Что такое втулка DU?
DU — торговое название, сделавшее втулку с PTFE на стальной основе знаменитой; до сих пор именно этим словом большинство инженеров называет весь тип, а в русскоязычной практике её же зовут металлофторопластовой. В этой заметке — что у неё внутри, что она способна нести, где применяется, чем отличается от втулки DX и как заказать аналог из серии JBM-10 Bushing MFG.
Втулка DU — тонкостенный самосмазывающийся подшипник скольжения из трёх соединённых слоёв: стальной основы для прочности, слоя спечённой пористой бронзы для отвода тепла и сцепления и рабочего слоя на основе PTFE толщиной 0,01–0,03 мм, который и обеспечивает смазку. Она работает всухую, не требует обслуживания и миллионами применяется в гидроцилиндрах, автокомпонентах, насосах и машинах — везде, где медленно вращающийся или качающийся вал нужно опереть без консистентной смазки.
- Конструкция: основа из низкоуглеродистой стали (около 0,7–2,0 мм), спечённая бронза 0,2–0,35 мм, PTFE с наполнителями 0,01–0,03 мм.
- Характеристики (основная серия JBM-10): 250 Н/мм² статически; 60 Н/мм² при вращении; pV всухую 1,8 Н/мм²·м/с длительно, 3,6 кратковременно; 2 м/с всухую; от −195 до +280 °C; трение 0,02–0,20.
- Формы: цилиндрические (свёртные, со стыком), фланцевые, упорные шайбы и лента; стандартные метрические размеры по ISO 3547, дюймовые — по чертежу.
- DU — зарегистрированная торговая марка (изначально Glacier, сейчас GGB). Общие названия — втулка с PTFE на стальной основе, композитная втулка с PTFE, металлофторопластовая втулка, SF-1; аналог Bushing MFG — JBM-10.
Как устроена втулка DU
Втулка начинается с ленты. Ленту из низкоуглеродистой стали омедняют и напекают на неё слой бронзового порошка — получается пористая матрица толщиной около 0,2–0,35 мм. Смесь PTFE с наполнителями — свинцом в исходной DU либо бессвинцовыми добавками (графит, MoS₂, полимерные волокна, керамика) в современных марках — вкатывают в поры и поверх них, так что бронза оказывается пропитанной и покрытой тонкой кожицей PTFE. Затем ленту режут, сворачивают в цилиндр со стыком встык или в замок и калибруют. По шву втулку типа DU и отличают от точёной.
У каждого слоя своя задача. Сталь даёт тонкой стенке прочность, а посадке с натягом — хват; поскольку втулка тонка и принимает форму корпуса, её допуск на отверстие задаётся после запрессовки в корпус H7. Бронза отводит тепло трения от PTFE, механически удерживает его и служит индикатором износа: когда проступила бронза, втулка отработала. Слой PTFE — собственно подшипник. В первые же ходы он переносит на вал молекулярную плёнку, после чего вал работает по PTFE на PTFE с коэффициентом трения вплоть до 0,02.
Что способна нести втулка DU
Слой PTFE тонок, поэтому втулка прочна под нагрузкой, но материала на износ у неё немного. Именно поэтому втулки типа DU нормируются по pV — произведению удельной нагрузки и скорости скольжения: плёнка изнашивается пропорционально работе, совершённой на поверхности. Ниже — каталожные характеристики основной серии JBM-10 Bushing MFG, конструктивно совпадающей с типом DU; отдельные размеры и марки подтверждаются при подготовке КП.
Характеристики JBM-10 (тип DU)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Максимальная статическая нагрузка | 250 Н/мм² |
| Максимальная нагрузка, малая скорость / качание | 140 Н/мм² |
| Максимальная нагрузка при вращении | 60 Н/мм² |
| Максимальный pV всухую, длительно | 1,8 Н/мм²·м/с |
| Максимальный pV всухую, кратковременно | 3,6 Н/мм²·м/с |
| Максимальная скорость скольжения всухую | 2 м/с |
| Максимальная скорость скольжения в масле | > 3 м/с |
| Диапазон температур | от −195 до +280 °C |
| Коэффициент трения | 0,02–0,20 |
| Теплопроводность | 42 Вт/(м·К) |
| Коэффициент линейного расширения | 11 × 10⁻⁶ /К |
Нагрузка, скорость, pV и температура — отдельные пределы, одновременно недостижимые. Вал: для наибольшего ресурса закалённый и шлифованный, Ra 0,2–0,4 мкм.
Где применяются втулки DU
Везде, где вал движется медленно или качается, где его нельзя шприцевать и где втулка должна быть дешёвой и тонкой.
- Гидроцилиндры: втулки проушин штока и вилок, направляющие кольца буксы.
- Автомобили: поворотные кулаки и рулевые колонки, педальные узлы, механизмы сидений, штоки амортизаторов, петли дверей, коробки передач.
- Шестерённые насосы и гидромоторы: втулки за шестернями, работающие в перекачиваемом масле.
- Рычажные механизмы сельскохозяйственной, строительной и подъёмно-транспортной техники, где точки смазки нежелательны.
- Текстильное, упаковочное, полиграфическое и пищевое оборудование: всухую, чисто, тихо.
- Офисная мебель, тренажёры, бытовая техника, клапаны и заслонки.
