Przedstawione tutaj dane techniczne tyczą się głównie elementów standardowych ELESA+GANTER, wytworzonych z tworzyw sztucznych i metali.
Do produkcji elementów z tworzyw sztucznych stosowane są głównie dwie metody:
• Termiczne utwardzanie dla Duroplastów
• Formowanie wtryskowe dla Technopolimeru.
Procesy podstawowe mogą być uzupełnione przez takie operacje jak obróbka maszynowa, wykończenie, montaż, dostosowanie wyglądu produktu przez Tampo-druk, odpowiednie zapakowanie w celu ochrony w czasie transportu i identyfikacji.
DUROPLASTS: na bazie Fenolu (PF), materiały fenolowe termoutwardzalne, utwardzanie następuje w trakcie formowania i jest nieodwracalne.
TECHNOPOLIMER: tworzywa termoplastyczne które, zależnie od składu chemicznego zapewniają
szeroki zakres mechanicznych, termicznych i technologicznych właściwości. Proces przekształcania
polega na stopieniu tworzywa, wtłoczeniu do formy oraz schłodzeniu (krystalizacji). Sam materiał
ma niewielki wpływ na środowisko naturalne ponieważ może zostać poddany recyklingowi (proces
odwracalny).
Główne rodzaje Technopolimerów stosowanych przez ELESA+GANTER |
||||||
PA |
PA-T |
PP |
POM |
PC |
PBT |
TPE |
Wzmocniony włóknem szklanym poliamid, wysokoudarowe poliamidy, super polimery na bazie poliamidu |
Specjalny przezroczysty poliamid |
Polipropylen wzmocniony włóknem szklanym lub z dodatkami mineralnymi |
Żywica acetalowa |
Specjalny poliwęglan |
Specjalny poliester |
Termoplastyczny elastomer |
DUROPLAST: Zastosowanie wypełniaczy mineralnych i włókna szklanego oraz odpowiedni dobór żywicy acetalowej daje produkt o doskonałej wytrzymałości mechanicznej i odporności na uderzenia.
TECHNOPOLIM ER: bogaty wybór podstawowych polimerów i możliwość łączenia ich ze wzmacniającymi dodatkami, daje szeroki zakres wytrzymałości mechanicznych, odporności na uderzenia, odkształcenia i zmęczenie materiału.
Wytrzymałości mechanicznych komponentów wtopionych w wymienione wyżej tworzywa, patrz rozdział 4. WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE ELEMENTÓW Z TWORZYWA.
Zastosowanie materiałów termoutwardzalnych i wzmocnionych termoplastycznych polimerów z wysoką odpornością termiczną, pozwala firmie ELESA+GANTER wytwarzać produkty o wysokiej stabilności termicznej i ograniczonej zmienności fizycznej zarówno przy wysokich jak i niskich temperaturach.
Sugerowany zakres temperatury pracy dla każdego produktu z tworzywa pokazanego w katalogu jest oznaczony symbolem „Temperatura” (widocznym po lewej stronie).
W tym zakresie temperatury:
• Materiał jest stabilny i nie ulega zniszczeniu
• Użytkownik nie napotyka żadnych problemów w funkcjonowaniu elementu
Wytrzymałość mechaniczna, odporność na uderzenia, maksymalny moment obrotowy i maksymalne siły obciążeniowe podane w katalogu zostały osiągnięte w testach laboratoryjnych przeprowadzonych w otoczeniu o temperaturze 23º i względnej wilgotności 50%. Wartości te mogą się różnić w innych warunkach otoczenia dlatego też klienci są odpowiedzialni za przeprowadzenie własnych testów jeżeli elementy mają być użytkowane w specyficznych warunkach.
Podstawowy zakres temperatur pracy różnych typów tworzyw podany jest poniżej:
| Duroplast (PF) | od -20 do 100º /110º |
| Specjalny, wysokoudarowy technopolimer na bazie polipropylenu (PP) |
od 0º do 80º /90º C |
| Wzmocniony włóknem szklanym technopolimer na bazie polipropylenu (PP) |
od 0º do 80º /90º C |
| Technopolimer na bazie poliamidu (PA) | od -20º C do 90º C |
| Wzmocniony włóknem szklanym Technopolimer na bazie poliamidu (PA) |
od -30º C do 130º /150º C |
| Wzmocniony włóknem szklanym Technopolimer na bazie poliamidu (PA) do wysokich temperatur |
od -30º C do 200º C |
Dla produktów ze specjalnymi wymaganiami funkcjonalnymi, sugerowane jest zawężenie zakresu dopuszczalnej temperatury pracy.
DUROPLAST: Materiał wykończony na połysk gwarantuje doskonałą jakość powierzchni nawet w trakcie długotrwałego kontaktu z materiałami ściernymi i wiórami powstającymi w trakcie obróbki mechanicznej.
TECHNOPOLIMER: Twardość powierzchni jest mniejsza niż w przypadku Duroplastu, ale w skali Rockwella jest to 60-98 (typ M). Technopolimer jest jednak twardszy i posiada większą odporność na uderzenia niż Duroplast.
Niektóre z tabel w rozdziale 12 opisują odporność tworzyw na różne czynniki chemiczne (kwasy, rozpuszczalniki, smary, paliwa) przy temperaturze otoczenia 23 º.
Tabele na stronach A25, A26, A27 i A28 wykazują 3 klasy odporności:
• Dobra odporność = właściwości funkcjonalne i estetyczne elementu pozostają niezmienione.
• Średnia odporność = właściwości funkcjonalne i/lub estetyczne zmieniają się w zależności od typu produktu i warunków pracy.
• Słaba odporność = produkt podatny na czynniki chemiczne, nie rekomendowany do użycia.
Jako generalną zasadę przyjęło się, że odporność chemiczna zmniejsza się podczas wzrostu temperatury i obciążenia. Przetestowanie produktów na czynniki chemiczne jest ważne przy zastosowaniu ich w wysokich temperaturach i wysokim obciążeniu mechanicznym.
