PU-lagre: polyuretanbelagte kulelagre - data, utvalg og tilpassede konstruksjoner

Hva et PU-lager egentlig er

Et PU-lager er et sammensatt rulleelement: en standard kulelagerkjerne med dype spor, vanligvis fra 608, 6000, 6200, 626 eller 625-serien, med en presisjonsstøpt polyuretan-bane festet til den ytre ringen. Stålkjernen bærer radielle og aksiale belastninger, definerer rotasjonsnøyaktigheten og setter hastighetsgrensen. Polyuretanlaget håndterer overflatesiden av jobben. Den deformeres under belastning for å utvide kontaktflaten, demper vibrasjoner før den når rammen, og beskytter den ytre ringen mot slitende kontakt med en skinne, skinne eller rulle. Hvis du spesifiserer et PU-dekket lager for en transportørrulle, en skyvedørshenger eller et drivhjul, er den første avgjørelsen ikke slitebanens farge eller hardhet. Det er kjernelageret, fordi kjernen styrer lastekapasitet og kjørenøyaktighet.

Bindingskvalitet skiller et slitesterkt PU-lager fra et kortvarig lager. En lavpriskonstruksjon strekker en polymerhylse over stålets ytre ring; under radiell belastning kan hylsen gli, generere intern friksjonsvarme og rotere ut av fase med kjernen. Prosessen vår avfetter og fosfaterer den ytre ringen, påfører en adhesjonsfremmende middel, og sprøyter deretter polyuretanet under kontrollert trykk og temperatur. Etter herding gjennomgår hver batch en torsjonsbindingskontroll: slitebanen må ikke rotere på ringen når det spesifiserte dreiemomentet påføres i begge retninger. Denne testen er en bestått-eller-fail-gate før prøvene godkjennes for forsendelse.

Standard PU-lagerfamilier dekker borestørrelser fra 4 mm til 20 mm, med ytre diameter av støpt polyuretan som er omtrent 2 mm til 10 mm større enn stålringens ytre diameter. En 608 kjerne (8 x 22 x 7 mm), for eksempel, er ofte overstøpt til en 26 mm PU utvendig diameter, og en 6000 kjerne (10 x 26 x 8 mm) er ofte overstøpt til 30 eller 35 mm. Disse dimensjonene er ikke kosmetiske. Forholdet mellom ytre diameter av PU og ytre diameter av stål endrer rullemotstand, varmeoppbygging og belastningsfordeling, så det bør velges for den faktiske arbeidstilstanden i stedet for å kopieres fra et lignende produkt.

Hvorfor polyuretan er det foretrukne materialet for belagte lagre

Polyuretan er spesifisert i belagte lagre når applikasjonen trenger en kombinasjon av slitestyrke, demping og lastekapasitet som enkeltmaterialer ikke gir. Tabellen nedenfor sammenligner den relative glide-slitasjemotstanden til vanlige polymermaterialer, med en 85 Shore A termoplastisk polyuretan referert til som 100.

Naturgummi er mer elastisk enn PU, men slites omtrent tre ganger raskere ved kontinuerlig glidekontakt. Nylon motstår slitasje godt, men er stiv, så den overfører støy og vibrasjoner i stedet for å absorbere dem. PVC er økonomisk, men svakt under dynamisk belastning og lavtemperaturpåvirkning. Polyuretan dekker det bredeste driftsområdet: fra omtrent 70 Shore A for stillegående, lavkraftsoppgaver til 95 Shore A for bruksområder som trenger en hard, dimensjonsstabil slitebane med en grad av elastisitet.

Den andre fordelen er kontakttrykkstyring. Når et hardt stållager kjører direkte på et tynt metallspor, er kontaktområdet lite og lokalt trykk kan være ekstremt høyt, noe som markerer sporet og genererer støy. PU-slitebanen øker kontaktflaten, slik at det samme lageret kan kjøre på lakkert stål, eloksert aluminium eller polymerbaner uten å skade motoverflaten. Kjøpere velger ofte PU-dekkede lagre, ikke fordi selve lageret ville svikte, men fordi et bart stållager ødelegger sporet eller gjør produktet for høyt til å selges.

