PU-lagers: kogellagers met polyurethaancoating - gegevens, selectie en aangepaste constructies

Wat een PU-lager eigenlijk is

Een PU-lager is een samengesteld wentelelement: een standaard diepgroefkogellagerkern, meestal uit de serie 608, 6000, 6200, 626 of 625, met een nauwkeurig gegoten polyurethaan loopvlak vastgelijmd aan de buitenring. De stalen kern draagt ​​radiale en axiale belastingen, definieert de rotatienauwkeurigheid en stelt de snelheidslimiet in. De polyurethaanlaag behandelt de oppervlaktezijde van het werk. Het vervormt onder belasting om het contactvlak breder te maken, dempt trillingen voordat deze het frame bereiken en beschermt de buitenring tegen schurend contact met een rail, baan of rol. Als u een lager met PU-bekleding voor een transportrol, een schuifdeurhanger of een aandrijfwiel specificeert, is de eerste beslissing niet de kleur van het loopvlak of de hardheid. Het is het kernlager, omdat de kern het draagvermogen en de loopnauwkeurigheid regelt.

De kwaliteit van de hechting onderscheidt een duurzaam PU-lager van een kortstondig lager. Een goedkope constructie spant een polymeerhuls over de stalen buitenring; onder radiale belasting kan de huls wegglijden, interne wrijvingswarmte genereren en uit fase met de kern draaien. Ons proces ontvet en fosfateert de buitenring, brengt een hechtingsbevorderaar aan en spuit vervolgens het polyurethaan onder gecontroleerde druk en temperatuur. Na het uitharden wordt elke batch onderworpen aan een torsiebindingscontrole: het loopvlak mag niet op de ring draaien als het gespecificeerde koppel in beide richtingen wordt uitgeoefend. Deze test is een 'pass-or-fail-poort' voordat monsters worden goedgekeurd voor verzending.

Standaard PU-lagerfamilies omvatten boormaten van 4 mm tot 20 mm, met buitendiameters van gegoten polyurethaan die ongeveer 2 mm tot 10 mm groter zijn dan de buitendiameter van de stalen ring. Een 608-kern (8 x 22 x 7 mm) wordt bijvoorbeeld gewoonlijk omgevormd tot een PU-buitendiameter van 26 mm, en een 6000-kern (10 x 26 x 8 mm) wordt vaak omgevormd tot 30 of 35 mm. Deze afmetingen zijn niet cosmetisch. De verhouding tussen de buitendiameter van PU en de buitendiameter van staal verandert de rolweerstand, de warmteopbouw en de belastingsverdeling, dus deze moet worden geselecteerd op basis van de daadwerkelijke werkomstandigheden in plaats van gekopieerd van een soortgelijk product.

Waarom polyurethaan het materiaal bij uitstek is voor gecoate lagers

Polyurethaan wordt gespecificeerd in gecoate lagers wanneer de toepassing een combinatie van slijtvastheid, demping en draagvermogen nodig heeft die afzonderlijke materialen niet bieden. De onderstaande grafiek vergelijkt de relatieve slijtvastheid van gewone polymeermaterialen, met een 85 Shore A thermoplastisch polyurethaan, aangeduid als 100.

Natuurlijk rubber is elastischer dan PU, maar slijt ongeveer drie keer sneller bij continu glijcontact. Nylon is goed bestand tegen slijtage, maar is stijf, zodat het geluid en trillingen doorgeeft in plaats van absorbeert. PVC is economisch, maar zwak onder dynamische belasting en impact bij lage temperaturen. Polyurethaan bestrijkt het breedste werkingsbereik: van ongeveer 70 Shore A voor stille taken met weinig kracht tot 95 Shore A voor toepassingen die een hard, maatvast loopvlak met een zekere mate van elasticiteit nodig hebben.

Het tweede voordeel is contactdrukmanagement. Wanneer een hardstalen lager rechtstreeks op een dun metalen spoor loopt, is het contactoppervlak klein en kan de plaatselijke druk extreem hoog zijn, waardoor het spoor wordt gemarkeerd en geluid ontstaat. Het PU-loopvlak vergroot het contactvlak, zodat hetzelfde lager op gelakte stalen, geanodiseerde aluminium of polymeersporen kan lopen zonder het pasoppervlak te beschadigen. Kopers kiezen vaak voor lagers met PU-coating, niet omdat het lager zelf kapot zou gaan, maar omdat een blank stalen lager de rupsband vernietigt of het product te luid maakt om te verkopen.