W większości przypadków, elementy standardowe ELESA+GANTER nie stosuje się w aplikacjach
zewnętrznych. Jednakże, w zależności od właściwości materiałów i pomiarów wykonanych w
procesie projektowania, produkty te mogą być stosowane na powietrzu, gdzie będą narażone na
różne czynniki atmosferyczne:
• Nagłe zmiany temperatury:w zakresie sugerowanej temperatury dla każdego produktu, nagłe
zmiany temperatury nie stwarzają problemów w przypadku wytrzymałości na uderzenia.
• Obecność wody lub wilgoci może spowodować proces hydrolizy i absorpcję pewnego procenta
wody/wilgoci aż do stanu równowagi. Może to zmienić pewne właściwości mechaniczne produktu.
Przykłady materiałów pochłaniających wilgoć to poliamidy (PA), przezroczyste poliamidy (PA-T, i
PA-T AR) oraz duroplast (PF).
Produkty wytworzone z tych materiałów mogą ulec delikatnym zmianom wymiarowym w
zależności od ilości wchłoniętej wody. Podczas fazy projektowej, ELESA+GANTER bierze pod
uwagę możliwe zmiany w celu zminimalizowania ich efektów i zagwarantowania zgodności z
podaną specyfikacją techniczną. Wchłanianie wody powoduje znaczny wzrost odporności na
uderzenia.
Podane polimery nie wchłaniają wody: polipropylen (PP), termoplastyczny elastomer (TPE) oraz
żywica acetalowa (POM).
Sporadyczny kontakt z wodą deszczową i późniejsze wysychanie generalnie nie powoduje
jakichkolwiek problemów w wytrzymałości produktu.
W razie użytku zewnętrznego, sugerujemy zapobieganiu zbierania się wody na produkcie.
• Wystawienie na światło słoneczne i promienie UVTesty odporności zostały przeprowadzone
przy użyciu specjalnego sprzętu do przyśpieszonego starzenia, zgodnie ze standardem ISO 4892-2
i przy następujących parametrach:
- Siła promieniowania: 550 [W]/[m]2
- Temperatura wewnętrzna (Black Standard Temperature, BST): 65ºC
- Filtr ZEWNĘTRZNY symulujący wystawienie na otwarte powietrze z niską ochroną na promienie
UV.
- Wilgotność względna: 50%.
Stosunek między godzinami testowania i godzinami rzeczywistego narażenia na warunki zewnętrzne
zależy oczywiście od warunków atmosferycznych danej strefy geograficznej. Biorąc za podstawę
porównawczą Średnią Dzienną Dawkę Promieniowania (ARED) , wartości odpowiadające przyjęte na
skali międzynarodowej zawierają:
- Godziny odpowiadające Miami = wysokie natężenie światła, typowe dla krajów o klimacie
tropikalnym lub równikowym (ARED = 9.2 Mj/m²)
- Godziny odpowiadające Europy Środkowej = średnie natężenie światła, typowe dla klimatu
kontynentalnego (ARED = 2 Mj/m²).
Na końcu przedłużonych testów w laboratoriach ELESA+GANTER, została zmierzona zmiana w
wytrzymałości mechanicznej (wytrzymałość na skręcanie, odporność na uderzenia).
Generalnie, rezultaty wykazały że wytrzymałość mechaniczna produktów z poliamidu (PA),
polipropylenu (PP) i Duroplastu (PF) nie zmniejszyła się znacznie (po wystawieniu na promieniowanie
UV).
Co do względów estetycznych próbek wykorzystanych w testach, w niektórych przypadkach
nastąpiła niewielka zmiana w wyglądzie powierzchni. Dla dalszych informacji na temat starzenia się
produktów prosimy skontaktować się z działem technicznym ELESA+GANTER.
Powszechnie stosowaną klasyfikacją reakcji tworzywa na płomienie jest podział ustalony przez UL (Underwriters Laboratories, USA). Testy te nazywają się UL-94 HB i UL-94 V i wyróżniają cztery typy reakcji na płomienie: HB, V2, V1 i V0 ze stopniowo zwiększanym poziomem odporności na płomienie.
UL-94 HB (spalanie poziome)
Test polega na doprowadzeniu trzech standardowych próbek tworzywa (w pozycji poziomej ustawionej pod kątem 45º w odniesieniu do ich osi) do 30-sto sekundowego kontaktu z płomieniem zastosowanym na ich spodniej wolnej krawędzi. Na próbkach widoczne są dwa zaznaczone odcinki w standardowych długościach od wolnego końca.
Materiał może zostać sklasyfikowany jako HB jeśli, dla każdej z trzech próbek, można zastosować następujące warunki:
- prędkość spalania między dwoma punktami nie przekracza określonej wartości standardowej (zależnej od grubości testowanych próbek).
- płomień gaśnie przed osiągnięciem dalszego punktu od wolnej krawędzi (tj. od punktu zapalnego).
UL-94 V (spalanie pionowe)
Test polega na wejściu pięciu standardowych próbek (w pozycji pionowej) w kontakt z płomieniem zaaplikowanym na ich spodniej wolnej krawędzi dwa razy po 10 sekund. Pod każdą z próbek kładziony jest kawałek wełny. Mierzone są następujące parametry:
- czas potrzebny do ugaszenia każdej próbki po każdym zaaplikowaniu płomienia,
- suma czasu potrzebnego do ugaszenia pięciu próbek (biorąc pod uwagę obie aplikacje płomienia),
- czas żarzenia każdej próbki po zastosowaniu drugiego płomienia,
- czy jakikolwiek kawałki materiału wyciekł na kawałek wełny ryzykując jej zapalenie.
