a teherbírást és a futási pontosságot.

A ragasztási minőség megkülönbözteti a tartós PU csapágyat a rövid élettartamútól. Az alacsony árú konstrukció polimer hüvelyt feszít az acél külső gyűrű fölé; Radiális terhelés hatására a hüvely megcsúszhat, belső súrlódási hőt termel, és fázison kívül foroghat a maggal. Eljárásunk zsírtalanítja és foszfátozza a külső gyűrűt, tapadásfokozót alkalmaz, majd szabályozott nyomáson és hőmérsékleten fröccsöntjük a poliuretánt. Kikeményedés után minden tétel átmegy egy torziós kötés ellenőrzésen: a futófelület nem foroghat a gyűrűn, amikor a megadott nyomatékot egyik irányban sem alkalmazzák. Ez a teszt a minták szállításra való jóváhagyása előtti jóváhagyási vagy sikertelenségi kapu.

A szabványos PU csapágycsaládok 4 mm-től 20 mm-ig terjedő furatméreteket fednek le, az öntött poliuretán külső átmérők pedig nagyjából 2-10 mm-rel nagyobbak, mint az acélgyűrű külső átmérője. Egy 608-as magot (8 x 22 x 7 mm) például általában 26 mm-es PU külső átmérőjűre, a 6000-es magot (10 x 26 x 8 mm) pedig 30 vagy 35 mm-esre. Ezek a méretek nem kozmetikai jellegűek. A PU külső átmérő és az acél külső átmérő közötti arány megváltoztatja a gördülési ellenállást, a hőfelhalmozódást és a terheléseloszlást, ezért inkább a tényleges üzemi állapothoz kell választani, mint egy hasonló megjelenésű termékről lemásolni.

Miért a poliuretán a választott anyag bevonatos csapágyak esetében?

A poliuretánt a bevonatos csapágyakban határozzák meg, ha az alkalmazáshoz olyan kopásállóság, csillapítás és teherbírás kombinációjára van szükség, amelyet az egyes anyagok nem biztosítanak. Az alábbi táblázat összehasonlítja a közönséges polimer anyagok relatív csúszó-kopásállóságát egy 85 Shore A hőre lágyuló poliuretánnal, amelyre 100-ra hivatkozunk.

A természetes gumi rugalmasabb, mint a PU, de körülbelül háromszor gyorsabban kopik folyamatos csúszó érintkezés esetén. A nylon jól ellenáll a kopásnak, de merev, így a zajt és a vibrációt továbbítja, nem pedig elnyeli. A PVC gazdaságos, de gyenge dinamikus terhelés és alacsony hőmérsékletű hatások esetén. A poliuretán a legszélesebb működési tartományt fedi le: a durván 70 Shore A-tól a csendes, kis erőhatásokhoz a 95 Shore A-ig olyan alkalmazásokhoz, ahol kemény, méretstabil futófelületre van szükség bizonyos fokú rugalmassággal.

A második előny az érintkezési nyomás kezelése. Ha egy kemény acél csapágy közvetlenül egy vékony fémsínen fut, az érintkezési felület kicsi, és a helyi nyomás rendkívül magas lehet, ami kijelöli a pályát és zajt kelt. A PU futófelület növeli az érintkezési foltot, így ugyanaz a csapágy futhat festett acél, eloxált alumínium vagy polimer síneken anélkül, hogy károsítaná az illeszkedő felületet. A vásárlók gyakran nem azért választanak PU-borítású csapágyakat, mert maga a csapágy meghibásodik, hanem azért, mert a csupasz acélcsapágy tönkreteszi a pályát, vagy túl hangossá teszi a terméket az eladáshoz.

Teljesítményjellemzők és működési korlátok

A PU csapágy működési határértéke négy számra csökken: keménység, terhelés, hőmérséklet és sebesség. Kölcsönhatásban állnak egymással, így az egyik megváltoztatása általában a többit eltolja. A keményebb futófelület több terhelést tud elviselni, de több vibrációt közvetít. A puhább futófelület csendesebb, de nagyobb sebességnél jobban elhajlik és több hőt halmoz fel. Az alábbi értékek a szabványos öntött poliuretánra jellemzőek, mélyhornyú golyóscsapágy magon.

