Применение технологии твердой смазки становится преимущественным решением для обслуживания ходовых винтов. Твердосмазочные материалы эффективно заменяют пластичные смазки.
Для преобразования вращательного движения в поступательное в различном оборудовании используется ходовая передача «винт-гайка».
Ее основным элементом является ходовой винт – металлический стержень с нарезанной резьбой, по которому перемещается гайка. Винтовая поверхность является исполнительной частью механизма, поэтому необходимо обеспечивать ее защиту от преждевременного износа.
Рис.1. Ходовой винт запорного клапана ТЭС с твердосмазочным покрытием MODENGY
Во многом этого удается достигнуть за счет применения приводных гаек, в структуру которых интегрированы смазочные вещества.
Данное решение позволяет отказаться от нанесения пластичных и жидких смазок, использование которых значительно сокращает сферы применения передачи «винт-гайка».
Однако, при работе пары «ходовой винт-полимерная гайка» без использования какого-либо смазочного материала существенно снижаются несущая способность и срок эксплуатации деталей.
Современные материалы и покрытия позволяют обеспечить максимальные эксплуатационные характеристики передачи, не ограничивая сферы ее применения. Такие ходовые винты используются в автомобильных подъемниках, устройствах для быстрого прототипирования, в системах открывания дверей ж/д транспорта, в медицинском оборудовании и других установках.
Преимущества применения технологии твердой смазки на ходовых винтах
Одним из основных преимуществ применения современных смазочных материалов, образующих на поверхности ходовых винтов сухую устойчивую пленку, является обеспечение работы передачи «винт-гайка» без необходимости ее периодического обслуживания.
В России разработкой и выпуском таких материалов занимается компания «Моденжи». Антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY изготавливаются на основе твердых смазочных материалов, таких как политетрафторэтилен, дисульфид молибдена, графит, дисульфид вольфрама и др.
Рис.2. Детали передачи "винт-гайка" до и после нанесения покрытий MODENGY
Помимо твердосмазочных компонентов в состав материалов входят связующие компоненты и растворители. После отверждения покрытий при комнатной температуре или нагреве в печи (в зависимости от марки материала) на обработанных деталях формируется прочно сцепленный с основой слой, обеспечивающий стабильную работу компонентов.
Покрытия обеспечивают снижение трения и износа в паре «винт-гайка», защищают детали от коррозии, повышают плавность перемещения элементов, устраняя посторонний шум и вибрацию.
Покрытия демонстрируют низкий коэффициент трения (от 0,03) при медленном скольжении и высоких контактных давлениях.
Важной особенностью антифрикционных твердосмазочных покрытий, которая отличает их от классических смазочных составов, является работоспособность в неблагоприятных условиях, например, запыленных средах.
Абразивные частицы существенно сокращают срок службы приводной гайки. Использование в загрязненных и запыленных условиях пластичных и жидких смазочных составов только усугубляет положение. На липкие материалы налипает большое количество мелких частиц.
Сухие составы, напротив, не притягивают в узел пыль и не стимулируют абразивный износ элементов.
Рис.3. Ходовые винты трубопроводной арматуры до и после нанесения покрытия MODENGY 1005
Антифрикционные твердосмазочные покрытия остаются эффективными в широком диапазоне условий – их коэффициент трения остается стабильно низким независимо от величины осевой нагрузки, материалы выдерживают криогенные и экстремально высокие температуры, обладают стойкостью к щелочам, кислотам и другим агрессивным средам.
Примеры применения антифрикционных твердосмазочных покрытий
На ходовые винты, используемые в копировальных машинах, оседают частицы тонера, содержащиеся в воздухе. Для обеспечения бесперебойной работы техники в течение длительного времени без перерывов на обслуживание в данном узле применяются исключительно материалы, реализующие технологию твердой смазки.
Внедрение антифрикционных покрытий является перспективным на предприятиях химической отрасли, на производстве волокнистых материалов.
Жидкие смазочные материалы, которые используются в винтовой паре, попадают на готовую продукцию. Такие изделия относят к группе бракованных.
Кроме этого, жидкие смазочные материалы:
- Не могут эффективно снизить износ сопряженных поверхностей в моменты «старт-стоп»
- Теряют антифрикционные свойства при воздействии щелочных сред
- Не решают проблему высокой нагрузки на первый виток, следствием чего является снижение несущей способности винтовой пары и повышенный износ компонентов
Все это приводит к повышению риска непредвиденных отказов оборудования.
Внедрение винтовых пар с применением антифрикционных твердосмазочных покрытий позволяет решить эти проблемы и повысить производительность станков.
Рис.4. Ходовые винты с антифрикционным твердосмазочным покрытием MODENGY 1014
Также технология твердой смазки применяется в оборудовании, к чистоте которого предъявляются очень высокие требования, – в медицинской сфере, при производстве полупроводников и др.
Так, применение покрытий на ходовых винтах оборудования для сбора проб ДНК позволяет решить проблему загрязнения образцов, которую вызывали жидкие смазочные материалы.
MODENGY 1001 используется на штоках штурвалов задвижек различного диаметра на газовых хозяйствах.
Рис.5. Антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1001
За период использования покрытия были отмечены:
- Способность к предотвращению заеданий
- Уменьшение нагрузок
- Высокая адгезия к металлическим поверхностям
- Отсутствие «стекания» при работе в условиях высоких температур
- Удобное нанесение из аэрозольного баллона
- Высокая стойкость к истиранию
Ходовые винты с антифрикционными твердосмазочными покрытиями обладают более высокими эксплуатационными характеристиками, чем детали, обработанные классическими смазочными составами: сроком службы, коррозионной стойкостью, грузоподъемностью, скоростью и надежностью работы.
Технология твердой смазки удовлетворяет возрастающие требования к парам «винт-гайка». Она получает все более широкое применение по мере увеличения осведомленности специалистов предприятий о преимуществах и принципе работы антифрикционных твердосмазочных покрытий.