Klasyfikacja tworzyw UL |
||||
UL-94 HB |
Dla każdej z trzech próbek, prędkość spalania między dwoma odcinkami nie przekracza standardowej prędkości zależnej od grubości próbki | |||
Dla każdej z trzech próbek, płomień jest ugaszony przed osiągnięciem dalszego znaku od miejsca zaaplikowania płomieniania |
||||
UL-94 V |
V2 |
V1 |
V0 |
|
| Czas wymagany do ugaszenia każdej próbki po zaaplikowaniu płomienia | ≤ 30 s |
≤ 30 s |
≤ 10 s |
|
| Suma czasu potrzebnego do ugaszenia pięciu próbek (biorąc pod uwagę oba użycia płomienia) | ≤ 250 s |
≤ 250 s |
≤ 50 s |
|
| Czas żarzenia się każdej próbki po użyciu drugiego płomienia | ≤ 60 s |
≤ 60 s |
≤ 30 s |
|
| Obecność jakiegokolwiek wycieku materiału z próbki na materiał wełniany rozłożony pod tą próbką i ryzyko jej zapalenia | TAK |
NIE |
NIE |
|
Zmienne które mają wpływ na reakcję na płomień uwzględniają grubość próbek i kolor materiału (mogą zaistnieć różnice między materiałem w kolorze naturalnym a materiałem w kolorze sztucznym i różnice zależne od grubości próbki w tym samym kolorze).
Żółta karta:jest to dokument wydany przez Underwriters Laboratory certyfikujący reakcję tworzywa na płomienie, poprzedzony testami laboratoryjnymi. Umożliwia to oficjalne rozpoznanie odporności tworzywa na płomień.
„Żółta karta” wykazuje nazwę markową produktu, wytwórcę i numer ID, znany jako UL File Number.
Odporność na płomień jest certyfikowana dla wyróżnionej grubości materiału i koloru.
Niektórzy producenci przeprowadzają testy ogniowe w niezależnych laboratoriach używając tych samych metod co Underwriters Laboratories. W takich przypadkach producent wydaje deklarację zgodności, ale nie zamieszcza Żółtej Karty.
Istnieje grupa elementów firmy ELESA+GANTER z klasyfikacją UL-94 V0 oznaczoną pokazanym z lewej strony symbolem AE-VO.
Większość produktów firmy ELESA+GANTER z nie podaną specyfikacją jak wyżej, posiada kategorię UL94-HB.
Produkty ELESA+GANTER z oznaczeniem AE-VO są wytworzone z przyjaznych środowisku tworzyw oraz są wolne od PBB (Polibrom Bifenylu), PBDE (Polibromdifenyl Eteru) i w szczególności od Penta- BDE (Pentabromdifenyl Eteru) oraz Octa-BDE (Oktabromdifenyl Eteru).
Tworzywa są z reguły dobrymi izolatorami. Jest to szczególnie użyteczne w zastosowaniach elektromechanicznych, gdzie wyroby z tworzywa świetnie zastępują produkty z metalu.
Stopień izolacji materiału warunkowany jest przez:
Oporność powierzchniową
Oporność objętościową
Tabela poniżej klasyfikuje materiały na podstawie oporności powierzchni [Ω].
Typowe wartości kilku tworzyw stosowanych przez ELESA+GANTER:
Materiał |
Właściwość |
Stan materiału |
Metoda pomiaru |
Wartość |
30% włókno
szklane PA |
Oporność powierzchniowa |
Suchy |
IEC93, 23°C |
1013Ω |
Wilgotny (50% RH zrówn.) |
1011Ω |
|||
Oporność objętościowa |
Suchy
|
1015Ω cm |
||
Wilgotny (50% RH zrówn.) |
1011Ω cm |
|||
20% wypełniacz
mineralny PP |
Oporność powierzchniowa |
Wilgotny (50% RH zrówn.) |
ASTM D257 |
1013Ω |
Przy odlewaniu technopolimeru, łatwiej jest wykonać produkt z matową powierzchnią, na której nie widać żadnych wad estetycznych takich jak zagłębienia czy miejsca połączeń.
Jednakże wykończenie matowe sprawia że trudniej jest wyczyścić dany produkt. Elementy z technopolimeru firmy Elesa+Ganter posiadają matowe wykończenie wysokiej jakości co sprawia że łatwo je wyczyścić. Pewne grupy technopolimerów zostały wyprodukowane z wykończeniem na połysk tak, że pozostają czyste przez długi czas.
Przez kilka ostatnich lat, narodowe i międzynarodowe instytucje normalizacyjne wydały szereg przepisów do kontrolowania substancji szkodliwych dla człowieka lub środowiska oraz dla bezpieczeństwa pracy w sektorze przemysłowym.
Dział Techniczny ELESA+GANTER jest w stanie zaoferować informacje techniczne dotyczące Międzynarodowych Standardów:
Dyrektywa Europejska 2000/53/CE znana także jako dyrektywa ELV (Koniec okresu eksploatacji), która odnosi się do przemysłu motoryzacyjnego. Stosuje się do stopniowego ograniczenia ilości metali ciężkich (Pb, Cd, Hg i Cr6) obecnych w pojazdach.
Dyrektywa Europejska 2002/95/CE, znana także jako dyrektywa RoHS (Ograniczenie substancji niebezpiecznych), stosowana w sektorze wyposażenia elektrycznego i elektronicznego. Stosuje się ją do stopniowego ograniczenia ilości metali ciężkich (Pb, Cd, Hg i Cr) oraz halogenów typu PBB i PBDE obecnych w komponentach używanych w przemyśle elektrycznym i elektronicznym.
Dyrektywa Europejska 94/9/CE (znana także jako dyrektywa ATEX), dla produktów stosowanych w środowiskach zagrożonych wybuchem.
Dyrektywa WEEE (Zużyty Sprzęt Elektryczny i Elektroniczny) Dyrektywa Europejska REACH (Rejestracja, Ocena, Autoryzacja i Udzielenie Zezwolenia na Chemikalia) nr 1907/2009 z 18/12/2006 dotycząca stosowania substancji chemicznych.
Trwające badania i próby z nowymi materiałami oferującymi wysoką wydajność jest zasadą ciągłego udoskonalania na której bazuje System Jakości ELESA+GANTER. Nasze partnerstwo zJ wiodącymi producentami tworzyw i stosowanie symulacji procesów mechanicznych, pozwala nam na zaoferowanie materiałów, które najlepiej spełnią wymagania Klienta.
Duża część elementów firmy ELESA+GANTER wykonana jest z metalu. Elementy z tworzywa często posiadają wkładki lub części z metalu. Tabele w rozdziale 12 (od str. A16) opisują skład chemiczny i wytrzymałość mechaniczną używanych metali.