A keménység az első javítandó specifikáció. A 70-től 80-ig terjedő Shore A tartomány a bútorhengerekhez és a tolóajtókhoz illeszkedik, ahol a tapadás, a csendesség és a kisebb eltolódások tűrése számít. A 80-tól 90-ig terjedő Shore A sáv a szállítógörgők és vezetőkerekek általános célú zónája, kiegyensúlyozza az elhajlást a kopáskor. A 92-től 95-ig terjedő Shore A tartomány a nehéz kerekekhez, szorítógörgőkhöz és nagy terhelésű átviteli szakaszokhoz tartozik, ahol a futófelületnek meg kell tartania alakját, és ellenállnia kell a vágásnak vagy szakadásnak.

A hőmérsékletet a PU keverék korlátozza, nem az acél csapágy. A szabványos poliuretán -20 °C és 80 °C között folyamatosan működik. A legtöbb készítménynél elviselhető a 110 °C-os rövid ugrás, de a hosszan tartó hő megkeményedik a futófelületen, felgyorsítja a repedést és gyengíti a gyűrűhöz való kötődést. Ha az alkalmazás gőztisztítást, forró vizet vagy folyamatos sugárzó hőt foglal magában, a tervezésnél hőstabil minőséget vagy bevonat nélküli acél csapágyat kell használni ebben a zónában.

A sebességet a futófelület is korlátozza. A PU-réteg növeli az effektív hengerlési átmérőt és centrifugális feszültséget ad, így a bevont csapágy nem tud ugyanolyan forgási sebességgel futni, mint a bevonatlan magé. Gyakorlati szabályként tartsa a felületi sebességet kb. 2 m/s alatt puha futófelületeknél és 5 m/s alatt kemény futófelületeknél, majd mérje meg a hőmérséklet-emelkedést a működés első óráiban. Ha az időalapú fordulatszám követelmény a domináns, például egy motornál, amelynek csapágya közvetlenül a tengelyre van felszerelve, akkor csökkenteni kell a futófelület vastagságát, vagy meg kell adni a mag belső hézagát és a zsírt a tényleges fordulatszámhoz.

Standard konfigurációk, futófelület profilok és opciók

A PU borítású csapágyak többféle geometriai formában készülnek. A lapos hengeres futófelület az egyenes görgők és szállítókerekek szabványa. A V-horonyú futófelület központosítja a csapágyat a V-síneken, és a szerelvényt további vezetőperemek nélkül egy vonalban tartja. Az U-hornyú vagy homorú profilok kerek csöveken és huzalvezetőkön futnak. A koronás futófelület-formák kezelik a szomszédos görgők közötti szögeltéréseket, és csökkentik az élterhelést. A profil a formába van bedolgozva, így a laposról hornyosra váltás nem változtatja meg jelentősen a magcsapágyat, az árat vagy a szállítási időt.

• Lapos hengeres profil: egyenes görgők, szállítóasztalok, szállítókerekek
• V-horony profil: V-sínek, kocsik, tolóajtó-akasztók
• U-hornyos profil: kerek csővezetők, huzalvezetők, könnyű tárcsarendszerek
• Koronás profil: öncentráló görgők, eltolódás kompenzáció
• Leélezett élprofil: élvezető görgők és szalagkövetés

A színek és az anyagminőségek a méretek megváltoztatása nélkül testreszabhatók. A fekete PU az ipari alapértelmezés, mivel a korom javítja a kopásállóságot és az UV-állóságot. A narancssárga és zöld futófelületeket biztonsági zónákban vagy a gyártósoron a görgőfunkciók azonosítására használják. A fehér PU elérhető az élelmiszerekkel kapcsolatos területeken, ahol el kell kerülni a színátadást, bár a készítményt ellenőrizni kell az üzemi hőmérséklettel és a használt tisztítószerekkel.

A katalógusból három reprezentatív sorozat mutatja be a választékot: PU 608-267, 608 magos csapágy 26 mm-es PU külső átmérővel és 7 mm szélességgel; PU 626-268, egy 626 magos sorozat, amely meghosszabbított acél tengellyel is kapható a közvetlen görgős rögzítéshez; és a PU 6201-4018, egy 6201 magos sorozat 40 mm-es PU külső átmérővel és 18 mm szélességgel a nehezebb szorítógörgőkhöz és átadótálcákhoz.

