Tel:+86-575 -87957662
Email:
ZHEJIANG BHS JOURNAL ROULEMENT CO., LTD. Situé dans le district de FengXian à Shanghai, le bret "BHS" de la société est un professionnel fabricants de paliers de butée à patin inclinable et Usine de roulements à patins basculants...
Dans les machines tournantes, les charges axiales générées par les roues, les rotors et les forces hydrauliques doivent être supportées par un composant dédié. Pendant des décennies, la solution par défaut était un plateau inclinable à face régulée ou un segment fixe fonctionnant sur un film d'huile. Ces conceptions fonctionnent bien, mais elles dépendent fortement de la qualité du lubrifiant, de la procédure de démarrage et de la stabilité thermique. Lorsque les conditions de fonctionnement s'éloignent du point de conception, une plaquette à face métallique peut s'érafler, se tacher ou se gripper en peu de temps.
C'est pourquoi de nombreuses équipes de conception évaluent désormais roulements en ptfe et en peek comme alternative pratique. Les solutions à face polymère conservent le support en acier et la géométrie d'inclinaison auxquelles les ingénieurs font déjà confiance, tout en remplaçant la surface de glissement par un matériau qui tolère bien mieux la lubrification limite, les démarrages à sec et la contamination brève que le métal blanc conventionnel.
Cet article explique comment sont construites les butées à patins inclinables en polymère, compare les deux principales familles de polymères, décrit les avantages en termes de performances qui comptent dans le domaine et offre un cadre pratique pour choisir le bon matériau de revêtement pour les pompes, les moteurs verticaux et les turbomachines.
A palier de butée à patin inclinable est un palier lisse segmenté. Un ensemble de coussinets se trouve autour de la circonférence d’un collier ou d’un coureur attaché à la tige. Chaque tampon est libre de pivoter sur un support ponctuel ou sphérique, de sorte qu'il peut adopter le petit angle nécessaire pour aspirer le lubrifiant dans un espace en forme de coin. Ce principe hydrodynamique permet au roulement de supporter de lourdes charges axiales sans dépendre d'une surface rigide et parfaitement alignée.
Dans une version polymère, chaque tampon est constitué d'un support métallique, généralement de l'acier, et d'une couche de polymère liée ou retenue mécaniquement sur la face de travail. Le support offre de la rigidité et un point de fixation fiable pour le pivot. La couche de polymère est la partie en contact avec le patin et elle régit l'essentiel du comportement au frottement et à l'usure.
La géométrie du pivot compte autant que le matériau du revêtement. Les pivots ponctuels, les pivots à bille et les pivots flexibles changent chacun la façon dont un coussin réagit à la charge et à un désalignement mineur. Les ingénieurs spécifient généralement le type de pivot ainsi que le nombre de patins, qui varie généralement de cinq à douze en fonction du diamètre de l'arbre et de la charge.
Une face régule conventionnelle repose sur un épais film d'huile pour éviter tout contact au démarrage et à basse vitesse. Une face en polymère peut accepter un contact frontal intermittent sans dommage immédiat. Cela ne signifie pas que le roulement peut fonctionner sans lubrification, mais cela donne au concepteur une plus grande marge de sécurité lorsque la vitesse est faible, la charge est élevée ou l'alimentation en huile est brièvement interrompue.
Les deux matériaux sont des polymères hautes performances utilisés dans des applications de roulements exigeantes, mais ils se comportent différemment. La sélection doit être basée sur l’enveloppe opérationnelle plutôt que sur une préférence générale pour un matériau.
Le PTFE offre un très faible frottement et une excellente résistance à une large gamme de produits chimiques. Sa surface libère facilement les contaminants et elle est relativement indulgente lors des démarrages secs ou presque secs. Sa principale limitation est mécanique. Sous une charge de compression élevée et soutenue, il glisse plus que les thermoplastiques haute performance, il convient donc mieux aux charges et températures modérées.
Le PEEK a une rigidité plus élevée, une meilleure résistance au fluage et des performances plus élevées à température élevée. Il est souvent choisi pour des charges plus lourdes, des vitesses plus élevées et des applications où la stabilité dimensionnelle est critique. Son frottement dans des conditions sèches est généralement supérieur à celui du PTFE, de sorte que la conception de lubrification qui l'entoure supporte plus de poids.
| Propriété | Revêtement PTFE | Face PEEK |
|---|---|---|
| Tendance au frottement | Très faible | Faible à modéré |
| Fluage sous charge soutenue | Plus haut | Inférieur |
| Résistance chimique | Excellent | Très bien |
| Tolérance de démarrage à sec | Excellent | Bon |
| Plage de charge typique | Modéré | Modéré to heavy |
| Plage de température typique | Modéré | Plus haut |
Une règle pratique : lorsque les démarrages fréquents et les fluides agressifs dominent, le PTFE est généralement le premier candidat. Lorsque la charge, la vitesse et la température dominent, le PEEK est généralement le choix le plus sûr.
La valeur d’une butée à patins inclinables en polymère apparaît plus clairement lors d’événements transitoires. Le démarrage, l'arrêt, les variations de charge et les courtes interruptions de lubrification sont les moments où les plaquettes à face métallique sont les plus vulnérables, et ce sont les moments où une face en polymère solide offre la plus grande marge.
Un faible frottement réduit la génération de chaleur à l’interface. Dans une butée à patins inclinables à grande vitesse, cela est important car la chaleur qui n'est pas évacuée rapidement peut fluidifier le film d'huile et accélérer l'usure. Une face en polymère avec une faible tendance au frottement aide à maintenir la température d'interface stable, et sa résistance à l'adhérence réduit le risque de grippage lorsque le coureur perd brièvement son soutien hydrodynamique complet.
