Majoritatea inginerilor care caută un rulment care nu necesită un program de lubrifiere, care generează frecare minimă și funcționează liniștit sub sarcină continuă vor ajunge în cele din urmă la aceeași arhitectură a materialului: un suport de oțel, un strat intermediar de bronz sinterizat și un compus de suprafață pe bază de PTFE. Această structură cu trei straturi - cunoscută în mod diferit sub numele de rulment compozit PTFE, bucșă PTFE cu spate din oțel sau rulment alunecat auto-lubrifiant - este soluția standard pentru aplicațiile de alunecare în care porturile de unsoare sunt impracticabile și rulmenții pentru elemente de rulare sunt supradimensionați pentru sarcină.
Înțelegerea a ceea ce face ca această structură să funcționeze și unde se potrivește fiecare variantă este baza oricărei decizii competente de selecție a rulmenților.
Structura cu trei straturi: cum funcționează un rulment compozit PTFE
Un rulment din PTFE compozit nu este doar o bucșă din plastic. Este un laminat proiectat în care fiecare strat îndeplinește un rol mecanic distinct, iar performanța rulmentului finit depinde de faptul că toate trei lucrează împreună.
Stratul de suport exterior este oțel de înaltă calitate, cu conținut scăzut de carbon. Oțelul oferă rezistența la compresiune pe care numai PTFE nu o poate - suportul transmite sarcina de la carcasă în structura lagărului, previne deformarea la presiunea de contact ridicată și oferă rulmentului stabilitatea dimensională necesară pentru toleranțe precise ale alezajului. Fără acest suport, stratul de PTFE s-ar strecura și s-ar extruda sub sarcină.
Stratul intermediar este pulbere sferică de bronz sinterizată, lipită de suprafața de oțel și extinzându-se parțial în compusul PTFE de deasupra acestuia. Această matrice poroasă de bronz îndeplinește două funcții: creează o interblocare mecanică care ancorează stratul de suprafață împotriva exfolierii sau delaminării, iar conductivitatea sa termică ajută la disiparea căldurii de frecare departe de interfața de alunecare. Stratul de bronz oferă, de asemenea, o rezervă de suport structural dacă stratul subțire de suprafață de PTFE se uzează în zone localizate.
Stratul de suprafață este un amestec laminat de PTFE (politetrafluoretilenă) și plumb. PTFE are unul dintre cei mai mici coeficienți de frecare dintre orice solid cunoscut - de obicei 0,04-0,20, în funcție de sarcină și viteză - și transferă o peliculă subțire de lubrifiere pe suprafața arborelui în timpul rulării. Plumbul acționează ca o umplutură moale care îmbunătățește rezistența stratului la curgerea rece sub sarcină de compresiune și prelungește durata de viață. Rezultatul este o suprafață care se unge în mod continuu din interiorul materialului, fără ulei sau grăsime externă.
Intervalul de temperatură utilizabil al unei bucșe din PTFE bine realizate cu spate din oțel se întinde la aproximativ -200°C până la 280°C, făcându-l funcțional în aplicații criogenice și în echipamentele de funcționare continuă expuse la căldura procesului. În condiții de sarcină mare, viteză redusă - regimul de funcționare cel mai comun în legăturile oscilante, sculele de presare și punctele de pivotare a mașinilor agricole - valorile coeficientului de frecare sub 0,05 sunt realizabile.
Bucșă PTFE cu spate din oțel față de alte tipuri de rulmenți simpli cu autolubrifiere
Lagărele de alunecare auto-lubrifiante acoperă o familie mai largă decât compozitul PTFE singur. Înțelegerea unde se potrivește fiecare tip previne aplicarea greșită.
Rulmenți din bronz sinterizat (tip Oilite). utilizați ulei depozitat într-o matrice poroasă de cupru, eliberat prin dilatare termică în timpul funcționării și reabsorbit la oprirea arborelui. Se potrivesc la viteze și sarcini moderate în medii curate, dar funcționează slab în condiții contaminate sau de spălare, unde resturile ingerate blochează porii. Au, de asemenea, un rezervor finit de ulei care se epuizează în timp.
Rulmenți din bronz blocați cu grafit utilizați grafit solid încorporat ca lubrifiant uscat. Ele excelează la temperaturi extreme - peste 250 ° C, unde PTFE ar începe să-și piardă stabilitatea mecanică - și sub sarcini statice foarte mari sau cu cicluri lenți. Sunt alegerea corectă pentru transportoarele cuptoarelor industriale, echipamentele pentru cuptoare și mecanismele de presare la temperatură înaltă.
Rulmenți din compozit PTFE cu spate de oțel ocupă cea mai largă poziție de uz general: funcționare uscată, fără risc de contaminare, gamă largă de temperatură, zgomot redus și durată bună de uzură pe profilele de mișcare oscilante, rotative și alternative. Construcția lor cu pereți subțiri - de obicei, 1,0-2,5 mm grosime totală - le permite să se potrivească în combinații de arbore/carcasă în care un rulment mai voluminos ar necesita reproiectarea structurii înconjurătoare.
a lui Huazhou Seria de rulmenți auto-lubrifianți HZ-10 este construit exact pe această arhitectură compozită PTFE cu trei straturi, disponibilă cu suport din oțel, cupru sau oțel inoxidabil, în funcție de rezistența la coroziune și cerințele structurale ale aplicației. Varianta cu suport din oțel inoxidabil (HZ1S) adaugă rezistență la acizi, alcalii și apa de mare - extinzând aria de acoperire a designului în mediile marine, de procesare chimică și echipamente alimentare.