PU 608-267 bevonatos mélyhornyú golyóscsapágy sokoldalú alkalmazásokhoz Ez a 608 magos 26 mm-es PU külső átmérőjű csapágy gyakori használathoz és korrozív környezetekhez is alkalmas, alacsony zaj- és kopásállóságot kínál, amint azt a katalógussorozat kiemeli. Termék megtekintése →

PU 626-268 fekete PU mélyhornyú golyóscsapágy meghosszabbított tengellyel A 626 magos és fekete PU bevonattal ellátott modell ellenáll a nedvességnek és a korróziónak, és egy meghosszabbított acél tengely áll rendelkezésre az átviteli rendszerekben történő közvetlen görgős felszereléshez. Termék megtekintése →

PU 6201-4018 nagy teherbírású PU bevonatú csapágy szorítógörgőkhöz A 40 mm-es PU külső átmérőjével és 18 mm-es szélességével ez a 6201 magos csapágy nagyobb terhelést is elbír, csökkentve a súrlódást és a zajt az ipari transzfertálcák és gépek esetében. Termék megtekintése →

Mindezek gumitömítésekkel (RS) vagy acél pajzsokkal (ZZ) szerelhetők az acélmagra. A tömített változatok ajánlottak poros műhelyekben, famegmunkáló sorokban, nedves területeken vagy minden olyan környezetben, ahol a mag belsejében lévő zsírnak tisztának kell maradnia, hogy megőrizze az egység alacsony zajszintjét.

Ahol PU csapágyakat használnak

Az alkalmazások négy csoportba sorolhatók: nehéz alkatrészek halk mozgatása, termékek pálya mentén történő vezetése, nedves vagy poros körülmények között történő futás és költséges illeszkedő felület védelme. A csapágy minden esetben két feladatot lát el egyszerre, hordozza a terhelést és kezeli a felületi érintkezést, ezért a siklóacél csapágy helyett ezt írják elő.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő PU csapágyat

A PU csapágy kiválasztása azt jelenti, hogy egyszerre négy változót kell egyeztetni: a magcsapágy mérete, a PU keménység, a futófelület profilja és a tömítés típusa. Az alábbi táblázat működőképes kiindulópontot ad a leggyakoribb követelményekhez.

A következő szempont a szerelés módja. Ha a csapágyat acél tengelyre nyomják, a magcsapágy furattűrése szabályozza az illeszkedést. A szabványos mélyhornyú magok ISO tűrésrendszerekhez készülnek; A PU görgős szerelvényekhez a P6 furattűrést vagy annál jobbat javasolunk, és a tengelynek követnie kell az adott furat h7 tűréshatárát. A mintavizsgálat során ellenőrizze a következő ellenőrzőlistát:

• Mérje meg a PU külső átmérőjét három helyen a szélesség mentén; A 0,15 mm-nél nagyobb eltérés a görgő ingadozását okozhatja.
• Ellenőrizze a koncentrikusságot a furat és a PU futófelület között a csapágy forgatásával egy tüske mérőórával; sebességnél láthatóvá válik a 0,1 mm feletti kifutás.
• Alkalmazzon nyomatékot a futófelület és a gyűrű között, hogy megerősítse a kötés tartóerejét.
• Futtassa a betöltött prototípust munkasebességgel, és mérje meg a külső gyűrű hőmérsékletét 1 óra és 24 óra elteltével. A stabil hőmérséklet azt jelenti, hogy a hőegyensúly elfogadható.
• Ellenőrizze a zajt decibel-mérővel vagy hallgatási teszttel üzemi sebesség mellett; a PU futófelület nem kelthet tónusos zajt a pályán.

Gyártás és minőségellenőrzés

A PU csapágy minősége az öntési folyamat során dől el. A hőmérséklet, a fröccsnyomás, a szerszám zárási sebessége és a kikeményedési idő egyaránt befolyásolja a végső méreteket és a kötési szilárdságot. Gyártósorunk az ISO 9001:2015 szabvány szerint működik, minden acélmag- és poliuretán-alapanyag tételenkénti nyomon követhetőséggel. A gyártó leányvállalat rendelkezik a GB/T 19001-2016 minőségbiztosítási rendszer tanúsítvánnyal, a precíziós csapágyak és kötőelemek éves kapacitása pedig 30 millió készlet.

A bejövő ellenőrzés kiterjed az acélmagra: furatátmérő, külső gyűrű átmérő, radiális hézag, zaj és tömítés állapota. A fröccsöntés után megmérik a PU futófelület külső átmérőjét, szélességét, kerekségét és a furathoz viszonyított koncentrikusságát. A tipikus tűréshatárok /-0,15 mm a PU külső átmérőjén és legfeljebb 0,1 mm-es kifutás. Minden tételnél a futófelület keménységét is ellenőrizzük a megadott Shore-értéken, és roncsolásos kötési tesztet végeznek minden formaüregből vett mintán.