Wykończenie powierzchni wkładek metalowych i innych części: powierzchnia wkładek metalowych jest generalnie obrabiana tak by zapewnić im maksymalną ochronę przed czynnikami środowiskowymi, oraz po to by podnieść ich wartości estetyczne i funkcjonalne.
Obróbka ochronna składa się z:
• Polerowania tulei i piast
• Cynkowania trzpieni gwintowanych (Fe/Zn 8 zgodnie ze standardem UNI ISO 2081)
• Chromowania na mat dźwigni oraz trzonów rękojeści obrotowych
Części metalowe wykonane z mosiądzu lub stali nierdzewnej mogą podlegać również takim procesom ochronnym jak: czarne/żółte cynkowanie, niklowanie, niklowanie chemiczne, chromowanie, anodowanie i inne, oraz obróbka cieplna: azotowanie, hartowanie i utwardzanie.
Uszczelki: ELESA+GANTER normalnie używa uszczelek wykonanych z kauczuku butadienowonitrylowego (NBR) lub kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (BUNA N), z twardością sięgającą od 70 do 90 wg. skali Shore’a A zależnie od typu produktu.
Temperatura pracy ciągłej wynosi od -30ºC do +120ºC. Gdy wymagana jest większa odporność chemiczna i termiczna tj. dla produktów HCX.INOX, HCX.INOX-BW i HGFT.HT-PR, uszczelki wykonane są z gumy fluorowej FKM-FPM. Dla sprawdzenia odporności chemicznej, patrz tabele w rozdziale 12 na stronach A26-A27-A28.
Temperatura pracy wynosi od -25ºC do +210 ºC.
Na życzenie i dla odpowiednich ilości, uszczelki płaskie i O-Ringi mogą być wykonane ze specjalnych materiałów, takich jak EPDM, guma silikonowa lub innych:.
Filtry powietrza do korków odpowietrzających (SFC., SFN., SFP., SFV., SFW., SMN. i SMW.):
• Filtr typu TECH-FOAM: pianka poliuretanowa na bazie poliestru, stopień filtracji 40 mikronów, sugerowany do temperatur między -40ºC a +100ºC pracy ciągłej i chwilowo szczytowe temperatury +130ºC. Materiał ten nie pęcznieje w kontakcie z wodą, benzyną, mydłem, detergentami, olejami mineralnymi lub smarami. Niektóre rozpuszczalniki mogą powodować niewielki pęcznienie pianki (benzen, etanol i chloroform).
• Filtr typu TECH-FIL: cynkowane wióry stalowe (jakość zgodnie z DIN 17140-D9-W.N.R. 10312, cynkowane zgodnie z DIN 1548), stopień filtracji 50-60 mikronów.
Właściwości mechaniczne odlewanych komponentów z tworzywa mogą się znacznie różnić zależnie od kształtu i poziomu technologicznego procesu produkcji.
Z tego powodu, zamiast umieszczania tabel zawierających dokładne dane wytrzymałości mechanicznej różnych typów materiału, ELESA+GANTER zdecydowała się informować projektantów o siłach które, w większości przypadków, mogą powodować zniszczenie materiału. Dla większości produktów wartości wytrzymałości mechanicznej wykazane w katalogu są obciążeniami niszczącymi.
Dla niektórych produktów gdzie deformacja jest niebezpieczna , stosowane są dwie wartości:
• “maksymalne obciążenie robocze” poniżej którego deformacja nie wpływa na pracę elementu.
• “obciążenie niszczące” zgodnie z założeniami wykazanymi powyżej.
W takich przypadkach, „maksymalne obciążenia robocze” są wartościami zapewniającymi właściwe działanie, a „obciążenia niszczące” mogą być użyte do testów bezpieczeństwa stosując odpowiednie współczynniki.
Aby ułatwić projektantom wyznaczenie współczynników bezpieczeństwa (zgodnie z typem aplikacji) przy wyznaczaniu wartości obciążeń wzięto pod uwagę zarówno obciążenia stałe (np. przekazywanie momentu obrotowego w przypadku kół ręcznych i wytrzymałość na rozciąganie rękojeści) jak i przypadkowe (np. zderzenie z elementem). Wszystkie zamieszczone wartości wytrzymałościowe zostały uzyskane podczas testów przeprowadzonych w laboratoriach ELESA+GANTER, przy kontrolowanej temperaturze i wilgotności powietrza (23ºC – wilgotność względna 50%), przy pewnych warunkach pracy i stosując obciążenie statyczne w określonym czasie.
Projektant musi więc założyć adekwatne do warunków pracy współczynniki bezpieczeństwa (wibracje, obciążenia dynamiczne, wysokie temperatury pracy). Projektant jest w ten sposób odpowiedzialny za właściwe dobranie elementów.
Dla określonych tworzyw termoplastycznych, których charakterystyki zmieniają się znacznie wraz z zawartością wchłoniętej wilgoci (patrz paragraf 1.5), testy udarnościowe przeprowadzano na próbkach przygotowanych zgodnie z ASTM-D 570 tak, że zawartość wody odpowiada równowadze przy temperaturze otoczenia 23°C i wilgotności względnej 50%.
Nośność elementów poziomujących (naprężenia robocze):
element poziomujący (stopa) jest składany i mocowany w urządzeniu testowym. Jest wtedy poddawany siłom ściskającym o powtarzalnych i wzrastających wartościach
aż do zniszczenia lub całkowitego zniekształcenia.
Wytrzymałość na skręcanie (naprężenia robocze):
specjalny dynamometr przykłada narastający moment skręcający do kółka jak pokazano na rysunku .1.
Uzyskane w czasie prób wartości średnie, wyspecyfikowane osobno dla każdego modelu, umieszczono w tabelach jako C [Nm].
Odporność na uderzenia (udarność):
z użyciem specjalnego oprzyrządowania – rysunek 2. Średnie wartości niszczące L [J] wyznaczone dla każdego modelu zostały umieszczone w tabelach.
W testach tych odważnik w kształcie walca z zaokrąglonym czołem, o masie 0.680 kg (6.7 N) był spuszczany swobodnie na obrzeże kółka (w każdej kolejnej próbie wysokość opadania zwiększana była o 0.1 m).
