MODENGY 1014 для комплексной защиты цилиндров пневмосистем

Методы снижения трения в пневмоцилиндрах

Пневмоприводы применяются в целях механизации и автоматизации различных технологических процессов. Такие устройства, к примеру, оптимизируют конструкцию трубопроводов: улучшают их герметичность, повышают ресурс и устойчивость к воздействию негативных внешних факторов.

Чтобы пневмоприводы как можно лучше выполняли все перечисленные функции и имели минимальные потери на трение, контактирующие пары изготавливают из специальных конструкционных материалов.

Гильзы пневоцилиндров (рис. 1) производят, как правило, из стали, нержавеющих или алюминиевых сплавов. Для снижения шероховатости их внутренние поверхности подвергают механической обработке, наносят дополнительные функциональные покрытия или пластичные смазки.

Рис. 1. Гильза пневмоцилиндра

При выборе материалов и методов обработки обязательно учитывают особенности трения контактирующих поверхностей, в противном случае добиться стабилизации этого процесса не получится. Скачкообразное движение сопряженных элементов, налипание на них эластомерных уплотнений приведут к износу деталей и общему снижению КПД привода.

Технологии облуживания пневмосистем должны обеспечивать им весь комплекс необходимых эксплуатационных свойств с минимальными затратами.

Функции и преимущества покрытия MODENGY 1014 для гильз пневмоцилиндра

Антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП) MODENGY выполняют две функции одновременно – смазочную и защитную. Эти материалы снижают трение и износ деталей, а также предохраняют их от негативного воздействия коррозионно-активных и химически-агрессивных сред.

Технология сухой смазки, по которой производятся покрытия, позволяет им формировать на металлических поверхностях тонкую (до 30 мкм) композиционную пленку, прочно сцепленную с основой. С химической точки зрения слой покрытия представляет собой полимерную матрицу, в ячейках которой расположены высокодисперсные частицы твердого смазочного материала.

Для использования в цилиндрах пневмосистем предназначено покрытие MODENGY 1014.

При нанесении на поверхность оно демонстрирует гладкую текстуру (рис. 2) и характерный серый цвет – за счет введения в состав политетрафторэтилена (ПТФЭ) и дисульфида молибдена. Эти же компоненты придают покрытию повышенные антикоррозионные и противозадирные свойства.

По данным ускоренных испытаний в соляном тумане уровень защиты от коррозии MODENGY 1014 достигает 672 часов. При дополнительной подготовке поверхности (например, фосфатированием) этот показатель может быть увеличен.

Внутри пневмоцилиндров покрытие выполняет уплотняющую и антифрикционную функции, снаружи – защитную и декоративную.

В отличие от пластичных смазочных материалов, антифрикционное твердосмазочное покрытие не выдавливается из зоны контакта под действием нагрузки и давления рабочей среды. Формируемый им разделительный слой практически не зависит от внешних факторов.

MODENGY 1014 наносится методом окрашивания путем распыления. Обработанные детали выдерживаются в печи для полимеризации покрытия. Внешний вид гильзы пневмоцилиндра до и после обработки покрытием представлен на рис. 2.

Рис. 2. Внутренняя часть гильзы пневмоцилиндра после нанесения покрытия MODENGY 1014

Основные характеристики антифрикционного твердосмазочного покрытия MODENGY 1014:

• Антифрикционные компоненты: ПТФЭ, дисульфид молибдена
• Цвет: серый
• Диапазон рабочих температур: -75... +255 °С
• Несущая способность (тест SRV): 2700 МПа
• Защита от коррозии (тест в соляном тумане): не менее 672 ч
• Температура и время сушки: +200 °С, 40 мин

Оценка химической стойкости покрытия

Химическая стойкость и защитные свойства покрытия были определены в рамках комплексных испытаний элементов пневмосистем из анодированного алюминиевого сплава (рис. 3).

Испытания проводились согласно ГОСТ 9.403-80 по методам А и Б последовательно. Основные условия: герметично закрытая емкость, атмосфера 25-процентного раствора соляной кислоты, температура +20 (± 2) °С.

Рис. 3. Деталь пневмосистемы из алюминевого сплава с покрытием MODENGY 1014

Согласно методу А в емкость заливали 250 мл соляной кислоты и размещали в нее обработанную покрытием деталь так, чтобы ее плоская поверхность соприкасалась с жидкостью. Затем емкость плотно закрывали крышкой и выдерживали при комнатной температуре 50 часов, производя периодическую оценку изделия на наличие повреждений.

Согласно методу Б на поверхность детали, отступая от края не менее 20 мм, помещали смоченный раствором кислоты тампон, закрывали его специальным колпаком и фиксировали положение так, чтобы стенки не касались тампона (рис. 4). Испытания проводили в течение 7 суток при необходимой температуре. По окончании процедуры тампон удаляли и сравнивали состояние всего покрытия с участком, который подвергался воздействию смоченного в кислоте тампона. Оценку проводили визуально и с помощью лупы (по ГОСТ 9.407-2015), одновременно с этим проверялась адгезия покрытия согласно ISO 2409:2013.

Рис. 4. Испытания покрытия на химическую стойкость по ГОСТ 9.403-80 (метод Б)

Спустя положенное время испытаний по обоим методам изменения цвета, растрескивания, отслоения, вздутия и каких-либо других дефектов покрытия обнаружено не было.

Тест на адгезию MODENGY 1014 проводился до и после испытаний методом решетчатых надрезов по ISO 2409:2013. Результаты оценивались по шкале от 1 до 3 баллов, что соответствует показателям "выдерживает испытание/не выдерживает испытание". Покрытие получило оценку 1.

В результате испытаний на химическую стойкость MODENGY 1014 продемонстрировало высокие защитные свойства при незначительном снижении адгезии. Декоративный слой, образованный им на поверхностях деталей, сохранил гладкость и эстетичность даже после длительного пребывания в растворе соляной кислоты.

Результаты применения MODENGY 1014

Антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1014 обеспечивает работоспособность пневмопривода без дополнительной смазки. Такое решение является оптимальным в условиях повышенной запыленности.

Рис. 5. Гильза пневмоцилиндра с покрытием MODENGY 1014

Совместное использование покрытия и правильно подобранной пластичной смазки позволяет добиться снижения трения в 3-4 раза, а также соответственно увеличить ресурс оборудования.

MODENGY 1014 решает еще одну актуальную проблему пневмопривода – прилипание резиновых уплотнительных элементов к металлическим деталям. В результате этой нежелательной особенности для страгивания подвижных частей с места тратится больше усилий, при этом уплотнители повреждаются и теряют свои герметизирующие свойства. Покрытие создает на поверхностях гладкий разделительный слой (рис. 6), который препятствует адгезионному взаимодействию резины с металлом и облегчает запуск привода.

Рис. 6. Внутренняя поверхность пневмоцилиндра с покрытием MODENGY 1014

Таким образом, использование MODENGY 1014 в пневмоцилиндрах позволяет оптимизировать их конструкцию и получить ряд преимуществ перед применением традиционных смазок:

• Высокий уровень защиты от агрессивных внешних воздействий
• Работоспособность в условиях запыленности
• Обеспечение плавного движения привода за счет содержания твердых смазочных компонентов, способных эффективно снижать трение
• Повышение КПД и ресурса пневмоцилиндра
• Снижение себестоимости привода за счет возможности использования более доступных конструкционных материалов гильз и исключения трудоемких методов их финишной обработки (для нанесения покрытия оптимальна шероховатость поверхности в диапазоне Ra= 0,3-1,0 мкм)