Poliuretanowe paski rozrządu: przemysłowy przewodnik doboru dla linii dużych prędkości

Na linii zgrzewania formującego pracującej z szybkością 120 cykli na minutę pasek rozrządu rzadko jest najdroższą pozycją na liście materiałów, ale często jest to część wstrzymująca produkcję. Kiedy na tej linii obsługiwane są kartony, folia i lekko nasmarowane łańcuchy, wybór pomiędzy poliuretanowym a gumowym paskiem rozrządu zwykle decyduje o tym, jak często zespół konserwacyjny wraca do tego samego koła pasowego.

Najpierw krótka odpowiedź. Poliuretanowe paski rozrządu są lepszym rozwiązaniem w przypadku napędów pozycjonujących o dużej prędkości, które pracują czysto, są narażone na mgłę olejową lub płyn chłodzący i muszą utrzymywać długość paska pomiędzy okresami serwisowymi. Gumowe paski rozrządu pozostają lepszym rozwiązaniem, gdy napęd nagrzewa się, wytrzymuje duże obciążenia udarowe lub znajduje się w gorącym, wilgotnym powietrzu, gdzie hydroliza atakuje poliuretan. Większość zakładów potrzebuje obu, a najszybszym sposobem wyboru jest porównanie rzeczywistych warunków pracy z małym zestawem mierzalnych właściwości, a nie z ogólnymi preferencjami materiałowymi.

Z czego wykonany jest poliuretanowy pasek rozrządu

Poliuretanowy pasek rozrządu jest formowany jako jeden element. Korpus wykonany jest z termoplastycznego poliuretanu, zwykle o grubości od 85 do 95 Shore A, a rozciągliwy kord jest współwytłaczany wewnątrz korpusu, zamiast być łączony w drugiej operacji. Ponieważ zęby są formowane, a nie wycinane, boki zębów pozostają gładkie, a podziałka paska utrzymuje się na całej długości, co pozwala napędowi powtarzać cykl pozycjonowania tysiące razy na zmianę.

Przewód przenosi obciążenie. Linka ze stali ocynkowanej jest standardem w napędach o wysokim momencie obrotowym, ponieważ bardzo mało się rozciąga i utrzymuje napięcie; przewód ze stali nierdzewnej pojawia się tam, gdzie czynnikiem jest zmywanie lub korozja; Kord aramidowy wybiera się, gdy waga i zmęczenie przy zginaniu mają większe znaczenie niż absolutna sztywność. Wybór sznurka, a nie kolor paska, zwykle stanowi prawdziwą różnicę między dwoma paskami, które mają ten sam profil zębów i są dostępne w tym samym przedziale cenowym.

Profile są zgodne ze zwykłymi rodzinami międzynarodowymi: T5, T10, AT5 i AT10, a także rodziną HTD w skokach 3M, 5M, 8M i 14M. Wymiary te są publikowane w normach dotyczących napędów pasowych, dlatego prawidłowo dobrany pasek powinien być wymieniany między producentami bez konieczności ponownej obróbki kół pasowych. Pas PU może być dostarczony otwarty do łączenia na miejscu lub jako pas spawany bez końca ze stałą odległością środkową.

Pas synchroniczny PU Produkty Polecane Zobacz produkt →

Gdzie najlepiej pasują poliuretanowe paski rozrządu

Pasy PU często pojawiają się w tej samej grupie maszyn, ponieważ maszyny te mają tę samą kombinację prędkości, czystości i narażenia chemicznego.

• Urządzenia do pakowania i zgrzewania formującego, w których taśma napędza szczęki podające folię i zgrzewające z dużą szybkością cykli.
• Linie do drukowania, etykietowania i wykańczania, gdzie dokładność pasowania i niski poziom pyłu mają większe znaczenie niż wydajność momentu obrotowego.
• Obsługa ogniw fotowoltaicznych i akumulatorowych, w których kontrolowane jest wytwarzanie cząstek, a taśma pracuje w suchym środowisku.
• Logistyczne systemy sortowania i krzyżowo-taśmowe, w których setki taśm muszą zachowywać się identycznie przez lata cykli start-stop.
• Maszyny do drutu i kabli, w których napędy ciągnące i skręcające znajdują się w pobliżu smarów i drobnych cząstek metalowych.
• Przetwórstwo żywności i lekki transport, gdzie chemia zmywania wyklucza użycie niezabezpieczonej gumy.