Prestatiekenmerken en operationele limieten

Het werkingsbereik van een PU-lager komt neer op vier cijfers: hardheid, belasting, temperatuur en snelheid. Ze werken op elkaar in, dus het veranderen van de ene verschuift meestal de andere. Een harder loopvlak kan meer belasting dragen, maar brengt meer trillingen over. Een zachter loopvlak is stiller, maar buigt meer door en bouwt meer warmte op bij hoge snelheid. De onderstaande waarden zijn typisch voor standaard gegoten polyurethaan op een diepgroefkogellagerkern.

Hardheid is de eerste specificatie die moet worden opgelost. Het bereik van 70 tot 80 Shore A is geschikt voor meubelrollen en schuifdeuren, waar grip, rust en tolerantie voor kleine verkeerde uitlijning van belang zijn. De band van 80 tot 90 Shore A is de zone voor algemeen gebruik voor transportrollen en geleidingswielen, waarbij doorbuiging en levensduur in balans zijn. Het bereik van 92 tot 95 Shore A is voor zware wielen, klemrollen en overdrachtssecties met hoge belasting, waarbij het loopvlak zijn vorm moet behouden en bestand moet zijn tegen insnijden of scheuren.

De temperatuur wordt beperkt door de PU-compound, niet door het stalen lager. Standaard polyurethaan loopt continu van -20 °C tot 80 °C. Korte schommelingen tot 110 °C zijn in de meeste formuleringen aanvaardbaar, maar langdurige hitte verhardt het loopvlak, versnelt scheuren en verzwakt de hechting aan de ring. Als de toepassing stoomreiniging, heet water of continue stralingswarmte omvat, moet het ontwerp een hittestabiele kwaliteit of een ongecoat stalen lager in die zone gebruiken.

De snelheid wordt ook beperkt door het loopvlak. De PU-laag vergroot de effectieve roldiameter en voegt centrifugaalspanning toe, zodat een gecoat lager niet met dezelfde rotatiesnelheid kan draaien als de ongecoate kern. Als praktische regel dient u de oppervlaktesnelheid onder ongeveer 2 m/s te houden voor zachte treden en onder 5 m/s voor harde treden, en vervolgens de temperatuurstijging tijdens de eerste bedrijfsuren te meten. Als de op tijd gebaseerde snelheidseis dominant is, bijvoorbeeld bij een motor waarbij het lager direct op de as is gemonteerd, moet de dikte van het loopvlak worden verminderd of moeten de interne speling en het vet voor de werkelijke snelheid worden gespecificeerd.

Standaardconfiguraties, loopvlakprofielen en opties

PU-gecoate lagers worden in verschillende geometrische vormen geproduceerd. Een vlak cilindrisch loopvlak is de standaard voor rechte rollen en transportwielen. Een loopvlak met V-groef centreert het lager op V-rails en houdt het geheel op één lijn zonder extra geleideflenzen. U-groef of concave profielen lopen op ronde buizen en draadgeleiders. Gekroonde loopvlakvormen kunnen hoekafwijkingen tussen aangrenzende rollen opvangen en de randbelasting verminderen. Het profiel wordt in de mal machinaal bewerkt, dus het veranderen van vlak naar gegroefd verandert het kernlager, de prijs of de levertijd niet significant.

• Plat cilindrisch profiel: rechte rollen, transfertafels, transportwielen
• V-groefprofiel: V-rails, trolleys, schuifdeurhangers
• U-groefprofiel: ronde buisgeleiders, draadgeleiders, lichte katrolsystemen
• Gekroond profiel: zelfcentrerende rollen, compensatie van uitlijnfouten
• Afgeschuind randprofiel: randgeleidingsrollen en bandloop

Kleuren en materiaalsoorten kunnen worden aangepast zonder de afmetingen te wijzigen. Zwart PU is de industriële standaard omdat carbon black de slijtvastheid en UV-bestendigheid verbetert. Oranje en groene treden worden gebruikt in veiligheidszones of om een ​​rolfunctie op een productielijn te identificeren. Wit PU is beschikbaar voor voedselgerelateerde ruimtes waar kleuroverdracht moet worden vermeden, hoewel de formulering moet worden gecontroleerd aan de hand van de bedrijfstemperatuur en de gebruikte reinigingsmiddelen.

