Пневмопривод представляет собой совокупность взаимосвязанных пневматических устройств, которые приводят машины в рабочее движение. Благодаря пневмоприводам успешно решаются задачи автоматизации и оптимизации различных технологических процессов.
Использование таких устройств на трубопроводах позволяет улучшать их конструкцию и эксплуатационные характеристики: герметичность, устойчивость к воздействию факторов внешней среды, КПД и ресурс.
В целях снижения потерь на трение и продления работоспособности пневмопривода его детали изготавливаются из специальных материалов. Гильза, к примеру, чаще всего выполняется из стали, нержавеющих или алюминиевых сплавов.
Для снижения шероховатости ее внутренняя поверхность подвергается финишной механической обработке, дополнительно наносятся функциональные покрытия.
Выбор тех или иных материалов осуществляется с учетом свойств сопряженных поверхностей и особенностей их изнашивания. Стабилизация коэффициента трения позволяет предотвратить скачкообразное движение деталей, продлить срок их службы и увеличить КПД привода в целом.
Технологий, которые призваны обеспечить пневмосистемы всеми необходимыми свойствами, должны быть максимально эффективными и минимально затратными – в этом состоит основная задача производителей.
Свойства антифрикционных твердосмазочных покрытий MODENGY
Для снижения трения и износа деталей, их защиты от коррозии и разрушения под действием химически-агрессивных сред используются антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY, разработанные российской компанией «Моделирование и инжиниринг».
Многофункциональность покрытий позволяет применять их взамен традиционных смазочных и защитных материалов. В отличие от пластичных средств, они не выдавливаются из зоны трения под влиянием высоких нагрузок и давления рабочей среды, а формируемый ими разделительный слой устойчив к агрессивным внешним воздействиям.
Технология сухой смазки обеспечивает эффективность и нелипкость покрытий. На металлических деталях они образовывают тонкую полимерную пленку с высокодисперсными частицами твердых смазочных веществ. Слой прочно удерживается на поверхности и защищает ее фрикционного износа.
MODENGY 1014 для пневмосистем
Для обслуживания пневмосистем используется покрытие MODENGY 1014 – материал, который в качестве основных действующих компонентов содержит дисульфид молибдена и политетрафторэтилен (ПТФЭ). Они придают покрытию характерный серый цвет, высокую износостойкость и отличную несущую способность, противозадирные и антикоррозионные свойства. Благодаря содержанию ПТФЭ текстура нанесенного покрытия однородная и гладкая.
На внутренней поверхности гильзы пневмоцилиндра MODENGY 1014 выполняет уплотняющую функцию. Слой покрытия снаружи играет защитную и декоративную роль.
Рис. 1. Внешний вид покрытия MODENGY 1014 на внутренней части гильзы пневмоцилиндра
Покрытие MODENGY 1014 прошло испытание в соляном тумане по DIN EN ISO 9227, в результате которого продемонстрировало высочайший уровень антикоррозионной защиты – не менее 672 часов. Стоит отметить, что дополнительная подготовка поверхности (например, фосфатирование) позволит еще увеличить этот показатель.
Другие характеристики покрытия:
- Диапазон рабочих температур – -75…+255 °С
- Несущая способность (тест SRV) – 2700 МПа
Покрытие MODENGY 1014 наносится методом окрашивания с помощью распылительного оборудования и отверждается за 40 минут при нагреве до +200 °С в специальной печи.
Испытания покрытия на химическую устойчивость и адгезию
Для проведения испытаний на химическую стойкость отбирались элементы пневмосистем из анодированного алюминиевого сплава (рис. 2).
Рис. 2. Деталь из алюминиевого сплава с покрытием MODENGY 1014
Испытания проводились согласно ГОСТ 9.403-80 двумя методами (А и Б) последовательно.
- Метод А
В емкость заливали 250 мл 25 %-ного раствора соляной кислоты и размещали в нее деталь с предварительно нанесенным покрытием плоской поверхностью вниз.
Затем емкость герметично закрывали и выдерживали при комнатной температуре (около +20 °С) 50 часов, периодически оценивая состояние изделия.
- Метод Б
На поверхность детали с покрытием помещали тампон, обильно смоченный раствором соляной кислоты. Затем закрывали его специальным колпаком так, чтобы стенки не касались тампона. Такое положение надежно фиксировали (рис. 3).
Рис. 3. Испытания на химическую стойкость (метод Б)
Испытание методом Б проводили в течение 7 суток при комнатной температуре. По окончании положенного времени тампон удаляли и сравнивали состояние всего покрытия с участком, подвергавшимся воздействию кислоты.
Оценку производили визуально и с помощью лупы.
В результате испытаний изменения цвета, растрескивания, отслоения, вздутия и других дефектов покрытия под воздействием соляной кислоты обнаружено не было.
Одновременно с испытаниями на химическую стойкость проверялась адгезия АТСП согласно ISO 2409:2013. Тест на адгезию проводился методом решетчатых надрезов (см.табл.ниже). Результаты оценивались по шкале от 1 до 3 баллов, что соответствует минимальным, средним и максимальным показателям снижения адгезии после испытания.
| Оценка перед испытанием | Оценка после испытания |
0 баллов 
|
1 балл 
|
Тестирование методом решетчатых надрезов выявило незначительное снижение адгезии покрытия MODENGY 1014 при сохранении его основной защитной функции. Слой АТСП сохранил свою гладкость и эстетичность даже после длительного пребывания покрытых деталей в растворе соляной кислоты.
Преимущества MODENGY 1014
Опыт применения антифрикционного твердосмазочного покрытия MODENGY 1014 показал, что оно обеспечивает работоспособность пневмопривода без дополнительной смазки. При повышенной запыленности это решение является оптимальным. Если же использовать покрытие совместно с грамотно подобранным пластичным материалом, можно снизить коэффициент трения в 3-4 раза.
MODENGY 1014 решает еще одну актуальную проблему пневмопривода – прилипание эластомерных уплотнителей к металлическим элементам. Это явление вызывает сложности при страгивании подвижных частей привода с места, сама резина при этом может повреждаться и терять свои герметизирующие свойства.
Покрытие создает на поверхностях разделительный слой, препятствующий непосредственному взаимодействию резины и металла. Тем самым оно защищает целостность уплотнителей и облегчает запуск привода.
Таким образом, использование MODENGY 1014 при обслуживании пневмоцилиндров имеет ряд преимуществ перед применением традиционных смазочных материалов:
- Высокий уровень защиты от негативных, в том числе химически агрессивных, внешних воздействий
- Работоспособность в запыленной среде
- Стабильные антифрикционные свойства, обеспечивающие плавное движение привода
- Способность повышать КПД и ресурс пневмоцилиндра
- Общедоступная технология нанесения окрашиванием, не требующая существенных вложений
Использование антифрикционного твердосмазочного покрытия MODENGY 1014 позволяет снизить себестоимость пневматического привода, так как дает возможность изготавливать гильзы из более дешевых конструкционных материалов, а также исключает их трудоемкую финишную обработку.
Покрытие MODENGY 1014 применяется не только в пневмоцилиндрах, но и в других узлах трения скольжения: подшипниках, направляющих, шлицевых и шпоночных соединениях, резьбовых элементах и др.