Az exportcsomagolás megakadályozza, hogy a futófelület deformálódjon szállítás közben. A csapágyakat külön-külön tálcákba helyezik, majd bedobozzák és raklapra helyezik tengeri vagy légi szállításhoz, a rétegek között puha elválasztókkal, hogy megakadályozzák a PU lapos foltosodását a hosszú konténeres utak során.

Egyedi méretek, színek és összeszerelési lehetőségek

Az általunk leggyakrabban feldolgozott egyedi igények egy adott PU külső átmérő a meglévő nyomtávhoz, egy szélesebb vagy keskenyebb futófelület, egy meghosszabbított belső gyűrű az egyik vagy mindkét végén, egy préselt acél tengely és egy színes futófelület a termék azonosításához. A testreszabás nem igényel új csapágykialakítást, mert a mag továbbra is szabványos mélyhornyos sorozat marad; csak a formageometria és a formázási paraméterek változnak. A PU réteg egyetlen görgős egységként egy tengellyel is kombinálható, ami leegyszerűsíti az összeszerelést a vásárló számára.

Amikor a mérnökök poliuretán csapágyat határoznak meg egy új géphez, a leggyorsabb út az, ha egy szabványos maggal kezdik, és a mintavételi fázisban módosítják a PU méreteket. Az anyagok, keménységi fokozatok és alkalmazási határértékek összehasonlítására vonatkozó gyakorlati tanácsokat a következő útmutatónk tartalmazza hogyan válasszuk ki a megfelelő PU mélyhornyú golyóscsapágyat .

A nem szabványos magok esetében, mint például a kétsoros csapágyak, a rozsdamentes acél magok vagy a szabványos tartományon kívüli furatméretek, ezeket külön projektként kezeljük, saját minta-jóváhagyási eljárással. A testreszabott, nem szabványos precíziós csapágyak külön termékcsaládot alkotnak, mivel a megmunkálási, hőkezelési és ellenőrzési lépések eltérnek a szabványos PU-öntéstől. Az árajánlat indításához elegendő egy rajz megadása a szükséges terhelési irányokkal, szerelési móddal és környezeti feltételekkel.

Telepítés, karbantartás és gyakori hibák

A legtöbb PU csapágy meghibásodása telepítéssel kapcsolatos. Ha egy fedett hengert egy túlméretezett tengelyre nyomnak, vagy a belső gyűrű helyett a külső gyűrűt kalapálják, az károsítja a futófelületet és az acélmagot is. A következő eljárás a legtöbb PU görgőegységre vonatkozik:

1. Tisztítsa meg a tengelyt, és préselés előtt ellenőrizze az átmérőt a furat tűrésével.
2. Vigyen fel vékony réteg szerelőolajat vagy zsírt a tengelyre, ne a futófelületre.
3. Nyomja meg a csapágyat úgy, hogy csak a belső gyűrűre fejt ki erőt; bevonatos görgők esetén támassza meg a belső gyűrűt egy présszerszámmal, amely nem érinti a PU futófelületet.
4. Az interferenciás illesztéshez használjon pergamenprést vagy lassú, szabályozott löketű hidraulikus prést. Soha ne üsse meg kalapáccsal a csapágyat.
5. Felszerelés után kézzel forgassa el a szerelvényt a szabad mozgás és a koncentrikus forgás ellenőrzéséhez.

Szerviz közben ellenőrizze a három tünetet: relatív mozgás a futófelület és a gyűrű között, lapos foltok és zaj. A futófelület szétválása általában túlméretezett préselést, túlmelegedett futási állapotot vagy összeférhetetlen vegyszerrel való érintkezést jelez. Lapos foltok akkor jelennek meg, ha egy puha futófelület hosszabb ideig statikus terhelés alatt van, vagy ha a görgő húzódik ahelyett, hogy forogna. A zaj szinte mindig a magcsapágyból származik: amint víz vagy por áthalad a tömítésen, a zsír lebomlik, és a csapágy hallható lesz, még akkor is, ha a futófelület még mindig megfelelőnek tűnik.

Tisztítsa meg a PU borítású csapágyakat enyhe szappannal és vízzel, vagy a berendezés körül használt oldószerrel, miután ellenőrizte az oldószer kompatibilitását a poliuretánnal. Ne áztassa a csapágyat hosszú ideig kőolaj alapú zsíroldó szerekben; plasztikázhatják a futófelületet és tartósan megváltoztathatják a keménységét.

