Kloubová ložiska – ocel nebo plast?

14.01.2018

Každá možnost má své klady a zápory, svou vlastní jedinečnou sadu výhod, nevýhod a omezení.

Kloubová ložiska jsou ideální pro podporu rotačního a lineárního pohybu v širokém spektru aplikací od obalové a zemědělské techniky až po lékařské přístroje a posilovací stroje. Nicméně výběr mezi plastovým nebo ocelovým kloubovým ložiskem často nenastává, protože mnoho konstruktérů je zvyklých na ocel bez ohledu na zvažování jiných alternativ. Avšak plastová a ocelová kloubová ložiska mají svůj vlastní jedinečný soubor výhod, nevýhod a omezení.

Ocelová a plastová kloubová ložiska vykazují různé charakteristiky, které jsou spojeny s jejich konstrukcí a použitými konstrukčními materiály. Většina ocelových kloubových ložisek se skládá ze tří částí: pouzdra, otočného ložiska a kuličkového ložiska. Plastový kulový kloub však obsahuje pouze dva díly: pouzdro a kuličku.

Konfigurace ocelového kloubového ložiska způsobuje, že se otáčí jak s hřídelem, tak s kuličkou vůči pouzdru. To kompenzuje úhlovou nesouosost přesouváním kuličky vzhledem k pouzdru. Naproti tomu v plastovém kloubovém ložisku se hřídel otáčí vzhledem ke kuličce. Stejně jako jejich ocelové protějšky, plastová kloubová ložiska také kompenzují úhlové odchylky tím, že přemísťují kuličku vůči pouzdru. Například plastové kloubové hlavy, které nabízí společnost igus Inc., jsou navrženy pro rotační a lineární aplikace, kde se kloubová hlavice kulového kloubu potřebuje mírně pohybovat, aby kompenzovala nesouosost hřídele.

Dvě velké výhody plastových kloubových ložisek jsou, že nevyžadují pravidelné domazávání a jsou vysoce odolné vůči korozi a nemohou zrezavět. Přestože jejich ocelové protějšky nabízejí vyšší pevnost, plastová kloubová ložiska jsou k dispozici s pevností v tahu 24 650 psi při teplotě 60 °F a při použití standardních materiálů.

SROVNÁNÍ KLOUBOVÝCH HLAVIC

• Plastová kloubová ložiska od určitých výrobců, například od společnosti igus, jsou samomazná, což znamená, že nevyžadují žádnou údržbu. Avšak kovové kloubové hlavice je třeba pravidelně domazávat.

• Plastová kloubová ložiska mají o polovinu menší hmotnost než kovová kloubová ložiska. Tato vlastnost může snížit celkovou hmotnost a požadavky na hnací sílu systému.

• Kloubové hlavice vyrobené z plastu poskytují mnohem vyšší tlumení vibrací ve srovnání s jejich protějšky vyrobenými z kovu. Plastové materiály jsou samy o sobě schopné absorbovat vibrační síly mnohem účinněji než ocel.

• Absence vnějších maziv činí plastové kloubové hlavice vhodné pro čistá i pro znečištěná prostředí. Žádná maziva ani oleje nejsou přítomny, aby prosakovaly ven a kontaminovaly citlivé pracovní prostory, a nečistoty a prach nemají nic, k čemu by se přilnuly na povrchu ložisek, aby jinak mohly snižovat jejich životnost.

• Plastové ložiskové materiály jsou extrémně odolné vůči korozi způsobené účinkem působení vody, chemických látek, soli, UV záření aj. tento typ expozice, a to i krátkodobý, může být katastrofální pro kovová ložiska, která mohou rychle podléhat korozi nebo se jinak poškodit.

• Plastová kloubová ložiska lze použít pro všechny typy pohybu, včetně rotačních, oscilačních a lineárních.

NA DRUHÉ STRANĚ

• Plastová kloubová ložiska mají nižší statickou nosnost než kovová kloubová ložiska. Pokud jsou přítomny velké síly, může být nezbytné použití kloubových hlavic z oceli nebo kovů.

• Ve srovnání s kovem, plast nabízí nižší utahovací moment – příliš velký moment způsobí prasknutí plastu.

• Při upevňování koule ložiska pomocí šroubu je nutná kovová objímka, aby šroub nepoškodil plastovou kouli.

• Vzhledem k tomu, že plast neodvádí teplo tak účinně jako kovy, když dojde k tření mezi plasty, je možný vyšší nárůst tepla než u kovových kloubových ložisek vyžadujících domazávání.

• Plastová ložiska mají vyšší toleranci (E10) ve srovnání s ocelovými ložisky (H7).

zdroj: lin-tech.hennlich.cz