Trybotworzywa – tym się to różni

igus
4.10.2015

Tworzywa sztuczne są wszechobecne. Dziś niemal nic nie można zrobić bez polimerów i trudno jest wyliczyć wszystkie dziedziny, w których są stosowane. Między innymi znalazły one zastosowanie w łożyskach, a nad ich udoskonaleniem od 25 lat pracuje firma igus w swoim dziale badania materiałów.

Badania koncentrują się wokół połączenia trybologii i tworzyw sztucznych, względnie polimerów, co między innymi doprowadziło do stworzenia nowego pojęcia „trybotworzyw". Podkreśla ono znaczenie tej tematyki: zarówno trybologia (z greckiego: „nauka o tarciu"), jak też dziedzina nowoczesnych, wysokosprawnych tworzyw sztucznych stanowią wprost nieograniczone pole badań.

Powiązane firmy

Szkody w miliardach dolarów
Każdego roku na bazie materiałów mieszanych opracowuje się nowe, liczne tworzywa. Skupienie uwagi na trybologii - i wynikających z tego „trybotworzywach" - jest konieczne ze względu na maszyny i urządzenia na całym świecie ulegające zniszczeniu z powodu tarcia i zużycia. Według badań przeprowadzonych przez Massachusetts Institute of Technology (MIT) w Bostonie w samych tylko Stanach Zjednoczonych szkody te pochłaniają rocznie 6% produktu narodowego brutto. Inne badania MIT wykazują, że koszty awarii spowodowanych niedostatecznym smarowaniem - również na przykładzie USA - wynoszą około 240 miliardów dolarów rocznie.
Towarzystwo Trybologiczne w Akwizgranie (Aachen) wyliczyło, że z powodu tarcia i ścierania gospodarki narodowe krajów przemysłowych notują każdego roku straty w wysokości około 5% produktu narodowego brutto. Konsekwentne wprowadzanie w życie posiadanej już dzisiaj wiedzy o właściwościach trybologicznych mogłoby przynieść oszczędności rzędu ok. 5 miliardów dolarów rocznie.
Tym stratom można zapobiec, stosując samosmarowne, polimerowe łożyska ślizgowe. Firma igus stworzyła niezniszczalne, wysokosprawne tworzywa sztuczne „iglidur", a po ponad dwóch dekadach badań dysponuje ona 35 rodzajami różnych tworzyw „iglidur" do praktycznie każdego zastosowania. Wszystkie te materiały mają dwie cechy wspólne: są przeznaczone do pracy bez potrzeby smarowania i konserwacji oraz mają praktycznie identyczną strukturę.

Immanentne smarowanie
Podstawą każdego łożyska polimerowego „iglidur" jest termoplastyczny materiał matrycowy o znakomitych właściwościach, starannie wybrany według określonego profilu wymagań. Z reguły osadzone są już w nim włókna wzmacniające, mające zwiększyć wytrzymałość na ściskanie oraz smary stałe, które optymalizują odporność na zużycie i tarcie. Również smary stałe mają ogromne znaczenie dla przebiegu pracy suchej łożysk ślizgowych „iglidur", bowiem to one - zespolone z matrycą - wykonują swoją pracę zawsze na powierzchni styku między wałem i łożyskiem. Jako cząsteczki mikroskopijnej wielkości, ale za to umieszczone w milionach w maleńkich komorach matrycowego materiału, łożyska ślizgowe uwalniają znikome ilości smarów stałych, co wystarcza, aby zapewnić dostateczne smarowanie bezpośredniego otoczenia.

Kompozyty kontra elementy wtryskiwane
Wielka zaleta takiej struktury polega na jej jednolitości i wyeliminowaniu warstw. Warstwy powodują zawsze to, że przy przejściu do następnej warstwy - np. wskutek starcia właściwej warstwy ślizgowej - następuje mniej lub bardziej wyraźna zmiana właściwości. W przypadku klasycznych zespolonych łożysk ślizgowych oznacza to najczęściej koniec łożyska, bowiem drastycznie rosną współczynniki tarcia i tempo ścierania prowadzące do zatarcia łożyska. Natomiast w odlewanych wtryskowo łożyskach ślizgowych „iglidur" jest to wykluczone, ponieważ charakterystyka tarcia i ścierania pozostaje niemal stała niezależnie od grubości ściany.

Wymiana metalowych panewek
Bezobsługowe i bezsmarowne polimerowe łożyska ślizgowe „iglidur" zastępują dzisiaj miliony panewek metalowych, wymagających oliwienia lub smarowania. Zwiększają bezpieczeństwo eksploatacyjne maszyny, obniżają koszty i są bezpieczne dla środowiska naturalnego. Przy całym trendzie do tworzenia coraz węższej specjalizacji polimerowe łożyska ślizgowe „iglidur" są przede wszystkim produktami o szerokim zastosowaniu. Widać to choćby po bardzo dobrej charakterystyce zużywalności przy wszystkich rodzajach ruchu. Zarówno w warunkach ruchu obrotowego, wirowego, jak też ruchów liniowych uzyskiwane są znakomite rezultaty.

Ruch przeciwbieżny
Także zagadnienie ruchu przeciwbieżnego podkreśla wszechstronność łożysk ślizgowych „iglidur", które można stosować na najróżniejszych wałach - przede wszystkim także na tzw. wałach miękkich, cechujących się niższą ceną. To zdecydowana zaleta w porównaniu z wieloma innymi typami łożysk. Dzięki temu użytkownik, oprócz korzyści ekonomicznych płynących z używania łożysk ślizgowych wykonanych z tworzywa, zyskuje możliwość zastosowania wału niehartownego, a więc podwójnego zredukowania poniesionych kosztów.

Artykuł powstał we współpracy z firmą igus
www.igus.pl

O Autorze

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę