Широкий ассортимент подшипников ведущих мировых производителей. SKF, FAG, INA, NSK, TIMKEN
Направляющие, каретки, шарико-винтовые передачи для станков и автоматизации
Изготовление нестандартных деталей и узлов по чертежам заказчика
Консультации инженеров, помощь в подборе аналогов, расчёт ресурса
Ищете специалиста или подрядчика? Попробуйте биржу INNER →
Уже доступен
Термопластавтомат (ТПА) -- сложная машина, в которой подшипники работают в условиях высоких циклических нагрузок, повышенных температур от нагретого цилиндра и агрессивного воздействия полимерных расплавов. Независимо от производителя -- будь то Tederic, Borche, Husky, Nissei, JSW или Toyo -- конструкция ТПА включает несколько ключевых подшипниковых узлов, каждый из которых критичен для точности и ресурса машины.
Основные узлы, где применяются подшипники в термопластавтоматах:
Коленно-рычажный (тогл) механизм смыкания -- десятки шарнирных точек с игольчатыми подшипниками, воспринимающими радиальные нагрузки при каждом цикле. Узел пластикации -- упорные подшипники шнека, воспринимающие осевое усилие впрыска (десятки-сотни кН). Направляющие колонн (тайбары) -- втулки скольжения и радиальные подшипники подвижной плиты. Привод -- в гидравлических ТПА это подшипники гидромоторов и насосов, в электрических -- опоры шарико-винтовых передач и серводвигателей. Горячеканальные системы -- прецизионные подшипники клапанов и затворных игл (характерно для Husky).
Коленно-рычажный (тогл) механизм -- наиболее распространенный тип узла запирания в ТПА среднего тоннажа. Станки серий Tederic NEO*T, Borche BS/BT/Bi, Nissei NEX/FNX, а также электрические ТПА Toyo Si используют 5-точечный тогл-механизм. Каждый шарнир механизма представляет собой ось (палец), вращающуюся в подшипниковой опоре рычага.
В шарнирах тогл-механизма применяются игольчатые подшипники без внутреннего кольца (тип HK, RNA, NK по международной классификации). Игольчатые подшипники выбраны не случайно: при малом радиальном сечении они обеспечивают высокую грузоподъемность, что позволяет разместить подшипник в компактном корпусе рычага. Типичные нагрузки в шарнирах тогл-механизма ТПА усилием 100-1000 тс составляют от 50 до 500 кН на каждую ось.
В тогл-механизмах применяются также бронзовые втулки скольжения с графитовыми вкладышами для осей, работающих в условиях малых углов качания (oscilating motion). Такие втулки характерны для крупнотоннажных машин, где пальцы имеют диаметр 80-200 мм и более.
Tederic NEO*T использует встроенные пальцы (built-in pin shaft), что увеличивает жесткость узла смыкания и позволяет расширить расстояние между колоннами. Borche BS-III применяет автоматическую систему смазки шарниров, что продлевает ресурс игольчатых подшипников.
Шнек термопластавтомата выполняет двойную функцию: вращается для пластикации полимера и перемещается поступательно для впрыска расплава в форму. Соответственно, подшипниковый узел шнека должен воспринимать как радиальные, так и значительные осевые нагрузки.
Осевое усилие при впрыске определяется давлением впрыска и площадью поперечного сечения шнека. Для ТПА с диаметром шнека 50 мм и давлением впрыска 200 МПа осевое усилие составляет порядка 390 кН. Для шнека диаметром 100 мм при том же давлении -- около 1 570 кН. Такие нагрузки воспринимаются упорными подшипниками.
В гидравлических ТПА (Tederic NEO*T, Borche BS, Nissei FNX) шнек приводится гидромотором. Осевое усилие впрыска передается гидроцилиндром через упорный подшипник на приводной вал. Типичные подшипники этого узла -- упорные игольчатые или упорные роликовые цилиндрические (серии 811xx, 812xx), а также радиально-упорные роликовые.
В полностью электрических ТПА (Tederic NEO*EII, Nissei NEX, Toyo Si) осевое усилие впрыска передается через шарико-винтовую передачу, а ее опоры воспринимают ту же осевую нагрузку. NSK разработала специальные подшипники серии TAC (angular contact thrust ball bearings) и ШВП серии HTF именно для осей впрыска электрических ТПА. NTN выпустила подшипник IMT (Injection Molding Thrust), оптимизированный для этого применения с улучшенным ресурсом, допустимой скоростью и защитой от утечки смазки.