Acolo unde rulmenții simpli auto-lubrifianți funcționează cel mai bine
Aplicațiile în care rulmenții din compozit PTFE depășesc în mod constant alternativele au un set comun de constrângeri: accesul la întreținere este limitat, contaminarea ar exclude grăsimea sau constrângerile de spațiu exclud rulmenții cu rulare.
Suspensie auto și legături de direcție sunt cea mai consacrată aplicație. Lagărele sferice căptușite cu PTFE în brațele de suspensie, capetele de tirant și legăturile barei stabilizatoare gestionează dezalinierea unghiulară, mișcarea oscilantă și sarcinile de șoc induse de drum fără a necesita ungere pe durata de viață a vehiculului. Combinația dintre frecare scăzută și amortizare ridicată din geometria contactului simplu reduce NVH (zgomot, vibrații, duritate) în comparație cu alternativele elementelor de rulare.
Utilaje agricole si de constructii punctele de pivotare — brațele încărcătorului, balamalele cupei, legăturile lamelor — funcționează în noroi abraziv și nisip. Rulmenții din PTFE cu spate din bronz sau cu strat intercalar sinterizat tolerează mai bine aceste condiții decât rulmenții cu ace unsați, ale căror etanșări se defectează rapid la pătrunderea nisipului. Suprafața groasă de contact a unui rulment simplu distribuie, de asemenea, sarcinile de șoc pe o suprafață mai mare decât contactele de linie ale unui rulment cu role.
Masini de ambalare si textile necesită zgomot redus și mișcare precisă și repetabilă la viteze moderate. Contaminarea produsului cu grăsimi este inacceptabilă. Bucșele compozite din PTFE funcționează în mod silențios și curat, făcându-le standard în suporturile de came, șinele de ghidare și pivoturile mecanismului de alimentare în aceste industrii.
Sisteme noi de energie și vehicule electrice reprezintă un domeniu de aplicație în expansiune. Varianta HZ1E de la Huazhou - folosind un material de umplutură alb anorganic în loc de plumb - este dezvoltată special pentru aplicațiile EV în care este necesară conformitatea cu materialele fără plumb, menținând în același timp coeficientul de frecare scăzut și performanța de rulare a compusului standard de plumb PTFE.
Pentru aplicațiile care necesită gestionarea sarcinii axiale alături de funcția de rulment radial, Șaibă de împingere din compozit PTFE folosește aceeași construcție cu trei straturi într-un factor de formă plat și rulment auto-lubrifiant cu flanșă integrează suprafețele radiale și de tracțiune într-o singură componentă.
Parametri de selecție: Ce trebuie să specifice cumpărătorii
Selectarea rulmentului compozit PTFE corect pentru o anumită aplicație necesită patru intrări: sarcină, viteză, temperatură și mediu. Acestea determină dacă structura standard din PTFE-plumb este suficientă sau dacă este necesară o variantă - suport inoxidabil, umplutură fără plumb, bază de cupru pentru o capacitate de încărcare mai mare.
Limita cheie de performanță pentru acest tip de rulment este ratingul PV: produsul presiunii de contact (P, în MPa) și viteza de alunecare (V, în m/s). Pentru un compozit standard PTFE-plumb cu suport de oțel, limita PV continuă este de aproximativ 0,05–0,10 MPa·m/s în funcționare uscată, crescând la 0,5 MPa·m/s cu lubrifiere intermitentă. Vitezele de alunecare ar trebui să rămână în general sub 2 m/s pentru a evita încălzirea excesivă prin frecare care accelerează uzura PTFE.
Pentru aplicațiile oscilante și cu rotație lentă - majoritatea cazurilor de utilizare țintă ale seriei HZ-1 - aceste limite sunt rareori constrângerile obligatorii. Cea mai comună provocare de proiectare este toleranța alezajului: bucșele compozite PTFE sunt presate în orificiul carcasei și se bazează pe o potrivire prin interferență pentru reținere, astfel încât diametrul orificiului carcasei, finisarea suprafeței și geometria teșirii trebuie să se încadreze în specificațiile de instalare ale producătorului pentru a evita rotirea bucșei în carcasă sub sarcină.
Zhejiang Huazhou Technology Co., Ltd. produce întreaga gamă de serie HZ-10 de la unitatea sa din Nanxun, Zhejiang, cu peste 280 de mașini specializate și 50 de linii de producție automatizate care susțin capacitatea zilnică de producție. Gama de produse se extinde dincolo de compozitul PTFE pentru a include rulmenți bimetalici din compozit pentru aplicații cu sarcini mai mari, manșoane din cupru grafit pentru medii cu temperaturi extreme și rulmenți din plastic de inginerie pentru cerințe ușoare, rezistente la coroziune.
Pentru consultanță tehnică și solicitări de mostre, contactați Zhejiang Huazhou Technology la pagina de contact a companiei sau direct la 86-18957305868.
