TORLON - Solvay Plastics

Verschleißfeste Anwendungen
Einführung in verschleißfestes TORLON PAI
Durch die verschleißfesten TORLON-Werkstoffe 4301, 4275 und
4435 eröffnen sich neue Möglichkeiten bei der Konstruktion von
beweglichen Teilen. Diese Materialien verfügen über eine hohe
Druckfestigkeit und einen hohen Druckmodul, eine
außerordentlich geringe Kriechneigung und eine hervorragende
Retention von Festigkeit und Modul bei erhöhten Temperaturen.
Die selbstschmierenden Eigenschaften sowie niedrige
Wärmeausdehnungskoeffizienten machen sie zu einer
erstklassigen Wahl für stark belastete Verschleißoberflächen.
TORLON PAI-Lager arbeiten zuverlässig in geschmierten,
ungeschmierten und schwach geschmierten Anwendungen.
Einige typische Anwendungen für diese einzigartige
Eigenschaftenkombination sind Gleitlager, Anlaufscheiben,
Dichtringe, Schaufeln, Ventilsitze, Buchsen und Reibbeläge.
Lagerkonstruktion
Wenn sich zwei Festkörper gegeneinander bewegen, ist ein
gewisser Verschleiß unvermeidbar. Die Kräfte, die die Gleitflächen
zusammendrücken (Druck) und die Gleitgeschwindigkeit
beeinflussen die Abnutzung.
Verschleißrate
Die Verschleißrate kann entsprechend der folgenden Gleichung
mit Druck und Geschwindigkeit in Beziehung gesetzt werden:
t = KPVT
Wobei:
t = Verschleiß
K = Verschleißfaktor, bestimmt bei gegebenem P und V
P = Flächenpressung
V = Gleitgeschwindigkeit
T = Zeit
Anhand dieser Gleichung erscheint der Verschleiß direkt
proportional zur Flächenpressung und Gleitgeschwindigkeit.
Das würde zutreffen, wenn der Verschleißfaktor K konstant wäre.
Für die meisten Polymere ist der Verschleißfaktor jedoch nicht
konstant und variiert mit Flächenpressung und Gleitgeschwindigkeit.
Die Gleichung ist nur brauchbar für die Berechnung des
Verschleißgrades bei bestimmten PV-Bedingungen, ausgehend
von der Verschleißrate der jeweiligen PV-Bedingungen und der zu
erwartenden Lebensdauer, korrigiert um den auf die Anwendung
bezogenen Korrekturfaktor.
Berechnung von Flächenpressung und Gleitgeschwindigkeit
Gleitlager
Eine typische Gleitlageranwendung besteht aus einem Ringlager
um eine drehende Welle. Um die Gleitgeschwindigkeit in Metern
pro Minute zu berechnen, multipliziert man den
Wellendurchmesser in Millimeter mit Umdrehungen pro Minute
(U/min) und anschließend mit dem Faktor 0,003144. Beispiel:
Eine 13-mm-Welle, die sich mit 1200 U/min dreht, hat eine
Gleitgeschwindigkeit von 49 Metern pro Minute oder (durch 60
dividiert) 0,8 Meter pro Sekunde.
Um die Flächenpressung zu berechnen, wird die Gesamtbelastung
durch die Fläche geteilt. Bei Ringlagern wird normalerweise die
projizierte Fläche verwendet, so dass die Ringlänge mit dem
Innendurchmesser des Lagers multipliziert wird (siehe
Abbildung 39). Der Druck wird gewöhnlich in Pascal angegeben,
was Newton pro Quadratmeter entspricht.
Abbildung 39
Berechnung der projizierten Fläche des Gleitlagers
Innendurchmesser
Projizierte Fläche
Länge
Anlaufscheiben
Um die Gleitgeschwindigkeit einer Anlaufscheibenanwendung zu
berechnen, wird normalerweise der mittlere Durchmesser zur
Bestimmung der Länge pro Umdrehung verwendet. Beispiel: Eine
Anlaufscheibe mit einem Außendurchmesser von 70 mm und
einem Innendurchmesser von 50 mm hat einen mittleren
Durchmesser von 60 mm. Der Gleitweg pro Umdrehung wird
durch Multiplikation dieses Durchmessers mit π oder 3,14
berechnet. Anschließend wird der mittlere Durchmesser in
Millimetern mit 3,14 und der Drehzahl multipliziert und danach
durch 60.000 geteilt, um die Geschwindigkeit in Metern pro
Sekunde zu erhalten. Bei einer Drehzahl von 100 U/min beträgt
die Geschwindigkeit 60 x 3,14 x 100 ÷ 60.000 oder 0,31 Meter
pro Sekunde.
Abbildung 40
Anlaufscheibe – Beispielberechnung
70 mm
SI-Einheiten
Fläche = π x (70/2)² – π x (50/2)²
Fläche = 3,14 x (1225 – 625)
Fläche = 3,14 x 600
Fläche = 1884 mm²
Fläche = 0,001884 m²
50 mm
Verschleißfeste Anwendungen – 26 – Solvay Advanced Polymers, L.L.C.