Wytrzymałość na rozciąganie uchwytów (naprężenia robocze):
Test ten polega na zamocowaniu uchwytu na dynamometrze i zastosowaniu dwóch typów sił:
• Prostopadła do osi zamocowanych śrub (F1). Siła jest połączeniem ciągnięcia i zginania.
• Równoległa do osi zamocowanych śrub (F2). Obciążenie
wywołane przez elektroniczny dynamometr wzrasta stopniowo
aż do osiągnięcia deformacji elementu w zakresie 20mm/min.
Przy projektowaniu wtopek metalowych główny nacisk kładziony był na osiągnięcie maksymalnej ich przyczepności do tworzywa sztucznego. Zastosowano radełkowanie w kształcie diamentu dostosowując jego kształt, skok i głębokość do rodzaju przenoszonych obciążeń. Ten typ radełkowania zapewnia najtrwalsze ustalenie osiowe oraz odporność na naprężenia promieniowe (przekręcanie się wtopki podczas przenoszenia momentu obrotowego) (Rys. 3).
Gwintowane trzpienie osadzane w elementach z tworzywa posiadają specjalne pogrubienie na końcu gwintowanej części. Wystaje ono kilka dziesiętnych milimetra poza obrzeże tworzywa, tworząc powierzchnię oporową dla gwintu. Rozwiązanie takie zapobiega powstawaniu naprężeń osiowych między radełkowaną wtopką a tworzywem.
Sposoby montażu stwarzające optymalny zacisk:
Tworzywowa główka (lub wieniec) pokrętła nie powinna spoczywać na dociskanej powierzchni. W ten sposób trzpień lub gwintowana wtopka nie są poddawane nieprawidłowemu skręcaniu (efekt „korkociągu”) przy zastosowaniu siły rozciągającej. Metalowy trzpień (lub wtopka gwintowana) jest wtedy poddawany sile zaciskającej pokrętło.
Tworzywowa główka (lub wieniec) pokrętła spoczywa na zaciskanej powierzchni i trzpień lub wtopką gwintowana są wtedy poddawane obciążeniu osiowemu (efekt „korkociągu”), może to uszkodzić jego zakotwienie. Wartości takich naprężeń są zawsze większe od maks. obciążeń podczas normalnego (prawidłowego) użytkowania. Konstruktorzy, biorący pod uwagę nieprawidłowe zastosowanie, powinni unikać sytuacji przedstawionych nr 5-6-7.
W pokrętłach gdzie muszą być wykonane otwory przelotowe (typ FP), wtopka jest ustawiona w ten sposób że obróbka otworu lub wykonanie rowka wpustowego oddziałuje tylko na część metalową, bez konieczności obróbki części z tworzywa.
Wszystkie trzpienie gwintowane firmy ELESA+GANTER posiadają sfazowany koniec zgodnie z ISO 4753 (Rys.4).
Na życzenie i dla odpowiednich ilości mogą zostać wyprodukowane trzpienie z innymi końcami pokazanymi na rys.5 o wymiarach wyszczególnionych w tabeli obok (zgodnie z ISO 4753).
SYSTEM ODNIESIENIA TO SYSTEM ISO – OTWÓR STAŁY
• Otwory gładkie w piastach pokręteł i kół ręcznych..
Dla niektórych, najbardziej popularnych modeli dostępne są różne typy znormalizowanych otworów, dzięki czemu użytkownik nie musi ponosić dodatkowych kosztów przed zamontowaniem produktu. Zazwyczaj otwory wiercone są w tolerancji H7, czasami w H9. Tolerancje otworów wykazywane są zawsze w tabelach wyrobu w kolumnie z ich wymiarami. Gdy trudno jest zaproponować najlepszy typ otworu, który odpowiadałby wymogom dotyczącym montażu, ELESA+GANTER dostarcza wyrób z otworem o dużo mniejszej średnicy lub z piastą bez otworu.
• Gwintowane otwory w metalowych wtopkach i trzpienie gwintowane.
Są wykonywane według norm ISO ze standardową długością skręcania (patrz tabela w rozdziale 12, strona A19).
- otwory gwintowane we wtopkach metalowych = tolerancja 6H,
- trzpienie gwintowane lub trzpienie rękojeści obrotowych = tolerancja 6g
TOLERANCJE OTWORÓW GŁADK ICH UFORMOWANYCH W CZĘŚCIACH Z TWORZYWA SZTUCZNEGO
• Otwory gładkie (rękojeści z przelotowymi otworami).Mimo problemów z zachowaniem tolerancji w wyniku różnych czynników, które mają wpływ na proces formowania i jego efekt końcowy, średnice otworów wykonuje się zwykle w tolerancji C11. Wówczas rękojeści można zakładać bezpośrednio na trzpień wykonany z pręta ciągnionego. Jeśli trzpień (wałek) toczony jest z pręta o większej średnicy, to zaleca się zachowanie tolerancji h11. Montaż jest łatwy i szybki, a koszty niewysokie.
• Otwory gwintowane (uformowane w tworzywie sztucznym, rękojeści bez metalowych wtopek, do nakręcania na gwintowane trzpienie) wykonane są zwykle trochę ciaśniej, aby zapewnić silne osadzenie w temperaturze otoczenia.
• Gwinty zewnętrzne (dla korków odpowietrzających lub wskaźników poziomu ze śrubami z tworzywa). W tych przypadkach tolerancje muszą być obniżone z uwzględnieniem absorpcji wilgoci przez plastik, jednak w praktyce nie ma to wpływu na montaż części.
Pokazane na rys. 7 radełkowania zostały usunięte ze wszystkich modeli naszych rękojeści.
Radełkowanie to pozwala ukryć wypływki i zmniejsza koszty obróbki wykończeniowej. Jakkolwiek z funkcjonalnego i ergonomicznego punktu widzenia to rozwiązanie nie jest najlepsze, gdyż przy dłuższym korzystaniu staje się niewygodne dla operatora. Ponadto radełkowanie jest miejscem, gdzie zbiera się brud i kurz, bardzo trudny do usunięcia, co sprawia wrażenie, że pokrętło jest zawsze brudne i mało estetyczne.
