Tuleje kompozytowe PTFE czy POM: którą wybrać?
Obie konstrukcje kompozytowe na podłożu stalowym różnią się sposobem smarowania powierzchni ślizgowej. Kompozyt PTFE pracuje na sucho; kompozyt POM pracuje na porcji smaru nałożonej przy montażu i zatrzymanej w kieszeniach. O ostatecznym wyborze decydują ponadto obciążenie, prędkość, temperatura, rodzaj ruchu, wał i luz po montażu – sama nazwa polimeru nie przesądza o zamienności.
Kompozyt PTFE (JBM-10) wybiera się, gdy przegub ma pracować bez smaru, a wał nadaje się do ślizgania na sucho; kompozyt POM (JBM-20) – gdy smar można nałożyć przy montażu, a przegub pracuje pod udarami, obciążeniem krawędziowym lub większym obciążeniem przy małej prędkości.
- Kompozyt PTFE JBM-10: na sucho, 60 N/mm² dynamicznie / 250 statycznie, 2 m/s, pV 1,8, od −195 do +280 °C
- Kompozyt POM JBM-20: smarowany przy montażu, 60 N/mm² w ruchu wahadłowym na smarze z kieszeni, 140 N/mm² w oleju / 250 statycznie, 2,5 m/s, pV 2,8 na sucho / 22 w oleju, od −40 do +130 °C
- Żaden z polimerów nie wygrywa we wszystkich warunkach; porównuje się gotowe łożysko przy zadeklarowanym smarowaniu
- Ta sama seria wymiarowa ISO 3547; bez sprawdzenia sposobu smarowania tuleje nie są zamienne
Co to jest tuleja kompozytowa PTFE?
Tuleja kompozytowa PTFE ma powierzchnię ślizgową na bazie PTFE osadzoną na nośnym podłożu. W JBM-10 stalowy korpus podtrzymuje porowatą warstwę pośrednią z brązu i warstwę PTFE; powierzchnię ślizgową dobiera się do pracy na sucho w ruchu obrotowym, wahadłowym lub liniowym. Wał pozostaje częścią węzła łożyskowego: chropowatość, twardość, współosiowość i stan krawędzi decydują o powstaniu filmu PTFE na wale i o zużyciu.
Co to jest tuleja kompozytowa POM?
Tuleja kompozytowa POM ma warstwę ślizgową z poliacetalu z kieszeniami, którą smaruje się przy montażu. W JBM-20 na stalowym korpusie leży porowata warstwa pośrednia z brązu i warstwa POM; równomiernie rozmieszczone kieszenie zatrzymują pierwszą porcję smaru i rozprowadzają ją po powierzchni styku. Ten mechanizm odpowiada ruchowi wahadłowemu i wolnoobrotowemu. Nie należy traktować tej konstrukcji jak łożyska do nieograniczonej pracy na sucho.
Jak wypada porównanie tulei PTFE i POM?
Warstwa ślizgowa zmienia sposób smarowania, rodzaj ruchu, dla którego konstrukcja jest przewidziana, zakres temperatur i założenia dotyczące obsługi.
| Kryterium doboru | Kompozyt PTFE · JBM-10 | Kompozyt POM · JBM-20 |
|---|---|---|
| Powierzchnia ślizgowa | Warstwa na bazie PTFE | Warstwa POM z kieszeniami smarowymi |
| Smarowanie przy montażu | Praca na sucho; środek smarny tylko wtedy, gdy dopuszczają to produkt i zastosowanie | Smar wymagany przy montażu |
| Zatrzymywanie smaru | Standardowa powierzchnia ślizgowa bez kieszeni | Kieszenie zatrzymują smar i rozprowadzają go po powierzchni styku |
| Obciążenie dynamiczne | 60 N/mm² | 60 N/mm² w ruchu wahadłowym na smarze z kieszeni; 140 N/mm² w oleju |
| Obciążenie statyczne | 250 N/mm² | 250 N/mm² |
| Prędkość i pV | 2 m/s; pV 1,8 N/mm²·m/s długotrwale na sucho | 2,5 m/s; pV 2,8 na sucho, 22 w oleju |
| Temperatura | −195 do +280 °C | −40 do +130 °C |
| Udary i obciążenie krawędziowe | Cienka warstwa: wrażliwa | Grubsza, bardziej odporna warstwa: znosi je lepiej |
| Przewidziany rodzaj ruchu | Ruch obrotowy, wahadłowy lub liniowy na sucho | Ruch wahadłowy i wolnoobrotowy przy smarowaniu granicznym |
| Wymiary | Tuleje cylindryczne Ø6–300 mm; kołnierzowe, podkładki, taśma | Tuleje zwijane ze stykiem Ø10–280 mm; kołnierzowe, podkładki, półpanewki |
| Częsty błąd | Nazywanie każdego łożyska kompozytowego PTFE bezobsługowym | Założenie, że warstwa POM z kieszeniami jest przewidziana do nieograniczonej pracy na sucho |
Kiedy wybrać tuleję kompozytową PTFE?