Ytelsesegenskaper og driftsgrenser

Driftskonvolutten til et PU-lager kommer ned til fire tall: hardhet, belastning, temperatur og hastighet. De samhandler, så å endre en skifter vanligvis de andre. En hardere slitebane kan tåle mer belastning, men overfører mer vibrasjoner. En mykere slitebane er roligere, men avleder mer og bygger opp mer varme ved høy hastighet. Verdiene nedenfor er typiske for standard støpt polyuretan på en dypsporkulelagerkjerne.

Hardhet er den første spesifikasjonen som skal fikses. Utvalget fra 70 til 80 Shore A passer til møbelruller og skyvedører, der grep, stillhet og toleranse for mindre skjevheter betyr noe. Båndet fra 80 til 90 Shore A er den generelle sonen for transportørruller og styrehjul, som balanserer avbøyning mot slitasjelevetid. Området fra 92 til 95 Shore A er for tunge hjul, klemruller og høylastoverføringsseksjoner, hvor slitebanen må holde formen og motstå skjæring eller riving.

Temperaturen er begrenset av PU-blandingen, ikke av stållageret. Standard polyuretan går kontinuerlig fra -20 grader C til 80 grader C. Korte avvik til 110 grader C tåles i de fleste formuleringer, men langvarig varme herder slitebanen, akselererer sprekking og svekker bindingen til ringen. Hvis applikasjonen involverer damprengjøring, varmt vann eller kontinuerlig strålevarme, bør designet bruke en varmestabil kvalitet eller et ubelagt stållager i den sonen.

Hastigheten begrenses også av slitebanen. PU-laget øker den effektive rullediameteren og legger til sentrifugalspenning, slik at et belagt lager ikke kan kjøre med samme rotasjonshastighet som den ubelagte kjernen. Som en praktisk regel, hold overflatehastigheten under ca. 2 m/s for myke tråkker og under 5 m/s for harde tråkker, mål deretter temperaturstigningen de første driftstimene. Hvis det tidsbaserte hastighetskravet er dominerende, for eksempel en motor med lageret montert direkte på akselen, må slitebanetykkelsen reduseres eller kjerneinnvendige klaring og fett spesifiseres for faktisk turtall.

Standardkonfigurasjoner, slitebaneprofiler og alternativer

PU-dekkede lagre produseres i flere geometriske former. En flat sylindrisk slitebane er standarden for rette ruller og transporthjul. En slitebane med V-spor sentrerer lageret på V-skinner og holder sammenstillingen på linje uten ekstra styreflenser. U-spor eller konkave profiler løper på runde rør og trådføringer. Kronede slitebaneformer håndterer vinkelfeil mellom tilstøtende ruller og reduserer kantbelastning. Profilen er maskinert inn i formen, så endring fra flat til rillet endrer ikke kjernelager, pris eller leveringstid nevneverdig.

• Flat sylindrisk profil: rette ruller, overføringsbord, transporthjul
• V-sporprofil: V-skinner, traller, skyvedørshengere
• U-sporprofil: runde rørføringer, trådføringer, lette trinsesystemer
• Kronet profil: selvsentrerende valser, feiljusteringskompensasjon
• Avfaset kantprofil: kantføringsruller og beltesporing

Farger og materialkvaliteter kan tilpasses uten å endre dimensjoner. Svart PU er den industrielle standarden fordi kjønrøk forbedrer slitasjekonsistensen og UV-motstanden. Oransje og grønne trinn brukes i sikkerhetssoner eller for å identifisere en rullefunksjon på en produksjonslinje. Hvit PU er tilgjengelig for matrelaterte områder hvor fargeoverføring må unngås, selv om formuleringen må kontrolleres mot driftstemperaturen og rengjøringskjemikaliene som brukes.