Istnieje też rozwiązanie z obwodowym wybrzuszeniem w płaszczyźnie podziału formy (rys. 8) ułatwiającym obróbkę wykończeniową, jednakże jego wady, choć w mniejszym stopniu, niż przy radełkowaniu pozostają.
ELESA+GANTER uznała za praktyczne i zaadoptowała tylko dwa rozwiązania:
- wykończenie całkowicie gładkie: (rys. 9) mimo, że jest to metoda droższa ze względu na konieczność obróbki (usuwanie szwu), to jednak dzięki wygładzaniu i polerowaniu uzyskuje się wygodniejszy chwyt, a powierzchnia jest łatwa do utrzymania w czystości.
- nacięcie rowka obwodowego: (rys. 10) jest to metoda ekonomiczniejsza, gdyż wymaga jedynie wcinania rowka na tokarce w celu usunięcia wypływki; nie potrzeba dodatkowej obróbki, gdyż dobra jakość powierzchni eliminuje polerowanie.
Wydłużone rękojeści czy to stałe (na końcach dźwigni) czy też obrotowe są zawsze gładkie i nie posiadają rowków ani radełkowań (rys. 11), co sprawia że łatwiej operować i chwytać rękojeść. W przypadku rękojeści obrotowych jakiekolwiek radełkowanie czy zagłębienia męczą dłoń operatora oraz zbierają trudny do usunięcia kurz i brud.
Do mocowania rękojeści na trzpieniu stosowane są rozmaite systemy połączeń:
• Rękojeść z mosiężną wtopką i trzpień gwintowany.
• Rękojeść z gwintem uformowanym w tworzywie i trzpień gwintowany.
• Rękojeść ze specjalną tulejką zaciskową z technopolimeru i trzpień gładki, bez gwintu (oryginalna konstrukcja ELESA) z pręta ciągnionego (tolerancja h9 wg ISO): połączenie wciskowe. To rozwiązanie zabezpiecza rękojeść przed obluzowaniem, zarówno wskutek wibracji, jak i przypadkowego obracania gałki ręką operatora.
Elementy z gwintem uformowanym w tworzywie maja tę zaletę, że średnica ich gwintu jest minimalnie mniejsza od średnicy śruby, na której mają być montowane.
Oznacza to, że podczas nakręcania rękojeści w temperaturze pokojowej powstaje sprężysty i efektywny zacisk. Jeszcze lepszy efekt można uzyskać przez podgrzanie rękojeści do ok. 80° - 90°C przed samym nakręceniem na trzpień. Ta metoda nie tylko pozwala na łatwiejszy montaż w wyniku rozszerzalności cieplnej tworzywa ale i daje w rezultacie ścisłe dopasowanie gwintów w trakcie stygnięcia. Innym czynnikiem wpływającym na jeszcze ściślejsze unieruchomienie są nierówności gwintu na trzpieniu.
Rozwiązanie z tulejką zaciskową z technopolimeru (Rys. 12) jest najskuteczniejszą metodą zapobiegającą obluzowaniu rękojeści w czasie używania. Elastyczna tulejka mocująca rękojeść na wałku nie ulega wpływowi wibracji i mocowanie jest ścisłe. Ponadto rękojeść nie obluzuje się nawet przy dużych obciążeniach osiowych. Rezultaty przeprowadzonych w naszych laboratoriach badań i testów potwierdzają zasadność mocowania z użyciem technopolimerowych tulejek zaciskowych (Rys. 13 i 14).
Rys. 13 pokazuje zależność siły [N] potrzebnej do ściągnięcia rękojeści od średnicy trzpienia (mm), (po odtłuszczeniu trzpienia trójchloroetylenem i wysuszeniu). Dwie krzywe reprezentują najmniejszą i największą wartość siły uzyskaną dla 100 prób z gałką z otworem o średnicy 12mm. Wartości siły osiowej w zacieniowanej strefie A odpowiadają wymiarom wałka dla tolerancji (h9).
Rys. 14 pokazuje wartość średniej siły osiowej potrzebnej do rozłączenia w zależności od stanu powierzchni trzpienia. Zanieczyszczenie trzpienia olejem lub resztkami emulsji zmniejsza wartość siły potrzebnej do ściągnięcia rękojeści. Ale nawet w takich warunkach siła potrzebna do ściągnięcia rękojeści pozostaje znaczna i gwarantuje pewne działanie. Użycie tego typu rękojeści obniża koszty, gdyż nie jest wymagane gwintowanie trzpienia, a specjalna zaciskowa wstawka z technopolimeru
pozwala na elastyczne połączenie, podczas gdy zewnętrzna część rękojeści zachowuje twardość i walory tworzywa termoutwardzalnego.
Instrukcja montażu: ostrożnie nasunąć rękojeść na koniec lekko sfazowanego trzpienia, wcisnąć ile się da ręką, a na koniec dobić drewnianym lub plastikowym młotkiem do oporu. Jeśli rękojeść jest montowana w ten sposób nie obluzuje się nawet przy ciągłych wibracjach, a równocześnie można ją zdemontować, wybijając w drugą stronę.
Tworzywo sztuczne słabo przewodzi ciepło, a jego współczynnik rozszerzalności cieplnej jest inny niż w przypadku wtopek metalowych. Dlatego przy obróbce mechanicznej otworów należy postępować tak, aby nie dopuścić do przegrzania się piast i tulei: faktycznie wytwarzane ciepło nie ulega rozproszeniu i części metalowe rozszerzają się, powodując naprężenia tworzyw sztucznych, co osłabia wytrzymałość konstrukcji (duroplasty).
Ponadto, w przypadku tworzyw termoplastycznych (technopolimerów) może zostać osiągnięta temperatura zbliżona do tej, w której ulegają one uplastycznieniu, stwarzając ryzyko obluzowania się metalowej wtopki.
W związku z tym zawsze należy dobierać szybkość i posuw skrawania tak, aby nie powodowały one nadmiernego miejscowego nagrzewania się, oraz stosować intensywne chłodzenie wtedy, gdy średnica i głębokość otworów jest duża w stosunku do rozmiarów wtopki.