Temperatura: pierwsza liczba do sprawdzenia

Poziome słupki powyżej pokazują, ile ciągłego ciepła może normalnie pochłonąć każdy elastomer, zanim przyspieszy starzenie. Poliuretan wytrzymuje temperaturę w pobliżu 80 stopni C, czyli poniżej 100 stopni C typowych dla kauczuku nitrylowego lub HNBR i znacznie poniżej silikonu. Ta pojedyncza liczba wyjaśnia, dlaczego pasek PU zamontowany w pobliżu gorącego bębna suszarki lub podgrzewanej płyty dociskowej ma tendencję do twardnienia, glazury i pękania w ciągu kilku miesięcy, mimo że ten sam pas wytrzymuje lata przy chłodnym napędzie. Wyjaśnia również, dlaczego paski PU są tak powszechne w napędach pracujących w temperaturze otoczenia, ale z dużą prędkością, gdzie ciepło pochodzi z wewnętrznego zginania, a nie z otoczenia. Z reguły jeśli zmierzona temperatura powietrza wokół paska PU utrzymuje się poniżej 60 stopni C, materiał jest wygodny; w temperaturze od 60 do 80 stopni C żywotność ulega skróceniu i pasek należy sprawdzać przy każdym serwisie; powyżej 80 stopni C, zamiast tego należy wybrać gumę lub silikon. Zmierz temperaturę po tym, jak maszyna pracowała przy pełnym obciążeniu przez co najmniej godzinę, ponieważ odczyt zimnego startu zawsze jest mylący.

Dlaczego paski zawodzą: wyrównanie jest ważniejsze od materiału

Wykres kolumnowy pokazuje, dlaczego wymiana paska gumowego na poliuretanowy rzadko pozwala na naprawę uszkodzonego napędu. Niewspółosiowość jest największą pojedynczą przyczyną i powoduje uszkodzenie paska PU nawet szybciej niż paska gumowego, ponieważ sztywniejszy kord koncentruje obciążenie na jednej krawędzi zęba. Następnym krokiem jest nadmierne napięcie, które jest najczęściej popełnianym błędem podczas szybkiej naprawy, ponieważ pasek, który wydaje się napięty ręcznie, zwykle jest już zbyt napięty według standardów konstrukcyjnych. Następują zużyte koła pasowe, a klasycznym znakiem jest pasek, który wytrzymuje kilka tygodni, a następnie ściera zęby, podczas gdy koła pasowe wyglądają akceptowalnie dla oka. Agresja chemiczna ma mniejszy, ale bardzo przewidywalny udział i prawie zawsze dotyczy paska poliuretanowego znajdującego się w gorącym, wilgotnym powietrzu lub w kontakcie z określonym płynem obróbczym. Praktyczna lekcja polega na sprawdzeniu współosiowości wału z dokładnością do około 0,5 mm, sprawdzeniu bicia koła pasowego i zużycia rowków przed zamontowaniem czegokolwiek nowego oraz ponownym naprężeniu napędu zgodnie z wartościami dostawcy, a nie na wyczucie.

Wydłużenie i ponowne naprężenie w okresie użytkowania

Dwie krzywe pokazują, jak różnie przystosowują się obie rodziny pasów do eksploatacji. Pasek gumowy rozciąga się szybko w ciągu pierwszych kilkuset godzin, a następnie zaczyna się pełzać, dlatego w harmonogramach konserwacji zwykle zaleca się kontrolę ponownego naprężenia po pierwszym tygodniu i ponownie po pierwszym miesiącu. Pas poliuretanowy z kordem stalowym zajmuje znacznie mniejsze odkształcenie początkowe, a następnie pozostaje prawie płaski, dzięki czemu napęd utrzymuje odległość środkową, a dokładność położenia osi nie dryfuje. Ta stabilność jest głównym powodem, dla którego wybiera się pasy PU w ​​napędach indeksujących i rejestrujących, gdzie zmiana długości paska o 0,5 mm jest widocznym błędem w druku. Wadą jest to, że pasek PU ma mniejszą tolerancję na błąd, ponieważ po nadmiernym naprężeniu pozostaje bardzo mało rozciągnięcia, aby cicho zamortyzować błąd. Jeśli wydłużenie paska PU przekracza około 0,8 procent długości nominalnej lub jeśli pasek może ugiąć się znacznie poza wartościami podanymi przez dostawcę, należy go wymienić, zamiast ponownie naprężać.

Poliuretan kontra guma, właściwość po właściwości

Wykres radarowy przedstawia oba materiały obok siebie w oparciu o sześć właściwości decydujących o większości zastosowań przemysłowych. Pomarańczowy kształt zapewnia największą odporność na ścieranie, oleje i chemikalia, niski poziom hałasu i stabilność długości, co odpowiada doświadczeniu praktycznemu w zakresie pasów PU na liniach pakujących, poligraficznych i czystych. Niebieski kształt sięga najdalej w stronę tolerancji cieplnej i odporności na hydrolizę, dlatego gumowe pasy sprawdzają się w piecach do utwardzania, wilgotnych obszarach mycia i starszych maszynach z dużymi średnicami kół pasowych. W przypadku nakładania się tych dwóch kształtów o wyborze decyduje zazwyczaj koszt paska w stosunku do kosztu ogranicznika, a nie sam materiał. Przydatnym nawykiem jest czytanie wykresu od środka: dowolna oś, w przypadku której wynik napędu jest niższy niż trzy punkty, będzie dominować w historii awarii, niezależnie od tego, z czego wykonany jest pasek. Warto również pamiętać, że pasy PU pracują ciszej i czyściej, co ma znaczenie w obszarach spożywczych, medycznych i elektronicznych, gdzie pył czarnej gumy jest w ogóle nie do przyjęcia. Jeśli napęd jest słaby zarówno pod względem ciepła, jak i hydrolizy, żaden z materiałów nie jest idealnym rozwiązaniem i należy sprawdzić sam układ napędu.