Tre representative serier fra katalogen viser serien: PU 608-267, et 608-kjernelager med 26 mm PU utvendig diameter og 7 mm bredde; PU 626-268, en serie med 626 kjerner som også tilbys med forlenget stålaksel for direkte valsemontering; og PU 6201-4018, en 6201-kjerneserie med 40 mm PU ytre diameter og 18 mm bredde for tyngre klemruller og overføringsbrett.

PU 608-267 belagt dypsporkulelager for allsidig bruk Dette 608-kjerners lageret med 26 mm PU ytre diameter passer hyppig drift og korrosive miljøer, og tilbyr lav støy og slitestyrke som fremhevet i katalogserien. Se produkt →

PU 626-268 Sort PU dypsporkulelager med utvidet akselalternativ Med et 626-kjerners og svart PU-belegg, motstår denne modellen fuktighet og korrosjon, med en utvidet stålaksel tilgjengelig for direkte valsemontering i overføringssystemer. Se produkt →

PU 6201-4018 Kraftig PU-belagt lager for klemruller Med en ytre diameter på 40 mm PU og 18 mm bredde, takler dette 6201-kjernelageret tyngre belastninger, og reduserer friksjon og støy for industrielle overføringsbrett og maskineri. Se produkt →

Alle disse kan monteres med gummipakninger (RS) eller stålskjold (ZZ) på stålkjernen. Forseglede versjoner anbefales for støvete verksteder, trebearbeidingslinjer, våte områder eller ethvert miljø der fettet inne i kjernen må holde seg rent for å bevare den støysvake oppførselen til enheten.

Der det brukes PU-lager

Bruksområder deles inn i fire grupper: flytting av tunge deler stillegående, føring av produkter langs en bane, kjøring i fuktige eller støvete forhold, og beskyttelse av en kostbar parringsoverflate. I alle tilfeller utfører lageret to jobber samtidig, bærer lasten og håndterer overflatekontakten, og derfor er det spesifisert i stedet for et vanlig stållager.

Hvordan velge riktig PU-lager

Å velge et PU-lager betyr å matche fire variabler samtidig: kjernelagerstørrelse, PU-hardhet, slitebaneprofil og tetningstype. Tabellen nedenfor gir et brukbart utgangspunkt for de vanligste kravene.

Monteringsmetode er neste vurdering. Hvis lageret presses på en stålaksel, styrer boringstoleransen til kjernelageret passformen. Standard kjerner med dype spor er laget etter ISO-toleransesystemer; for PU-rulleenheter anbefaler vi P6-boringstoleranse eller bedre, og akselen bør følge h7-toleranseanbefalingen for den boringen. Under prøvetesting, verifiser følgende sjekkliste:

• Mål PU ytre diameter i tre posisjoner langs bredden; variasjon over 0,15 mm kan forårsake en vingling av rullen.
• Kontroller konsentrisiteten mellom boringen og PU-slitebanen ved å rotere lageret på en dor med måleklokke; utløp over 0,1 mm blir synlig ved hastighet.
• Påfør et dreiemoment mellom slitebanen og ringen for å bekrefte bindekraften.
• Kjør den lastede prototypen med arbeidshastighet og mål ytre ringtemperatur etter 1 time og etter 24 timer. En stabil temperatur betyr at varmebalansen er akseptabel.
• Sjekk støy med en desibelmåler eller en lyttetest ved driftshastighet; PU slitebanen skal ikke skape tonal støy mot sporet.

Produksjon og kvalitetskontroll

PU-lagerkvalitet bestemmes i støpeprosessen. Temperatur, injeksjonstrykk, formens lukkehastighet og herdetid påvirker alle sluttdimensjoner og bindestyrke. Produksjonslinjen vår opererer i henhold til ISO 9001:2015-prosedyrer, med sporbarhet for materialpartier for hver batch av stålkjerner og polyuretanråmateriale. Produksjonsdatterselskapet har GB/T 19001-2016 kvalitetssystemsertifisering, og den årlige kapasiteten for presisjonslagre og festemidler er 30 millioner sett.