W celu zachowania maksymalnego połysku powierzchni zalecamy, aby po zakończeniu procesu obróbki mechanicznej unikać pozostawiania na dłuższy czas mokrego tworzywa sztucznego i usuwać z powierzchni wszelką pozostającą na nim zemulgowaną wodę. W miarę możliwości należy używać wyłącznie oleju.
Do osadzania niektórych kółek lub pokręteł zazwyczaj potrzebne jest wykonanie czynności obróbkowych:
• O bróbka otworu osiowego w piaście (otwór nieprzelotowy). Przy obróbce otworu we wbudowanej metalowej piaście zawsze należy unikać działania przedstawionego na rys. 15, ponieważ zarówno podczas czynności wiercenia, jak i w trakcie mocowania wałka w tworzywie mogą powstać naprężenia, stwarzając ryzyko pęknięcia lub oderwania się części, która została zaznaczona kratką.
Najbardziej racjonalny sposób postępowania został przedstawiony na rys. 16.
 |
Pragniemy zwrócić uwagę, że w przypadku elementów oferowanych przez firmę ELESA+GANTER
ponowna obróbka otworu osiowego zgodnie z odpowiednimi powyższymi warunkami możliwa
jest dzięki temu, że długość wbudowanych tulei jest zawsze podana w tabeli dotyczącej każdego
artykułu. W związku z tym w celu uzyskania odpowiedniej głębokości otworu należy po prostu
sprawdzić dane podstawowe. • O bróbka otworu osiowego w piaście (otwór przelotowy). W przypadku gdy czynność wiercenia ma wpływ nie tylko na metalową piastę, lecz także na warstwę tworzywa stanowiącego osłonę, należy dokładnie wycentrować kółko ręczne i rozpocząć wiercenie od strony tworzywa, gdyż w przeciwnym razie przy wychodzeniu narzędzia z otworu część tworzywa może się wyłamać. • Gwintowanie promieniowego otworu w piaście pod wkręt dociskowy. Powinno ono zostać wykonane zgodnie z powyższą instrukcją. Należy unikać gwintowania metalu i tworzywa sztucznego: lepiej jest wywiercić otwór w tworzywie sztucznym i gwintować tylko wstawkę metalową. Nawiercanie lub gwintowanie tworzywa sztucznego powinno być wykonywane tylko w wyjątkowych sytuacjach. Należy pamiętać, że trudne rozpraszanie się powstałego miejscowo ciepła, również na skutek tarcia pomiędzy tworzywem sztucznym a narzędziem skrawającym, powoduje znacznie gorszą pracę tego ostatniego, a w efekcie szybkie zużycie ostrza (zalecane jest stosowanie narzędzi z węglikami spiekanymi). |
Asortyment elementów oferowanych przez firmę ELESA+GANTER jest niezwykle szeroki, stwarzając projektantom wiele możliwości, jeżeli chodzi o wybór wzornictwa, właściwości i innych parametrów tworzyw, rozmiarów, itd. dzięki czemu mogą oni zaspokajać bardzo różne potrzeby związane z ich zastosowaniami. Mimo to odbiorca może zażyczyć sobie dokonania zmian w standardowym elemencie lub dopasowanie jego koloru do specjalnego zastosowania. W takich wypadkach inżynierowie firmy ELESA+GANTER pozostają do pełnej dyspozycji klienta, aby dostarczać potrzebne mu specjalnie zaprojektowane elementy, które – ze względu na wymagane modyfikacje – muszą jednak być zamawiane w odpowiednich ilościach.
Oprócz koloru czarnego, który jest najczęściej stosowany w przypadku elementów wykonanych z tworzyw sztucznych i metali, bardzo wiele standardowych elementów prezentowanych w niniejszym katalogu dostępne jest również w następujących kolorach:
Uwaga: tabela RAL dotyczy kolorów farb, a więc kolorów z błyszczącą powierzchnią.
Wszystkie wartości pomiarowe testów oparte są na naszym doświadczeniu i testach laboratoryjnych przeprowadzonych w określonych znormalizowanych warunkach oraz w odpowiednim przedziale czasowym.
W związku z tym wszelkie podane wartości należy traktować wyłącznie jako odniesienie pomocne projektantowi przy samodzielnym ustalaniu współczynników bezpieczeństwa w zależności od zastosowania produktu. Projektant oraz kupujący mają obowiązek sprawdzić, czy nasze produkty są odpowiednie dla celów, w jakich mają zostać wykorzystane w rzeczywistych warunkach ich zastosowania.
Informacje dodatkowe
Połączenie elementu napędowego z wałkiem uzyskuje się bardzo często dzięki szpilce lub wkrętowi dociskowemu.
W rezultacie użytkownik staje w obliczu relatywnie wysokiego kosztu, gdyż otwory poprzeczne nie są powszechnie dostępne.
Wyroby z otworami GN 110 są nie tylko oferowane po bardzo konkurencyjnych cenach, ale również oszczędzają dodatkowego projektowania. Jednakże ze względu na kształt niektórych produktów, modyfikacja zgodna z tym standardem nie jest możliwa.
Promieniowe usytuowanie otworów poprzecznych zostało określone tylko dla trzech powyższych grup produktów (dźwigni przełączających, korb i kółek ręcznych).
W przypadku wszystkich innych elementów napędowych mogą być one usytuowane dowolnie.
Otwór na szpilkę d2 H11 jest przystosowany do kołków rozprężnych.
Oznaczenie klasy wytrzymałości składa się z dwóch liczb:
- pierwsza liczba odpowiada 1/100 nominalnej wytrzymałości na rozciąganie w N/mm2 (zob. tabela) - druga liczba pokazuje dziesięciokrotność współczynnika dolnej granicy plastyczności ReL (lub umowna granica plastyczności Rp 0,2) oraz nominalnej wytrzymałości na rozciąganie Rm, nom. (stosunek granicy plastyczności do wytrzymałości na rozciąganie).