De nombreuses applications de pompes et de procédés impliquent des fluides qui attaquent les surfaces métalliques ou dégradent les lubrifiants. Les revêtements en polymère résistent à une large gamme de fluides, ce qui les rend bien adaptés aux pompes et équipements des usines chimiques qui traitent de l'eau contenant des solides dissous. La résistance protège également la glissière du grippage qui suit souvent l’usure provoquée par la corrosion.
La conception du coussin inclinable permet à chaque coussin d’ajuster son angle sous charge. Cet auto-alignement produit un espace convergent qui attire l'huile dans la zone de contact et crée un film stable. Lorsque la face polymère est combinée à cette géométrie, le roulement peut supporter une force axiale importante tout en tolérant les petits désalignements qui se produisent lors de l'installation et de la croissance thermique.
Les butées en polymère apparaissent partout où un arbre rotatif transmet une force axiale et où les conditions de fonctionnement font des patins à face métallique un compromis. Chaque environnement présente un équilibre différent entre charge, vitesse et chimie des fluides, c'est pourquoi aucun matériau de revêtement n'est optimal partout.
Considérons une pompe verticale dans une station de traitement de l'eau qui fonctionne avec des démarrages fréquents pendant les périodes de pointe. Dans un cas représentatif de ce type, les patins de poussée en régule d'origine présentaient des éraflures après des démarrages à sec répétés. Après le passage à un agencement de patins inclinables en polymère avec revêtement en PTFE, les dommages au démarrage ont diminué, car la surface a toléré de courtes périodes de contact limite sans transférer de matériau sur le collier.
Les ingénieurs qui examinent une butée en polymère pour la première fois commencent souvent par le matériau et travaillent à rebours. Une approche plus fiable consiste à définir d’abord l’enveloppe opérationnelle et à laisser le choix d’orientation en découler. La séquence ci-dessous constitue un point de départ pratique pour la plupart des tâches liées aux pompes et aux moteurs.
Le PTFE convient aux charges modérées, aux démarrages fréquents, aux fluides agressifs et aux applications où le frottement le plus faible possible compte plus que la rigidité maximale. C'est également un choix judicieux là où la contamination est probable, car sa surface tolère mieux les débris occasionnels que de nombreuses alternatives.
Le PEEK est préférable lorsque la charge est lourde, la vitesse est élevée ou la température augmente considérablement. Sa résistance au fluage maintient la géométrie du patin stable sur de longs intervalles d'entretien, ce qui contribue à maintenir l'espace convergent dont dépend la conception inclinable.
Même le meilleur matériau de revêtement donne de mauvais résultats si l’installation est négligente. La planéité des glissières, la finition de surface et l'alignement influencent tous la rapidité avec laquelle une butée à patins inclinables en polymère atteint un fonctionnement stable. Un lubrifiant propre et une procédure de rodage contrôlée sont tout aussi importants.
Une période de rodage contrôlée permet à la surface polymère de s'adapter doucement au coureur. Au cours de cette phase, la charge et la vitesse doivent être augmentées par étapes, et la température et les vibrations doivent être enregistrées à chaque étape. Un chargement brutal avant que le film ne soit établi est la cause la plus fréquente d'usure précoce évitable.
Les roulements en PTFE et PEEK offrent un moyen pratique de combiner la géométrie éprouvée des butées à patins inclinables avec des revêtements qui tolèrent les conditions qui endommagent le plus souvent les patins métalliques. Le bon choix dépend d'une image claire de la charge, de la vitesse, de la température, du fluide et du comportement au démarrage. Les ingénieurs qui définissent ces conditions à un stade précoce ont tendance à sélectionner des revêtements qui fonctionnent de manière fiable pendant toute la durée de vie de la machine.
Le principal avantage est la tolérance. Une face en polymère peut accepter un bref contact frontal lors du démarrage, de l'arrêt et du fonctionnement à basse vitesse sans les éraflures immédiates qui affectent souvent les plaquettes à face métallique. Cela donne une marge opérationnelle plus large et réduit les conséquences d'une lubrification imparfaite.
Le PTFE présente généralement une tendance à la friction plus faible dans des conditions sèches ou presque sèches. Cependant, le PEEK peut être le meilleur choix lorsque la charge, la vitesse ou la température sont élevées, car sa rigidité et sa résistance au fluage maintiennent la stabilité de la géométrie du patin. Le bon choix dépend de l’enveloppe opérationnelle totale.
Les pompes à turbine verticale et les grandes pompes centrifuges en sont des exemples courants, en particulier lorsque la poussée hydraulique est importante et que l'alimentation en lubrification peut être interrompue lors du démarrage ou de l'arrêt. Le roulement doit être adapté à l'amplitude de la poussée et au fluide pompé.
Dans de nombreux cas, oui, mais la géométrie du support, le type de pivot, la finition des glissières et le jeu doivent être examinés en premier. Une rénovation doit être traitée comme une modification technique, le nouveau revêtement étant vérifié par rapport aux données réelles de charge, de vitesse et de température de la machine.
Une butée lisse supporte une charge axiale via une interface coulissante qui repose sur un film lubrifiant, plutôt que via des éléments roulants. Les paliers lisses tolèrent généralement bien les charges de choc et les vitesses élevées et ne souffrent pas de fatigue de roulement, mais ils nécessitent une attention particulière à la lubrification et à l'état de surface.
ZHEJIANG BHS JOURNAL ROULEMENT CO., LTD. Situé dans le district de FengXian à Shanghai, le bret "BHS" de la société est un professionnel fabricants de paliers de butée à patin inclinable et Usine de roulements à patins basculants...
droits d'auteur © 2017 ZHEJIANG BHS JOURNAL ROULEMENT CO., LTD. Tous droits réservés. Fabricants de roulements à billes à patin inclinable en Chine
