Втулка полиэтиленовая: конструкция, материалы и области применения
Полиэтиленовая втулка представляет собой цилиндрическую деталь, используемую в узлах трения скольжения, опорных конструкциях и системах линейного перемещения. В отличие от металлических аналогов, изделия из полиэтилена низкого давления (ПНД) или сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) обеспечивают работу без смазки в условиях абразивного износа и контакта с агрессивными средами. Основное преимущество таких втулок низкий коэффициент трения по стали (от 0,05 до 0,15) и устойчивость к ударным нагрузкам в диапазоне температур от 40 до +80 C.
Конструктивные особенности и типоразмеры
Полиэтиленовые втулки выпускаются в двух исполнениях: цилиндрические гладкие и с буртом (фланцевые). Внутренний диаметр варьируется от 6 до 200 мм, наружный от 10 до 220 мм, длина от 10 до 300 мм. Для тяжелонагруженных узлов применяют втулки из СВМПЭ с молекулярной массой свыше 3 млн г/моль, выдерживающие удельное давление до 15 МПа. Стандартная шероховатость рабочей поверхности Ra не превышает 1,25 мкм, что исключает необходимость дополнительной механической обработки.
| Внутренний диаметр, мм | Наружный диаметр, мм | Длина, мм | Материал | Рабочая температура, C |
|---|---|---|---|---|
| 20 | 28 | 25 | ПНД | от 40 до +70 |
| 40 | 50 | 40 | СВМПЭ | от 40 до +80 |
| 80 | 95 | 60 | ПНД | от 40 до +70 |
Технические характеристики и эксплуатационные параметры
Основные параметры полиэтиленовых втулок регламентируются ТУ 2247-001- или DIN 1494 (для импортных аналогов). Ключевые показатели:
- предел текучести при сжатии от 18 до 25 МПа (зависит от марки полиэтилена);
- твёрдость по Шору D от 55 до 68 единиц;
- водопоглощение за 24 часа не более 0,01% (для СВМПЭ);
- коэффициент линейного расширения от 1,210 до 2,010 1/C;
- электрическая прочность от 20 до 30 кВ/мм (сухое состояние).
Втулки из полиэтилена не подвержены коррозии, устойчивы к воздействию растворов кислот, щелочей и органических растворителей. При работе в водной среде или в условиях повышенной влажности коэффициент трения снижается на 1520% по сравнению с сухим трением.
Области применения полиэтиленовых втулок
Полиэтиленовые втулки востребованы в узлах, где использование смазки недопустимо или затруднено. Типовые сферы использования:
- конвейерные системы и рольганги направляющие роликов и опоры лент;
- пищевое и упаковочное оборудование втулки для транспортёров, дозаторов и фасовочных машин;
- сельскохозяйственная техника шарниры почвообрабатывающих орудий, опоры валов;
- химическое машиностроение подшипники насосов и мешалок, работающих в агрессивных средах;
- судостроение и портовое оборудование втулки рулевых устройств и лебёдок.
Вопросы и ответы
Чем полиэтиленовая втулка отличается от капроновой?
Полиэтилен (особенно СВМПЭ) имеет более низкий коэффициент трения и лучшую стойкость к абразивному износу. Капрон превосходит полиэтилен по твёрдости и теплостойкости, но уступает по химической стойкости к кислотам.
Как подобрать полиэтиленовую втулку по нагрузке?
Для статических нагрузок до 10 МПа подходит ПНД, для динамических и ударных СВМПЭ. При удельном давлении свыше 12 МПа рекомендуется увеличить длину втулки или использовать фланцевое исполнение.
Можно ли использовать полиэтиленовую втулку в пищевом производстве?
Да, при условии применения полиэтилена марок, допущенных к контакту с пищевыми продуктами (ПЭНД пищевой, СВМПЭ). Такие втулки не выделяют токсичных веществ и устойчивы к моющим средствам.
Какой допуск на внутренний диаметр полиэтиленовой втулки?
Стандартный допуск для внутреннего диаметра H9 или H11. Для ответственных узлов возможно изготовление с допуском H7, но требуется учёт теплового расширения полиэтилена.