Dopasowanie paska do koła pasowego

Pasek to tylko połowa napędu. Kształt zębów koła pasowego, zużycie i bicie rowków wyznaczają granice wydajności każdego poliuretanowego paska rozrządu, a inspektorzy regularnie znajdują koła pasowe, których rowki poszerzyły się o ponad 0,2 mm po kilku latach pracy ze ścieraniem. Zużyte koło pasowe pozwala na głębsze osadzenie paska w rowku, zmienia podziałkę efektywną i przyspiesza ścinanie zębów w miejscu, w którym pasek wchodzi w zazębienie. Sprawdź także kołnierze, ponieważ wygięty kołnierz wprowadzi pasek w ściankę boczną i spowoduje postrzępienie krawędzi, które często jest winą samego paska. W przypadku szybkich napędów indeksujących ustaw wyrównanie wałów w granicach około 0,5 mm i niewspółosiowość równoległą w granicach około 0,1 stopnia na 100 mm odległości środkowej. Jeżeli taśma ma otwartą długość, jakość połączenia decyduje o trwałości taśmy, dlatego połączenie musi być kwadratowe, czyste i utwardzone dokładnie zgodnie z instrukcjami dostawcy.

Synchroniczne koło pasowe Zakres zastosowania: Zobacz produkt →

Kiedy guma nadal ma większy sens

Guma nie jest przestarzałą opcją. W napędzie, który pracuje w temperaturze powyżej 80 stopni C, jest narażony na powtarzające się obciążenia udarowe spowodowane zacięciem lub pracuje w gorącym, wilgotnym powietrzu przez większą część zmiany, gumowy pasek rozrządu zwykle wytrzyma dłużej niż pasek poliuretanowy, a jego wymiana jest tańsza. Guma toleruje również większe koła pasowe, większe niewspółosiowość i bardziej szorstkie praktyki napinania, co jest odpowiednie dla starszych maszyn i napędów utrzymywanych w terenie. Tam, gdzie zakład ma już na stanie jedną rodzinę pasów, a historia awarii jest akceptowalna, zmiana materiału wyłącznie w celu uzyskania niewielkiej przewagi technicznej często zwiększa ryzyko, zamiast je usuwać. Rozsądnym podejściem jest zapewnienie dostępności obu rodzin, stosowanie PU tam, gdzie dokładność i czystość się opłacają, oraz używanie gumy tam, gdzie dominują warunki związane z wysoką temperaturą i nadużyciem.

Gumowy pas synchroniczny Produkty Polecane Zobacz produkt →

Lista kontrolna specyfikacji przed złożeniem zamówienia

1. Zapisz dokładną odległość od środka i potwierdź kod długości paska, w tym informację, czy wymagany jest pas bez końca, czy o długości otwartej.
2. Zmierz stałą temperaturę powietrza wokół paska po godzinie przy pełnym obciążeniu, a następnie porównaj ją z sufitem materiałowym.
3. Sprawdź profil zębów i podziałkę na kole pasowym, a nie tylko na starym pasku, bo po naprawie te dwa mogą się nie zgadzać.
4. Przed zamontowaniem nowych pasków sprawdź zużycie rowka koła pasowego, stan kołnierza, ustawienie wału i bicie.
5. Zwróć uwagę na mgłę olejową, płyn obróbkowy, ozon, promieniowanie UV lub parę w pobliżu napędu, ponieważ każdy z nich wyklucza pewne związki.
6. Zapytaj o rodzaj linki na piśmie, ponieważ dwa paski o tym samym profilu mogą różnić się kilkukrotnie sztywnością.

Poliuretanowy pasek rozrządu nie jest uniwersalnym ulepszeniem i traktowanie go w ten sposób powoduje, że zakłady wymieniają paski co kilka miesięcy. Skorzystaj z wykresu temperatury, aby sprawdzić napęd, wykresu kolumnowego awarii, aby naprawić maszynę przed przypisaniem winy do materiału, krzywych wydłużenia, aby ustalić realistyczny harmonogram naprężania, oraz wykresu radarowego, aby porównać właściwości dwóch materiałów, które faktycznie decydują o żywotności. Gdy napęd będzie działał chłodno, czysto i szybko, PU zachowa swoją długość i dokładność przez lata. Kiedy jest gorąco, wilgotno i szorstko, guma wciąż zasługuje na swoje miejsce. Wybór między nimi na podstawie zmierzonych warunków, a nie przyzwyczajenia, to różnica między paskiem, który jest materiałem eksploatacyjnym, a paskiem, który stanowi powtarzający się problem.