Przykład: klasa wytrzymałości 5,8 oznacza minimalną wytrzymałość na rozciąganie Rm = 500 N/mm2
maksymalną granicę plastyczności ReL. = 400 N/mm2
Ponadto, pomnożenie obu liczb daje 1/10 granicy plastyczności w N/ mm2
Klasa wytrzymałości oznaczona jest daną liczbą, która dostarcza informacji o naprężeniu testowym stosowanego materiału:
- dana liczba x 100 = naprężenie testowe Sp
- naprężenie testowe jest równe minimalnej wytrzymałości na rozciąganie w N/mm2 śruby, którą w zestawieniu z odpowiednią nakrętką można obciążyć do minimalnej granicy plastyczności śruby.
Przykład: śruba 8.8 – nakrętka 8, połączenie można obciążyć do minimalnej granicy plastyczności śruby.
Niniejsza norma ISO jest podstawą systemu tolerancji i pasowań. W tabeli znajdują się przeliczone wartości tolerancji w odniesieniu do podstawowego wymiaru.
Zakres zastosowania tabeli ogranicza się do gładkich powierzchni cylindrycznych lub równoległych powierzchni czy płaszczyzn kontaktowych.
Wartości liczbowe klasy tolerancji ISO (IT) definiują wartość tolerancji i stąd jej zakres. W miarę wzrastania wartości liczb poszerza się pole tolerancji.
W celu identyfikacji położenia pola tolerancji w odniesieniu do wymiaru nominalnego (linii zerowej) używa się numeru klasy tolerancji poprzedzonego literą.
Najczęściej używanym polem tolerancji dla otworów jest H. Oznacza ono, że minimalny wymiar otworu odpowiada wymiarowi nominalnemu, a wymiar maksymalny jest sumą wymiaru nominalnego i pola tolerancji IT.
Przykłady:
otwór 20 H7 = 20 +0.021/0 otwór 8 H11 = 8 +0.090/0
wymiar min: 20.000 wymiar min: 8.000
wymiar maks: 20.021 wymiar maks: 8.090
Wartości momentów odkręcania i dokręcania odpowiadają DIN 267, cz. 27. Są one oparte na próbach dla gwintu bez zacisku wstępnego, z gwintem nakrętki 6H, w temperaturze pokojowej.
Dla długości gwintów I0 <I2 długość I2 skraca się tak, że na końcu gwintu (I1) jeden lub dwa zwoje gwintu są niepowleczone.
Klej wykonany jest z żywicy i utwardzacza znajdujących się w mikrokapsułkach z polimeru, umieszczonych w warstwie czerwonej farby, która jest widoczna na części gwintu.
Podczas czynności wkręcania kapsułki otwierają się pod wpływem ciśnienia spowodowanego tarciem pomiędzy dwoma gwintami.
Żywica i utwardzacz wchodzą wzajemnie w reakcję chemiczną, powodując unieruchomienie gwintu.
Regulacje i czynności nastawne należy przeprowadzić w ciągu około 5 minut, ponieważ po upływie 10-15 minut od montażu następuje utwardzenie. Wstępne utwardzenie wystarczające do osadzenia gwintu następuje po około 30 minutach, natomiast pełne utwardzenie zachodzi po 24 godzinach.
Powstałe w ten sposób połączenie gwintowe można rozkręcić, gdy do gwintu przyłoży się moment zgodny ze wskazaniami przedstawionymi w tabeli lub gdy ogrzeje się dany element do temperatury ponad 180°C.
Ponowne użycie rozkręconego elementu nie jest zalecane.
Odtłuszczony gwint gwarantuje najlepsze działanie kleju.
Elementy, w których zastosowano ten klej, mogą być eksploatowane przez okres do 4 lat bez żadnej utraty swoich właściwości.
Gwinty z klejem w mikrokapsułkach MVK na ogół używane są w maszynach podlegających działaniu wibracji, co zapobiega ich samoczynnemu odkręcaniu się.
Rozwiązanie to nie nadaje się do wykorzystania w śrubach regulacyjnych.
Temperatura pracy: od -40°C do +170°C.
W celu zamówienia artykułu z powłoką MVK, należy do podstawowego oznaczenia elementu
dodać kod MVK.
Przykład:
Zatrzask kulkowy
GN 615.3-M8-K-MVK
l0 ≈ długość gwintu
l1 ≈ od 2 do 3 x skok (p) gwintu
l2 ≈ 1.5 x średnica (d) gwintu
w1 = zakres pokrycia rdzenia
w2 = zakres pokrycia grzbietu zwoju
Wartości momentów odkręcania i dokręcania oparte są na próbach dla gwintu bez zacisku wstępnego, z gwintem nakrętki 6H, w temperaturze pokojowej.
Dla długości gwintów I0 <I2 długość I2 skraca się tak, że na końcu gwintu (I1) jeden lub dwa zwoje gwintu są niepowleczone.
Nakładanie plamki poliamidu to proces polegający na nanoszeniu elastycznego tworzywa (poliamidu) na część rzeźby gwintu, aby podczas wkręcania spowodować zaciśnięcie połączenia gwintowego.
Przestrzeń powstała wskutek luzu pomiędzy śrubą i nakrętką wypełnia z jednej strony poliamid, dociskając silnie śrubę w bok. Zabezpiecza to przed odkręceniem lub poluzowaniem się śruby.
Skręcone elementy można zawsze rozkręcić przykładając minimalny moment odkręcania.
Nie potrzeba czekać na utwardzenie, połączenie może natychmiast przejąć obciążenie.
Elementy gwintowane z plamką poliamidu PFB można eksploatować praktycznie przez nieograniczony czas.
Charakterystyka
Szybkie zabezpieczenie gwintu.
Doskonałe rozwiązanie w przypadku śrub regulacyjnych.
Nie składujemy elementów z plamką poliamidową.
Możliwość wielokrotnego wykorzystania, ponieważ po pięciokrotnym rozkręceniu gwint można nadal ponownie skręcić, a wytrzymałość w stosunku do pierwotnej stanowi wówczas 50%.
Temperatura pracy: od -50°C do +90°C.
W celu zamówienia artykułu z niebieską plamką poliamidu, należy do podstawowego oznaczenia elementu dodać kod PFB.
Przykład:
Zatrzask kulkowy
GN 615.3-M8-K-PFB
