Втулки из фторопласта Фторопласт-KU: антифрикционные детали узлов трения
Втулки из фторопласта Фторопласт-KU — это антифрикционные детали, изготовленные из композиции на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), модифицированного коксом и углеродными волокнами. Введение углеродных наполнителей в матрицу ПТФЭ повышает деформационную устойчивость под нагрузкой, теплопроводность и износостойкость по сравнению с чистым фторопластом-4. Материал сохраняет химическую инертность к агрессивным средам и работоспособность в диапазоне температур от –60 C до +250 C.
Технические характеристики материала
Композиция Фторопласт-KU относится к классу наполненных фторопластов. Кокс и углеродное волокно формируют армирующий каркас, который ограничивает ползучесть под постоянной нагрузкой и снижает линейное удлинение при сжатии. Коэффициент трения скольжения по стали без смазки составляет 0,10–0,20 в зависимости от скорости скольжения и удельного давления. Предел прочности при сжатии достигает 25–35 МПа, что существенно выше, чем у ненаполненного ПТФЭ.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Условия | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 2,10–2,20 | ГОСТ 15139 | 20 C | г/см |
| Предел прочности при сжатии | 25–35 | ГОСТ 4651 | 20 C | МПа |
| Коэффициент трения по стали | 0,10–0,20 | ГОСТ 11629 | без смазки | — |
| Интенсивность изнашивания | 2–8 | ГОСТ 11629 | P = 1 МПа, v = 0,5 м/с | 10 мм/(Нм) |
| Теплопроводность | 0,45–0,55 | ГОСТ 7076 | 20 C | Вт/(мК) |
| Рабочая температура | –60…+250 | — | длительная эксплуатация | C |
Области применения
Втулки из Фторопласт-KU устанавливаются в узлах трения, где исключена возможность подачи жидкой смазки или требуется стойкость к химически активным средам. Типовые позиции:
- опорные и направляющие втулки плунжерных и поршневых насосов, перекачивающих кислоты, щёлочи и растворители;
- подшипники скольжения валов мешалок и реакторов в химическом и нефтегазовом оборудовании;
- втулки шарнирных соединений и осей в пищевых и фармацевтических линиях, где недопустим контакт со смазочными материалами;
- направляющие элементы пневмоцилиндров и гидроцилиндров с возвратно-поступательным движением штока;
- уплотнительные и центрирующие втулки арматуры высокого давления в системах транспортировки агрессивных сред.
Преимущества перед ненаполненным ПТФЭ
Армирование коксом и углеродным волокном снижает деформацию под нагрузкой в 2–3 раза по сравнению с фторопластом-4. Теплопроводность возрастает в 2–3 раза, что улучшает отвод тепла из зоны трения и предотвращает локальный перегрев при высоких скоростях скольжения. Износостойкость при сухом трении увеличивается в 3–5 раз. Втулки сохраняют размерную стабильность при длительной эксплуатации под давлением до 15–20 МПа.
Технология изготовления и монтажа
Втулки изготавливаются методом прессования заготовок с последующим спеканием и механической обработкой. Посадочные размеры выполняются с допуском H8–H9 по внутреннему диаметру. Монтаж производится запрессовкой в корпус с натягом 0,02–0,05 мм или свободной установкой с фиксацией от проворота. При сборке не допускается ударное нагружение кромок во избежание сколов. Рекомендуемый зазор в сопряжении вал–втулка — 0,05–0,15 мм в зависимости от диаметра и температурного режима.
Вопросы и ответы
При какой максимальной нагрузке работают втулки из Фторопласт-KU?
Допустимое удельное давление составляет 15–20 МПа при температуре до +100 C и снижается до 5–8 МПа при +200 C. При превышении нагрузки возрастает интенсивность ползучести.
Требуется ли смазка при эксплуатации?
Втулки из Фторопласт-KU работоспособны без смазки благодаря низкому коэффициенту трения. Введение смазки допускается и снижает износ, но не является обязательным условием.
Какой зазор необходим при установке втулки в корпус?
Рекомендуемый монтажный зазор между валом и втулкой — 0,05–0,15 мм. Натяг при запрессовке в корпус — 0,02–0,05 мм. Точные значения определяются расчётом с учётом температурного расширения.
Сохраняет ли материал свойства при контакте с кислотами и щелочами?
Фторопласт-KU химически инертен к большинству агрессивных сред, включая концентрированные кислоты, щёлочи и органические растворители, за исключением расплавов щелочных металлов и элементарного фтора.
