Blog

Змащення пластикових шестерень та підшипників

Багато інженерів і обслуговуючий персонал помилково вважають, що пластикові компоненти або вимагають спеціальних пластичних мастил, або взагалі не вимагають мастил. Фактично, ці деталі необхідно змащувати, щоб зменшити тертя та зношування та збільшити термін служби компонентів, як і металеві деталі.

Випробування показують, що пластикові підшипники ковзання зі змащенням служать у п’ять разів довше, ніж незмащені. Навіть пластикові матеріали, що самозмазуються, такі як PTFE (тефлон), виграють від мастила. При швидкості більше 1 об/хв збільшується тертя на незмащених підшипниках тефлонових ковзання; вона зменшується для змащуваних підшипників.

Найбільш важливим критерієм вибору правильної мастила для пластикових деталей є її сумісність із конкретним пластиком. Ця сумісність повинна бути перевірена при всіх передбачуваних навантаженнях, швидкостях та середовищах, яким може зазнавати деталь. Якщо мастило та пластик несумісні, це може призвести до розтріскування під напругою та виходу деталі з ладу.

Фактори, що впливають на сумісність, включають хімічний склад мастильного матеріалу (базова олія, загусники та присадки), в’язкість та стійкість до старіння. Давайте докладніше розглянемо ці чинники.

Хімія

Мастила на основі силікону, такі як PFAE, більшість синтетичних вуглеводнів (SHC або PAO) та мінеральні масла добре працюють з пластмасами. Мастила на основі складних ефірів або полігліколів зазвичай не діють, хоча є винятки залежно від типу пластику.

Якщо склад мастила несумісний із пластиковою деталлю, деталь може втратити розмірну стабільність та структурну цілісність, а також змінити колір.

Щоб перевірити сумісність, виробники повинні визначити фізичні властивості пластику, включаючи об’єм, вагу, подовження, міцність та твердість до та після дії мастила. Виробники встановлюють обмеження на допустимі зміни після дії, які зазвичай становлять від 7 до 10%. Важливо, щоб ці тести та впливи відображали найгірші умови. Мастильні матеріали та пластики більш схильні до змін при більш високих температурах або в несприятливих умовах, особливо при високих динамічних навантаженнях.

Присадки можуть змусити мастило реагувати із пластиком. Тверді добавки, такі як графіт або дисульфід молібдену (moly), наприклад, можуть проникати в пластмасові компоненти та послаблювати їх. Таким чином, цих добавок слід уникати під час роботи з пластиковими шестернями та підшипниками. З іншого боку, тверді присадки з ПТФЕ корисні в деяких випадках, наприклад, зниження тертя при запуску або для забезпечення сухого мастила.

Протизадирні присадки (EP), що використовуються в мастильних матеріалах для металевих деталей, не рекомендуються для пластикових деталей. А великі кількості антикорозійних та дезактивуючих присадок, що використовуються з металевими деталями, просто не потрібні для пластмас.

Клас в’язкості/NLGI

Олії з високою в’язкістю, як правило, з в’язкістю ISO VG 100 або вище, з меншою ймовірністю проникають у пластик та руйнують його. Змащення з NLGI 1 або 0 знижують тертя і шум, що створюється мастилом (мастильний ляпанець). NGLI є мірою твердості мастила. Від 0 до 1 вказує, що мастило є рідким або напіврідким.

Стійкість до старіння

Побічні продукти дегазації пластику, такі як формальдегід та стирол, прискорюють старіння мастильних матеріалів. А в міру старіння мастил вони, у свою чергу, з більшою ймовірністю руйнують пластмаси. Таким чином, для довгострокового застосування пластмас найкраще підходять синтетичні мастильні матеріали, які мають високу стійкість до старіння.

Загалом мастильні матеріали на основі мінеральної олії є хорошими кандидатами для змащування пластмас, тому що вони не роз’їдають більшість пластикових матеріалів і пропонують відмінні експлуатаційні характеристики при звичайних застосуваннях з пластмасами. Однак у міру того, як машини переходять на більш високі робочі швидкості, більш високі температури та більш тривалі операції, компанії віддають перевагу синтетичні мастильні матеріали, такі як вуглеводневі (PAO), для пластикових підшипників і шестерень. Висока стійкість PAO до старіння сумісна з більшістю пластиків і може забезпечити довготривале мастило при температурі від -60 до 320°F.

Мастильні матеріали PFAE є одними з найсумісніших навіть з несумісними пластиками. Як і олії PAO, вони мають гарний баланс між адгезією та змочуванням пластикових поверхонь. Їх найбільш затребуваною характеристикою є здатність витримувати температуру до 500°F. Через їх високу вартість використовуйте олії PFAE тільки там, де це необхідно.

Мастила на силіконовій основі також мають відмінну сумісність. Вони добре підходять для програм з низьким навантаженням і можуть витримувати температури від -90 до 425°F.

Автор

Richard Gianattasio (Річард Джанаттасіо) був технічним інженером в Kluber Lubrication North America Inc. , Лондондеррі, Нью-Хемпшир, коли ця стаття була вперше опублікована.

Источник: www.machinedesign.com