Втулки из полиацеталя ПОМ-С: конструкционный материал для узлов трения
Втулки из полиацеталя марки ПОМ-С — это изделия из сополимера полиоксиметилена (POM-C), получаемого сополимеризацией триоксана с этиленоксидом. Введение этиленоксидных звеньев в основную цепь повышает термостабильность и стойкость к гидролизу по сравнению с гомополимерным ПОМ-H. Материал ПОМ-С сохраняет кристаллическую структуру с высокой степенью кристалличности, что обеспечивает жёсткость, низкий коэффициент трения и стабильность размеров при эксплуатации в узлах скольжения.
Технические характеристики материала ПОМ-С
Сополимер ПОМ-С перерабатывается литьём под давлением и экструзией, что позволяет изготавливать втулки с допуском по внутреннему диаметру в пределах IT8–IT9 без дополнительной механической обработки. Для ответственных посадок применяется токарная доводка до IT7. Плотность материала — 1,41 г/см, что ниже, чем у бронзы БрО10Ф1, при сопоставимой нагрузочной способности в режиме граничного трения.
| Параметр | Значение | Метод испытания | Условия | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 1,41 | ISO 1183 | 23 C | г/см |
| Предел текучести | 65 | ISO 527 | 23 C | МПа |
| Модуль упругости | 2800 | ISO 527 | 23 C | МПа |
| Коэффициент трения | 0,15–0,35 | по стали | сухое трение | — |
| Теплостойкость | 100–110 | HDT/B | 1,8 МПа | C |
| Водопоглощение | 0,2 | ISO 62 | 24 ч, 23 C | % |
Эксплуатационные свойства втулок ПОМ-С
Втулки ПОМ-С работоспособны в диапазоне температур от –40 C до +90 C при непрерывной нагрузке; кратковременно допускается нагрев до +140 C. Сополимер устойчив к воздействию слабых кислот, щелочей, масел, бензина и растворителей (кроме концентрированных минеральных кислот и фенолов). Ударная вязкость по Шарпи — 6–8 кДж/м, что обеспечивает стойкость к динамическим нагрузкам в шарнирных соединениях.
Ключевое преимущество ПОМ-С перед гомополимером — стойкость к горячей воде и пару до +90 C без деструкции, что делает втулки пригодными для узлов, контактирующих с теплоносителем. Низкое влагопоглощение (0,2 % за 24 ч) гарантирует сохранение посадочных зазоров при изменении влажности среды.
Области применения
- Шарниры и оси в транспортёрных системах, рольгангах, цепных передачах пищевых производств.
- Направляющие втулки гидро- и пневмоцилиндров с возвратно-поступательным движением штока.
- Подшипники скольжения в насосном оборудовании для перекачки слабоагрессивных сред.
- Узлы трения автомобильной промышленности: втулки стеклоподъёмников, педальных механизмов, замков.
- Направляющие элементы пресс-форм и штампов в термопластавтоматах.
- Втулки шкивов и роликов в текстильном и упаковочном оборудовании.
Технологические особенности монтажа
Втулки ПОМ-С запрессовываются в корпус с натягом 0,02–0,05 мм при температуре 20–25 C. Для компенсации температурного расширения (КЛТР — 110 10 1/C) при работе свыше +60 C рекомендуется увеличивать монтажный зазор на 0,1 % от диаметра на каждый градус превышения. Механическая обработка выполняется резцами с поликристаллическим алмазом без применения СОЖ во избежание набухания.
Вопросы и ответы
Чем ПОМ-С отличается от ПОМ-H при изготовлении втулок?
Сополимер ПОМ-С содержит этиленоксидные звенья, повышающие термостабильность и стойкость к гидролизу. Втулки ПОМ-С работают в горячей воде до +90 C, тогда как гомополимер ПОМ-H склонен к деструкции при длительном контакте с паром и щелочами.
Какой максимальный зазор допустим в паре втулка ПОМ-С — стальной вал?
При диаметре вала до 30 мм рекомендуемый зазор — 0,05–0,12 мм; свыше 30 мм — 0,10–0,20 мм. Увеличение зазора снижает точность позиционирования, уменьшение — риск заклинивания из-за теплового расширения.
Можно ли эксплуатировать втулки ПОМ-С без смазки?
Да, материал обладает самосмазывающимися свойствами: коэффициент трения по стали — 0,15–0,35. При высоких нагрузках (свыше 10 МПа) и скоростях скольжения более 0,5 м/с рекомендуется подача консистентной смазки на литиевой основе.
Какие допуски обеспечиваются при литье втулок ПОМ-С?
Литьё под давлением обеспечивает допуск IT8–IT9 по внутреннему диаметру. Для посадок с натягом и прецизионных узлов применяется механическая доводка до IT7 с шероховатостью Ra 0,8–1,6 мкм.