Drie representatieve series uit de catalogus tonen het assortiment: PU 608-267, een lager met 608 kernen met een PU-buitendiameter van 26 mm en een breedte van 7 mm; PU 626-268, een serie met 626 kernen, ook verkrijgbaar met een verlengde stalen as voor directe rolmontage; en PU 6201-4018, een serie 6201-kern met een PU-buitendiameter van 40 mm en een breedte van 18 mm voor zwaardere klemrollen en transfertrays.

PU 608-267 gecoat diepgroefkogellager voor veelzijdige toepassingen Dit lager met 608 kernen en een PU-buitendiameter van 26 mm is geschikt voor veelvuldig gebruik en corrosieve omgevingen en biedt een laag geluidsniveau en slijtvastheid, zoals benadrukt in de catalogusserie. Bekijk Product →

PU 626-268 Zwart PU-diepgroefkogellager met verlengde asoptie Dit model is voorzien van een 626-core en zwarte PU-coating en is bestand tegen vocht en corrosie, met een verlengde stalen as die beschikbaar is voor directe rolmontage in transfersystemen. Bekijk Product →

PU 6201-4018 Zwaar uitgevoerd PU-gecoat lager voor klemrollen Met een PU-buitendiameter van 40 mm en een breedte van 18 mm kan dit lager met 6201-kern zwaardere belastingen aan, waardoor wrijving en geluid worden verminderd voor industriële transferbakken en machines. Bekijk Product →

Deze kunnen allemaal worden gemonteerd met rubberen afdichtingen (RS) of stalen schilden (ZZ) op de stalen kern. Afgedichte versies worden aanbevolen voor stoffige werkplaatsen, houtbewerkingslijnen, natte ruimtes of elke omgeving waar het vet in de kern schoon moet blijven om het geluidsarme gedrag van de assemblage te behouden.

Waar PU-lagers worden gebruikt

Toepassingen kunnen in vier groepen worden onderverdeeld: het stil bewegen van zware onderdelen, het geleiden van producten langs een spoor, het uitvoeren in vochtige of stoffige omstandigheden en het beschermen van een kostbaar pasoppervlak. In alle gevallen vervult het lager twee taken tegelijk: het dragen van de last en het beheersen van het oppervlaktecontact. Daarom is het gespecificeerd in plaats van een gewoon stalen lager.

Hoe u het juiste PU-lager selecteert

Als u een PU-lager selecteert, betekent dit dat u vier variabelen tegelijk moet matchen: kernlagergrootte, PU-hardheid, loopvlakprofiel en afdichtingstype. Onderstaande tabel geeft een werkbaar uitgangspunt voor de meest voorkomende eisen.

Montagemethode is de volgende overweging. Als het lager op een stalen as wordt gedrukt, bepaalt de boringtolerantie van het kernlager de pasvorm. Standaard diepgroefkernen zijn gemaakt volgens ISO-tolerantiesystemen; voor PU-rolsamenstellen raden wij een P6-boringtolerantie of beter aan, en de as moet de h7-tolerantie-aanbeveling voor die boring volgen. Controleer tijdens het testen van monsters de volgende checklist:

• Meet de PU-buitendiameter op drie posities langs de breedte; Een variatie groter dan 0,15 mm kan een wiebelende rol veroorzaken.
• Controleer de concentriciteit tussen de boring en het PU-loopvlak door het lager op een doorn met meetklok te draaien; uitloop groter dan 0,1 mm wordt zichtbaar bij snelheid.
• Oefen een koppel uit tussen het loopvlak en de ring om de houdkracht van de verbinding te bevestigen.
• Laat het geladen prototype op werksnelheid draaien en meet de buitenringtemperatuur na 1 uur en na 24 uur. Een stabiele temperatuur betekent dat de warmtebalans acceptabel is.
• Controleer het geluid met een decibelmeter of luistertest op bedrijfssnelheid; het PU-loopvlak mag geen tonaal geluid tegen de baan veroorzaken.

Productie en kwaliteitscontrole

De PU-lagerkwaliteit wordt bepaald tijdens het gietproces. Temperatuur, injectiedruk, sluitsnelheid van de mal en uithardingstijd hebben allemaal invloed op de uiteindelijke afmetingen en hechtsterkte. Onze productielijn werkt volgens ISO 9001:2015-procedures, met traceerbaarheid van de materiaalpartij voor elke partij stalen kernen en polyurethaangrondstoffen. De productiedochteronderneming beschikt over de GB/T 19001-2016-certificering van het kwaliteitssysteem en de jaarlijkse capaciteit voor precisielagers en bevestigingsmiddelen bedraagt ​​30 miljoen sets.

