Egyre nagyobb teret nyernek a műanyag csapágyak

A fém csapágyakról

A fém csapágyak két fő típusa a sikló-, és a gördülőcsapágy. A gördülő változat két gyűrűvel közrefogott görgőket vagy golyókat használ, melyek a minél kisebb súrlódással járó mozgást biztosítják. A görgők alakja befolyásolja a csapágy súrlódását és terhelhetőségét.

Nagy sebességű forgómozgások esetén a fém gördülőcsapágyak jelentik a jobb megoldást. A siklócsapágyak – anyaguktól függetlenül – nem tudják megfelelően elvezetni az ilyenkor keletkező hőt. A siklócsapágyak fém perselyek, amelyek nem tartalmaznak mozgó alkatrészt. Gyakran használatosak peremes csapágyként, koptatóként, vagy támasztó alátétként radiális és enyhe axiális terheléshez. Legtöbbször bronzból, acélból vagy vasból készülnek, és rendszeres kenést igényelnek.

A műanyag csapágyak jellemzői

Egyes célokra nem magától értetődő, hogy fém csapágyat kell választani. A mai műanyag csapágyak nagy nyomóerőt bírnak ki, nem korrodálnak, könnyebbek és kevesebb karbantartást igényelnek a fémeknél. Kétféle polimeralapú csapágy létezik: hőre lágyuló és hőre keményedő. Előbbiek fröccsöntéssel készülnek, majd precízen megmunkálják őket. A hőre keményedő fajta alapja egy alapgyanta, amellyel egy katalizátor hozzáadása után hőt közölnek, és az elegy megszilárdul, így készül például az epoxy. A tartósabb, erősebb végtermék elérésére gyakran használatos szálerősítés. A műanyag csapágyak gyártás közben szilárd kenőanyagokkal láthatók el, így extrém alacsony csúszási súrlódási együtthatók érhetők el.

A hőre lágyuló műanyagok az alternatívával ellentétben beolvaszthatók és újra felhasználhatók. Így kevesebb hulladék termelődik, ami alacsonyabb árakat jelent. Ugyan egyes hőre lágyuló műanyagok, amikből gázturbinák felfogatásaihoz készülnek szilentblokkok, akár 315 fokot is elviselnek, újraolvasztás után már nem használhatók ekkora hőmérsékleten.

A megfelelő anyag kiválasztása

Nagy sebességgel forgó alkatrészekhez továbbra is fém csapágyak szükségesek a hőtűrő képességük miatt, számos felhasználásra viszont előnyösebb a műanyag.

Mivel a gyártáskor elhelyezett kenőanyagon túl külső kenésre nem szorulnak, a műanyag csapágyak nem igényelnek rendszeres takarítást és zsírzást, így például a mezőgazdasági gépek karbantartása és tárolása sokkal egyszerűbb és tisztább lehet.

Számos műanyag csapágy ellenálló a kémiai anyagokkal szemben – míg a savak, sók, lúgok a fém csapágyak korróziójához vezetnek, egyes polimerekre nincsenek hatással.

Fontos az alacsony tömeg – a műanyag csapágyak könnyebbek a népszerű bronz társaiknál, így a sok csapággyal üzemelő rendszerek tömege lényegesen csökkenthető, ezáltal hatékonyabban üzemeltethetők.

Jobb rezgéscsillapító képességük miatt a műanyag csapágyak csendesebb működést tesznek lehetővé. Összességében kevesebb költséggel jár az ezekkel felszerelt gépek fenntartása, mivel nem igényelnek karbantartást, és növelik az adott gép élettartamát.

A műanyag csapágyak tervezésének két fő szempontja a megfelelő tűrések és az üzemi csapágyhézag meghatározása. A fém csapágyak pontosabban munkálhatók meg, és kevésbé tágulnak hő hatására, így a műanyagok tervezésekor ezt fokozottan figyelembe kell venni.

Alkalmazás nagy terheléssel

Gyakori tévhit, hogy a fém mindig jobban terhelhető, mint a műanyag, azonban egyes polimerek ezt cáfolják. Egy tipikus bronz csapágy 275 MPa felületi nyomást visel el, ehhez képest egy heted akkora tömegű, hőre keményedő műanyag társa 310 MPa-t. Egyes típusok akár 1370 MPa-ig is terhelhetők hiba nélkül — írta meg a Machine Design.