Innkommende inspeksjon dekker stålkjernen: borediameter, ytre ringdiameter, radiell klaring, støy og tetningstilstand. Etter støping måles PU slitebanen for ytre diameter, bredde, rundhet og konsentrisitet til boringen. Typiske toleranser er /-0,15 mm på PU utvendig diameter og ikke mer enn 0,1 mm utløp. Hver batch kontrolleres også for slitebanehardhet ved den angitte Shore-verdien, og en destruktiv bindingstest kjøres på en prøve fra hvert formhulrom.

Eksportemballasje forhindrer at slitebanene deformeres under transport. Lagrene plasseres individuelt i brett, deretter eskes og palleteres for sjø- eller luftfrakt, med myke separatorer mellom lagene for å forhindre flat-spotting av PU under lange containerreiser.

Egendefinerte størrelser, farger og monteringsmuligheter

De hyppigste tilpassede forespørslene vi behandler er en spesifikk ytre diameter av PU for å matche et eksisterende sporgap, en bredere eller smalere slitebane, en utvidet indre ring i en eller begge ender, en innpresset stålaksel og en farget slitebane for produktidentifikasjon. Tilpasning krever ikke en ny lagerdesign, fordi kjernen forblir en standard serie med dype spor; bare formgeometrien og formparametrene endres. PU-laget kan også kombineres med et skaft som en enkelt rulleenhet, noe som forenkler monteringen for kunden.

Når ingeniører spesifiserer et polyuretanlager for en ny maskin, er den raskeste ruten å starte med en standardkjerne og justere PU-dimensjonene under prøvefasen. Praktiske råd om sammenligning av materialer, hardhetsgrader og bruksgrenser er dekket i vår veiledning om hvordan velge riktig PU-sporkulelager .

For ikke-standardiserte kjerner, som dobbeltradslagre, rustfrie stålkjerner eller borestørrelser utenfor standardområdet, behandler vi disse som dedikerte prosjekter med egen prøvegodkjenningsprosedyre. Tilpassede ikke-standard presisjonslagre er en egen produktlinje fordi bearbeiding, varmebehandling og inspeksjonstrinn er forskjellige fra standard PU-støping. Å gi en tegning med nødvendig lastretning, monteringsstil og miljøforhold er nok til å starte et tilbud.

Installasjon, vedlikehold og vanlige feil

De fleste PU-lagerfeil er installasjonsrelaterte. Å trykke en dekket rulle på en overdimensjonert aksel, eller hamre på den ytre ringen i stedet for den indre ringen, skader både slitebanen og stålkjernen. Følgende prosedyre dekker de fleste PU-rulleenheter:

1. Rengjør akselen og kontroller diameteren mot boringstoleransen før pressing.
2. Påfør et tynt lag med monteringsolje eller fett på akselen, ikke på slitebanen.
3. Trykk på lageret ved å bruke kraft kun på den indre ringen; for belagte ruller, støtte innerringen med et presseverktøy som ikke berører PU-tråkket.
4. For interferenspasninger, bruk en arborpresse eller en hydraulisk presse med sakte, kontrollert slag. Slå aldri på lageret med en hammer.
5. Etter montering, roter enheten for hånd for å bekrefte fri bevegelse og konsentrisk rotasjon.

Under bruk, se etter tre symptomer: relativ bevegelse mellom slitebanen og ring, flate flekker og støy. Slitebaneseparasjon indikerer vanligvis en overdimensjonert presspasning, en overopphetet driftstilstand eller eksponering for et uforenlig kjemikalie. Flate flekker oppstår når en myk slitebane blir stående under statisk belastning i en lengre periode, eller når valsen drar i stedet for å rotere. Støy kommer nesten alltid fra kjernelageret: når vann eller støv passerer tetningen, brytes fettet ned og lageret blir hørbart selv om slitebanen fortsatt ser riktig ut.