PTFE wybiera się wtedy, gdy ograniczeniem konstrukcyjnym jest brak okresowego smarowania, a wał nadaje się do ślizgania na sucho: gdy smar nie ma jak dotrzeć do przegubu, zanieczyściłby proces (przemysł spożywczy, tekstylny, opakowaniowy) albo został celowo wykluczony z zespołu, a także gdy temperatura wykracza poza zakres POM. Warunki pracy liczy się jako jeden układ: obciążenie, prędkość ślizgania, rodzaj ruchu, rozruchy, zatrzymania i temperatura wpływają na siebie, a punktu pracy nie wolno składać z osobnych maksimów katalogowych. Warstwie trzeba dać odpowiedni wał, a formę łożyska dopasować do drogi obciążenia – tuleja cylindryczna, kołnierz, podkładka oporowa i taśma wykonują różne zadania.
Czy tuleje kompozytowe POM wymagają smarowania?
Tak, w przypadku JBM-20. Smar należy do montażu: przed wtłoczeniem całą powierzchnię ślizgową pokrywa się odpowiednim środkiem smarnym. Konstrukcji sprzyja krótki, powtarzalny ruch, bo zmagazynowany smar pozostaje użyteczny tam, gdzie ruch wahadłowy lub wolnoobrotowy wciąż przechodzi po tym samym obszarze. Otwór roboczy powstaje przez wtłoczenie; dla wybranego wymiaru obowiązują aktualne dane JBM-20 dotyczące obudowy, wału i tolerancji. Trzeba przewidzieć zabrudzenia i obsługę: uszczelnienie, zanieczyszczenia i stan smaru mogą stać się ograniczeniem nawet przy prawidłowo dobranej warstwie polimeru. Tam, gdzie jest olej, JBM-20 przenosi 140 N/mm² przy pV 22 – znacznie więcej niż PTFE – i dlatego jest kompozytem do skrzyń biegów, zawiasów i dźwigni w pojazdach ciężkich.
Który materiał lepiej znosi obciążenie, prędkość i temperaturę?
Żaden z polimerów nie wygrywa we wszystkich warunkach. PTFE ma szerszy zakres temperatur i pracuje na sucho; POM przenosi w oleju większe obciążenie i znosi udary. Właściwości samych żywic PTFE i POM nie opisują gotowego łożyska: podłoże, warstwa pośrednia, skład warstwy ślizgowej, rodzaj ruchu, wał i środek smarny zmieniają wynik. Nie należy składać osobnych maksimów katalogowych w jeden punkt pracy, a wartość opublikowana dla tulei cylindrycznej nie przenosi się automatycznie na kołnierz ani podkładkę oporową.
Jeśli żaden z mechanizmów kompozytowych nie pasuje, zamiast wymuszać wybór materiału lepiej przejść na konstrukcję metalową: brąz lub bimetal, gdy przegub ma pewne zasilanie smarem lub olejem, wymaga określonego stopu łożyskowego albo obrabianych rowków i otworów smarowych; brąz z wkładkami grafitowymi do pracy na sucho powyżej granicy obciążenia PTFE przy bardzo małej prędkości.
Czy tuleje PTFE i POM są zamienne?
Nie na podstawie samych wymiarów ani nazwy polimeru. Zmiana warstwy ślizgowej zmienia też sposób smarowania i założenia dotyczące pracy. Przed zamianą trzeba dopasować średnicę wewnętrzną, zewnętrzną, długość, ściankę, formę, luz po montażu i wał, a następnie porównać rodzaj ruchu, dostęp środka smarnego, zabrudzenia i temperaturę dla pełnych warunków pracy. Zamiennik o tych samych wymiarach może okazać się błędny, jeśli pierwotny przegub zaprojektowano do pracy na sucho, a proponowana część POM wymaga smaru przy montażu.
Najczęściej zadawane pytania
Co ma niższe tarcie: PTFE czy POM?
PTFE na sucho (0,02–0,20) ma zwykle niższe tarcie niż POM na sucho, ale współczynnik zmienia się z warstwą ślizgową, obciążeniem, prędkością, środkiem smarnym, wałem, temperaturą i stanem pracy; smarowany POM pracuje przy 0,05–0,25.
Czy tuleja kompozytowa POM wymaga smarowania?
Tak, w przypadku JBM-20. Smar nakłada się przy montażu; zatrzymują go kieszenie w powierzchni ślizgowej.
Czy tuleja POM może pracować na sucho?
JBM-20 nie należy traktować jak łożyska do nieograniczonej pracy na sucho. Jest zaprojektowana do pracy wstępnie nasmarowanej, w warunkach smarowania granicznego na smarze z kieszeni.
Czy PTFE jest zawsze bardziej odporny na zużycie niż POM?
Nie. Zużycie zależy od całego węzła łożyskowego: rodzaju ruchu, obciążenia, wału, temperatury, zabrudzeń i smarowania. Pod udarami i obciążeniem krawędziowym zwykle dłużej wytrzymuje POM; na sucho i w wysokiej temperaturze – PTFE.
Czy SF-1 i SF-2 to gatunki materiału?
To oznaczenia handlowe kojarzone z konstrukcjami na podłożu stalowym z warstwą PTFE (SF-1) i POM (SF-2). Nie dowodzą konkretnego materiału JBM, tolerancji ani zamienności.
Najpierw rzeczywisty sposób smarowania, dopiero potem materiał.
Prosimy o obciążenie, rodzaj ruchu, temperaturę, smarowanie i wymiary; odpowiadamy wskazaniem pasującej konstrukcji kompozytowej (lub metalowej) wraz z uzasadnieniem. Próbki są bezpłatne.
Odpowiedź na zapytanie: 12 h · Bezpłatne próbki · Bez minimum zamówienia