Inkomende inspectie heeft betrekking op de stalen kern: boringdiameter, buitenringdiameter, radiale speling, geluid en afdichtingsconditie. Na het gieten wordt het PU-loopvlak gemeten op buitendiameter, breedte, rondheid en concentriciteit ten opzichte van de boring. Typische toleranties zijn /-0,15 mm op de PU-buitendiameter en een uitloop van maximaal 0,1 mm. Elke batch wordt ook gecontroleerd op loopvlakhardheid bij de gespecificeerde Shore-waarde, en er wordt een destructieve hechtingstest uitgevoerd op een monster uit elke vormholte.

Exportverpakkingen voorkomen dat de treden tijdens het transport vervormen. De lagers worden individueel in trays geplaatst, vervolgens in dozen gedaan en gepalletiseerd voor zee- of luchtvracht, met zachte scheidingswanden tussen de lagen om platvlekken van de PU tijdens lange containerreizen te voorkomen.

Aangepaste formaten, kleuren en montagemogelijkheden

De meest voorkomende maatwerkverzoeken die wij verwerken zijn een specifieke PU-buitendiameter die past bij een bestaande spoorbreedte, een breder of smaller loopvlak, een verlengde binnenring aan één of beide uiteinden, een ingeperste stalen as en een gekleurd loopvlak voor productidentificatie. Maatwerk vereist geen nieuw lagerontwerp, omdat de kern een standaard diepgroefserie blijft; alleen de vormgeometrie en vormparameters veranderen. De PU-laag kan ook gecombineerd worden met een as als enkele rollenunit, wat de montage voor de klant vereenvoudigt.

Wanneer ingenieurs een polyurethaanlager specificeren voor een nieuwe machine, is de snelste route om te beginnen met een standaardkern en de PU-afmetingen aan te passen tijdens de monsterfase. Praktisch advies over het vergelijken van materialen, hardheidsgraden en toepassingslimieten vindt u in onze gids over hoe u het juiste PU-groefkogellager kiest .

Voor niet-standaard kernen, zoals dubbelrijige lagers, roestvrijstalen kernen of boringmaten buiten het standaardbereik, behandelen wij deze als specifieke projecten met hun eigen monstergoedkeuringsprocedure. Op maat gemaakte niet-standaard precisielagers vormen een aparte productlijn omdat de bewerkings-, warmtebehandeling- en inspectiestappen verschillen van standaard PU-gietwerk. Het aanleveren van een tekening met de benodigde belastingsrichting, montagestijl en omgevingscondities is voldoende om een ​​offerte uit te brengen.

Installatie, onderhoud en veelvoorkomende storingen

De meeste defecten aan PU-lagers zijn installatiegerelateerd. Het drukken van een afgedekte rol op een te grote as, of het hameren op de buitenring in plaats van de binnenring, beschadigt zowel het loopvlak als de stalen kern. De volgende procedure heeft betrekking op de meeste PU-rolconstructies:

1. Reinig de as en controleer de diameter aan de hand van de boringtolerantie voordat u gaat persen.
2. Breng een dun laagje montageolie of vet aan op de as, niet op het loopvlak.
3. Druk op het lager door alleen kracht uit te oefenen op de binnenring; bij gecoate rollen: ondersteun de binnenring met een persgereedschap dat het PU-loopvlak niet raakt.
4. Gebruik voor perspassingen een aspers of een hydraulische pers met een langzame, gecontroleerde slag. Sla nooit met een hamer op het lager.
5. Na montage draait u het geheel met de hand om de vrije beweging en concentrische rotatie te bevestigen.

Controleer tijdens gebruik op drie symptomen: relatieve beweging tussen loopvlak en ring, vlakke plekken en geluid. Het loskomen van het loopvlak duidt meestal op een te grote perspassing, een oververhitte loopconditie of blootstelling aan een incompatibele chemische stof. Platte plekken ontstaan ​​wanneer een zacht loopvlak gedurende langere tijd statisch wordt belast, of wanneer de rol sleept in plaats van draait. Het geluid komt bijna altijd uit het kernlager: zodra water of stof de afdichting passeert, wordt het vet afgebroken en wordt het lager hoorbaar, zelfs als het loopvlak er nog steeds goed uitziet.