Gyakran ismételt kérdések

Mi a különbség a PU csapágy és a gumibevonatú csapágy között?

A természetes gumiból, EPDM-ből vagy SBR-ből készült szabványos gumibevonatú csapágyak nagy rugalmasságot és jó tapadást biztosítanak, nyersanyagköltségük pedig alacsonyabb. A poliuretán nagyjából kétszer nagyobb kopásállóságot, nagyobb szakítószilárdságot és szélesebb keménységi tartományt kínál. Folyamatosan futó hengereknél, például csiszolóanyag-csomagolást szállító szállítóhengereknél a PU jellemzően többszörösen tovább tart, mielőtt a felületi kopás megváltoztatja a futó átmérőt. A gumi továbbra is jó választás a nagyon puha, nagy tapadású görgőkhöz nagyon alacsony fordulatszámon, de a PU a legtöbb ipari és bútoripari alkalmazást lefedi, hosszabb élettartammal.

Melyik Shore keménységet válasszam?

Használjon 70–75 Shore A-t, ha a csapágy törékeny pályán fut, erős tapadásra van szüksége, vagy egy könnyű szerelvényt kell tompítania a vibráció ellen. Használjon 80-85 Shore A-t általános célú görgőkhöz, tolóajtókhoz, fiókokhoz és szállítószalagok görgőihez. Használja a 90-95 Shore A-t nagy terhelésekhez, nagy szorítóerőkhöz és olyan alkalmazásokhoz, ahol a méretstabilitás fontosabb, mint a zajelnyelés. Ha kétségei vannak, küldje el a terhelési és sebességi adatokat, és kérjen mintát két keménységi fokozatban; a kopás- és gördülési ellenállásban mérhető különbség gyorsan eldől.

Használható-e a PU csapágy nedves vagy lemosható környezetben?

Maga a standard PU ellenáll a nedvességnek, a vizes mosószernek és számos olajnak. A gyenge pont a magcsapágy: ha víz kerül egy tömítetlen csapágyba, az acélpályák korrodálódnak, és a zsír megromlik. Adja meg az RS gumitömítésű változatokat lemosható környezetekhez, és ellenőrizze, hogy a tömítőajak nem nyúlik-e ki a PU futófelületen. Kémiai expozícióhoz ellenőrizze az adott folyadékot, mert az erős savak, forró lúgok és egyes oldószerek megduzzaszthatják vagy meglágyíthatják a poliuretán futófelületet.

A PU futófelület megnyomja a padlót vagy az alumínium nyomokat?

A simára öntött poliuretán futófelület általában nem jelzi a tiszta padlót vagy az eloxált alumínium nyomvonalakat. A jelölés akkor jelenik meg, amikor a futófelület felveszi a kemény részecskéket, például homokot vagy fémforgácsot, és a padlóba nyomja. Idegen anyagot tartalmazó környezetben használjon valamivel keményebb, 90 Shore A körüli futófelületet, és tartsa tisztán a gördülési pályát; A futófelület időszakos törlése megakadályozza a részecskék beágyazódását.

Milyen egyedi opciók állnak rendelkezésre a PU csapágyakhoz?

Az egyedi opciók közé tartozik a PU külső átmérő, a futófelület szélessége, a futófelület profilja, a futófelület színe, a furat mérete, a meghosszabbított belső gyűrű és a bepréselt tengely. A minimális rendelési mennyiségek általában méretenként 500-1000 darabtól kezdődnek a szabványos egyedi színek esetében, és a fejlesztési minták a tényleges formával készíthetők. Különleges projektekhez nem szabványos magkialakítások, mint például kétsoros csapágyak vagy rozsdamentes acél magok állnak rendelkezésre, és a rajz áttekintése után külön idézzük őket.

Mennyi ideig bírja a PU csapágy?

Az élettartamot a tengelycsapágy határozza meg, ha a futófelületet megfelelően választották ki. Egy lezárt mélyhornyú mag normál terhelés mellett akár több ezer órát is üzemelhet. A PU futófelületet meg kell vizsgálni lapos foltosodás, repedés és átmérőcsökkenés szempontjából. A 80–85 Shore A futófelülettel rendelkező szállítószalagos alkalmazásoknál közepes sebesség mellett a futófelület jellemzően túlnyúlik a berendezés karbantartási intervallumán. Az élettartam becslésének legmegbízhatóbb módja a prototípusteszt a tényleges pályán, a mért futófelület-átmérő és a zaj rendszeres időközönként rögzítésével.