Втулки DU или DX
DX (общее название — композит с POM, или SF-2) использует ту же основу из стали и бронзы, но рабочий слой из POM (полиацеталя) толщиной около 0,3–0,5 мм со смазочными карманами на поверхности. Она рассчитана на работу с консистентной смазкой: карманы хранят её запас, более толстый слой переносит грязь и кромочную нагрузку, а несущая способность на малой скорости выше. DU — для работы всухую и более высокой скорости; DX — для смазываемых, медленных, грязных, тяжелонагруженных шарниров. Смазывать втулку DU не вредно, но это обесценивает её способность работать всухую; втулка DX всухую быстро изнашивает POM.
| Тип DU (JBM-10) | Тип DX (JBM-20) | |
|---|---|---|
| Рабочий слой | PTFE с наполнителями, 0,01–0,03 мм | POM со смазочными карманами, 0,3–0,5 мм |
| Смазка | Всухую (или масло, вода, технологические жидкости) | Консистентная смазка при сборке, удерживается в карманах |
| Максимальная статическая нагрузка | 250 Н/мм² | 250 Н/мм² |
| Максимальная динамическая нагрузка | 140 Н/мм² на малой скорости; 60 Н/мм² при вращении | 140 Н/мм²; 60 Н/мм² при качании |
| Предел pV | 1,8 Н/мм²·м/с всухую длительно; 3,6 кратковременно | 2,8 Н/мм²·м/с всухую; 22 в масле |
| Максимальная скорость | 2 м/с всухую; > 3 м/с в масле | 2,5 м/с в масле |
| Коэффициент трения | 0,02–0,20 | 0,05–0,25 |
| Температура | от −195 до +280 °C | от −40 до +130 °C |
| Стойкость к грязи | Умеренная | Хорошая; карманы улавливают частицы |
| Стандартный ряд валов | Метрический ряд ISO 3547 (см. таблицу размеров) | 10–280 мм |
| Типичное применение | Гидравлика, автокомпоненты, насосы, сухие механизмы | Шарниры строительной и сельхозтехники, смазываемые рычажные механизмы |
Как заказать втулку типа DU
Метрические втулки типа DU по размерам следуют ISO 3547: втулка обозначается как внутренний диаметр × наружный диаметр × длина, например 20 × 23 × 20 для вала 20 мм при стенке 1,5 мм. Цилиндрические втулки JBM-10 Bushing MFG изготавливаются по метрическому ряду ISO 3547; фланцевые втулки (JBM-10F), упорные шайбы (JBM-10WC) и лента (JBM-10SP) — по собственным каталожным таблицам, дюймовые размеры — по чертежу. При замене существующего номера детали DU пришлите номер и размеры: аналог JBM-10 подтверждается деталь к детали.
Отверстие корпуса выполняйте по H7, вал — под рабочий зазор из таблицы размеров, закалённым и шлифованным там, где важен ресурс. Доступны бессвинцовые рабочие слои; для коррозионной или влажной среды существуют исполнения на бронзовой (JBM-1B) и нержавеющей (JBM-1S) основе.
Укажите в запросе: внутренний диаметр, наружный диаметр, длину, количество, существующий номер детали (если есть), характер движения (вращение или качание), нагрузку, скорость, температуру и условия — всухую, в масле или во влаге.
Часто задаваемые вопросы
Что означает DU?
Это обозначение продукта, а не аббревиатура. DU ввела компания Glacier Metal в 1950-х годах для своего подшипника с PTFE на стальной основе; сегодня это торговая марка GGB. Сам тип обобщённо называют втулкой с PTFE на стальной основе, композитной втулкой с PTFE, металлофторопластовой втулкой или SF-1.
Втулки DU самосмазывающиеся?
Да. Рабочий слой PTFE переносит плёнку на вал, после чего втулка весь срок службы работает всухую. Ни консистентная смазка, ни масло не требуются, хотя масло и технологические жидкости ей не вредят и продлевают ресурс.
Чем отличаются втулки DU и DX?
У DU тонкий слой PTFE, и она работает всухую при скорости до 2 м/с; у DX более толстый слой POM со смазочными карманами, и она рассчитана на смазываемые, медленные, тяжелонагруженные и грязные шарниры. Основа из стали и бронзы одинаковая, различаются рабочий слой и схема смазки.
Сколько служит втулка DU?
Пока слой PTFE не изношен до бронзы, а это зависит от нагрузки, скорости, температуры, чистоты вала и загрязнения. Ресурс рассчитывают по pV: при 1,8 Н/мм²·м/с непрерывно всухую расчётный ресурс — тысячи часов; при кратковременном режиме значительно больше.
Могут ли втулки DU работать в воде или масле?
Да. PTFE химически инертен: втулка работает в масле, гидравлической жидкости, воде и многих технологических жидкостях, а при жидкостной смазке скорость может превышать 3 м/с. Для воды закладывайте исполнение на бронзовой (JBM-1B) или нержавеющей (JBM-1S) основе, чтобы защитить основу от коррозии.
Производит ли Bushing MFG втулки DU?
Мы производим аналогичную конструкцию — JBM-10 — в виде цилиндрических и фланцевых втулок, упорных шайб и ленты по метрическому ряду ISO 3547 и по чертежу, на автоматических линиях в Цзясине. Название DU мы не используем — оно принадлежит GGB; соответствие подтверждается размер за размером по вашему номеру детали.
Заменяете номер детали DU?
Пришлите номер или размеры. Мы подтвердим аналог JBM-10, в течение 12 часов подготовим КП и предоставим бесплатные образцы для ваших испытаний.
Ответ на запрос: 12 h · Бесплатные образцы · Без минимального заказа