Reinig met PU bedekte lagers met milde zeep en water, of met hetzelfde oplosmiddel dat voor de apparatuur wordt gebruikt, nadat u de compatibiliteit van het oplosmiddel met polyurethaan hebt gecontroleerd. Dompel het lager niet langdurig in ontvetters op petroleumbasis; ze kunnen het loopvlak plastificeren en de hardheid ervan permanent veranderen.

Veelgestelde vragen

Wat is het verschil tussen een PU-lager en een met rubber bekleed lager?

Standaard met rubber beklede lagers van natuurlijk rubber, EPDM of SBR zorgen voor een hoge elasticiteit en goede grip, en hun grondstofkosten zijn lager. Polyurethaan biedt ruwweg tweemaal zoveel slijtvastheid, een hogere scheursterkte en een breder hardheidsbereik. Voor een rol die continu draait, bijvoorbeeld een transportrol met schuurverpakkingen, gaat PU doorgaans meerdere malen langer mee voordat oppervlakteslijtage de loopdiameter verandert. Rubber blijft een goede keuze voor zeer zachte rollen met hoge grip bij zeer lage snelheid, maar PU dekt de meeste industriële en meubeltoepassingen met een langere levensduur.

Welke Shore-hardheid moet ik kiezen?

Gebruik 70 tot 75 Shore A als het lager op een kwetsbaar spoor loopt, veel grip nodig heeft of een lichte montage tegen trillingen moet dempen. Gebruik 80 tot 85 Shore A voor universele rollen, schuifdeuren, laden en transportrollen. Gebruik 90 tot 95 Shore A voor zware belastingen, hoge klemkrachten en toepassingen waarbij maatvastheid belangrijker is dan geluidsabsorptie. Stuur bij twijfel uw belasting- en snelheidsgegevens en vraag om monsters in twee hardheidsgraden; het meetbare verschil in slijtage en rolweerstand zal snel beslissen.

Kan een PU-lager worden gebruikt in natte of wash-down omgevingen?

Standaard PU zelf is bestand tegen vocht, waterig schoonmaakmiddel en veel oliën. Het zwakke punt is het kernlager: als water een niet-afgedicht lager binnendringt, corroderen de stalen loopvlakken en verslechtert het vet. Specificeer RS-versies met rubberen afdichting voor wash-down-omgevingen en controleer of de afdichtingslip niet buiten het PU-loopvlak uitsteekt. Bij blootstelling aan chemicaliën dient u de specifieke vloeistof te testen, omdat sterke zuren, hete alkaliën en sommige oplosmiddelen het polyurethaan loopvlak kunnen doen opzwellen of verzachten.

Markeert een PU-loopvlak vloeren of aluminium rupsen?

Een soepel gevormd polyurethaan loopvlak markeert normaal gesproken geen schone vloeren of geanodiseerde aluminium rupsbanden. Er ontstaat een markering wanneer het loopvlak harde deeltjes zoals zand of metaalspanen oppikt en deze in de vloer drukt. Gebruik voor omgevingen met vreemde stoffen een iets harder loopvlak rond 90 Shore A en houd het rolpad schoon; periodiek vegen van het loopvlakoppervlak voorkomt het inbedden van deeltjes.

Welke aangepaste opties zijn beschikbaar voor PU-lagers?

Aangepaste opties omvatten PU-buitendiameter, loopvlakbreedte, loopvlakprofiel, loopvlakkleur, boringmaat, verlengde binnenring en een ingeperste as. Minimale bestelhoeveelheden beginnen doorgaans bij 500 tot 1.000 stuks per maat voor standaard aangepaste kleuren, en ontwikkelingsmonsters kunnen worden gemaakt met de daadwerkelijke mal. Niet-standaard kernontwerpen zoals dubbelrijige lagers of roestvrijstalen kernen zijn beschikbaar voor speciale projecten en worden na tekeningbeoordeling afzonderlijk vermeld.

Hoe lang gaat een PU-lager mee?

De levensduur wordt bepaald door het kernlager als het loopvlak correct is gekozen. Een afgedichte diepgroefkern kan onder normale belasting duizenden uren meegaan. Het PU-loopvlak moet worden geïnspecteerd op vlakke plekken, scheuren en diametervermindering. Bij transportbandtoepassingen met een loopvlak van 80 tot 85 Shore A bij gematigde snelheid gaat het loopvlak doorgaans langer mee dan het onderhoudsinterval van de apparatuur. De meest betrouwbare manier om de levensduur in te schatten is een prototypetest op uw eigen circuit, waarbij de profieldiameter en het geluid met regelmatige tussenpozen worden gemeten.