Rengjør PU-dekkede lagre med mild såpe og vann, eller med samme løsemiddel som brukes rundt utstyret, etter å ha verifisert løsningsmiddelkompatibilitet med polyuretan. Ikke bløtlegg lageret i petroleumsbaserte avfettingsmidler over lengre perioder; de kan plastisere slitebanen og endre hardheten permanent.

Ofte stilte spørsmål

Hva er forskjellen mellom et PU-lager og et gummibelagt lager?

Standard gummibelagte lagre laget av naturgummi, EPDM eller SBR gir høy elastisitet og godt grep, og deres råvarekostnad er lavere. Polyuretan gir omtrent dobbelt så høy slitestyrke, høyere rivestyrke og et bredere hardhetsområde. For en rulle som går kontinuerlig, for eksempel en transportørrulle som bærer slipende emballasje, varer PU vanligvis flere ganger lenger før overflateslitasje endrer løpediameteren. Gummi er fortsatt et godt valg for veldig myke ruller med høyt grep ved svært lav hastighet, men PU dekker de fleste industrielle og møbelapplikasjoner med lengre levetid.

Hvilken Shore-hardhet bør jeg velge?

Bruk 70 til 75 Shore A når lageret går på et skjørt spor, trenger høyt grep, eller må dempe en lett sammenstilling mot vibrasjoner. Bruk 80 til 85 Shore A for universalruller, skyvedører, skuffer og løpehjul. Bruk 90 til 95 Shore A for tung belastning, høye klemkrefter og applikasjoner der dimensjonsstabilitet betyr mer enn støydemping. Når du er i tvil, send last- og hastighetsdata og be om prøver i to hardhetsgrader; den målbare forskjellen i slitasje og rullemotstand vil avgjøre raskt.

Kan et PU-lager brukes i våte eller nedvaskede miljøer?

Standard PU motstår i seg selv fuktighet, vandig vaskemiddel og mange oljer. Det svake punktet er kjernelageret: hvis vann kommer inn i et uforseglet lager, korroderer stålbanene og fettet forringes. Spesifiser RS ​​gummiforseglede versjoner for nedvaskingsmiljøer og kontroller at tetningsleppen ikke stikker utover PU-slitebanen. For kjemisk eksponering, test den spesifikke væsken fordi sterke syrer, varme alkalier og noen løsemidler kan svelle eller myke opp polyuretan-tråkket.

Merker en PU slitebane gulv eller aluminiumsskinner?

En glatt støpt polyuretan-trinn markerer normalt ikke rene gulv eller anodiserte aluminiumsskinner. Merking vises når slitebanen fanger opp harde partikler som sand eller metallspon og presser dem inn i gulvet. For miljøer med fremmedlegemer, bruk en litt hardere slitebane rundt 90 Shore A og hold rullebanen ren; periodisk avtørking av slitebanen forhindrer innleiring av partikler.

Hvilke tilpassede alternativer er tilgjengelige for PU-lagre?

Tilpassede alternativer inkluderer PU ytre diameter, slitebanebredde, slitebaneprofil, slitebanefarge, borestørrelse, utvidet indre ring og et innpresset skaft. Minimumsbestillingsmengder starter vanligvis på 500 til 1000 stykker per størrelse for standard tilpassede farger, og utviklingsprøver kan lages med selve formen. Ikke-standard kjernedesign som dobbeltradslagre eller rustfrie stålkjerner er tilgjengelige for spesielle prosjekter og er sitert separat etter gjennomgang av tegningen.

Hvor lenge varer et PU-lager?

Levetiden bestemmes av kjernelageret når slitebanen er riktig valgt. En forseglet kjerne med dype spor under normal belastning kan gå i tusenvis av timer. PU slitebanen bør inspiseres for flate flekker, sprekker og diameterreduksjon. I transportbåndsapplikasjoner med en 80 til 85 Shore A slitebane ved moderat hastighet, varer slitebanen vanligvis lengre enn vedlikeholdsintervallet til utstyret. Den mest pålitelige måten å beregne levetid på er en prototypetest på det faktiske sporet ditt, med målt slitebanediameter og støy registrert med jevne mellomrom.