Колонны (тайбары) обеспечивают направление подвижной плиты и передачу усилия смыкания. В тогл-машинах подвижная плита скользит по четырем колоннам. Для этого применяются бронзовые или биметаллические втулки скольжения, линейные подшипники или комбинированные узлы.
В станках Tederic NEO*T и NEO*EII применяются линейные направляющие (linear guides) для перемещения подвижной плиты, что обеспечивает повторяемость позиционирования менее 0,5% (NEO*T) и менее 0,3% (NEO*HII). В Borche BS серии используется автоматическая система смазки колонн.
В двухплитных (two-platen) машинах -- таких как Tederic NEO*HII и Borche BU -- конструкция отличается: колонны не являются направляющими, а подвижная плита перемещается по отдельным направляющим рельсам. Усилие смыкания создается гидравлическими цилиндрами, расположенными непосредственно на колоннах. В этих машинах критичны подшипники системы фиксации гаек колонн и линейные направляющие плиты.
Tederic (основана в 2003 г., Ханчжоу, Китай) выпускает ТПА на интегрированной производственной базе площадью 164 000 м² (Tederic Gigafactory) с годовой мощностью до 10 000 машин. Линейка включает шесть серий: NEO*T (тогл, сервогидравлика), NEO*EII (полностью электрический), NEO*HII (двухплитный), NEO*Mv/NEO*Ms (многокомпонентные), INNOVA. Диапазон усилий запирания всей линейки -- от 60 до 7 000 тс (включая NEO*HII до 4 000+ тс).
Tederic NEO*EII использует линейные подшипники NSK для направления плит, серводвигатели последнего поколения с технологией DC-bus, и обеспечивает скорость впрыска до 500 мм/с при точности давления менее 1 бар. Узел впрыска двухлинейный (double-layer linear rail injection на NEO*HII) обеспечивает повышенную стабильность.
Конструкция NEO*T с встроенными пальцами (built-in pin shaft) позволяет увеличить пространство для установки пресс-формы и повысить жесткость тогл-механизма. Выдвижная опора подвижной плиты увеличивает грузоподъемность формы на 15% и упрощает регулировку параллельности.
Borche (основана в 2003 г., Китай) производит свыше 20 000 ТПА в год на нескольких производственных площадках общей площадью более 550 000 м². Линейка включает серии BS/Bi (тогл), BU (двухплитные), BD (полностью электрические), BM (многокомпонентные), BT (стандартные тогл).
Borche BS-III Servo -- сервогидравлический ТПА с тогл-механизмом, оснащенный контроллером KEBA (Австрия), японскими поршневыми насосами и автоматической централизованной системой смазки. Линейные направляющие (linear guiderails) обеспечивают соосность сопла со впускным каналом формы. Двойной каретный цилиндр (double-carriage cylinder) стабилизирует впрыск.
Borche BD -- полностью электрическая серия с уникальной структурой прямого привода: ШВП, серводвигатели и шпиндели интегрированы в единые блоки на осях впрыска и смыкания, что повышает КПД передачи и скорость отклика. Производитель заявляет о поддержке технологии "четыре в одном" (four-in-one control) для управления всеми осями. Это предъявляет особые требования к подшипникам ШВП: они должны выдерживать высокие осевые нагрузки при высоких скоростях вращения.
Borche BU6800 -- одна из крупнейших двухплитных машин в Азии с усилием смыкания 6 800 тс (68 000 кН). В таких машинах колонны и их опорные узлы имеют соответственно увеличенные размеры.
Husky Technologies (Канада) -- мировой лидер в производстве систем для литья ПЭТ-преформ с более чем 35-летним опытом и свыше 4 000 установленных систем. Новейшая платформа HyPET 6e (представлена в 2024 г.) с пакетом HPP (High Performance Package) доступна в конфигурациях от 32 до 200 гнезд. На выставке NPE 2024 система HyPET HPP6e 400 продемонстрировала цикл литья преформы 4,5 секунды на 144-гнездной форме с шагом 45 мм при 100% содержании rPET и массе преформы 5,89 г.
Особенности подшипниковых узлов Husky HyPET:
Горячеканальная система (hot runner) -- интегрированная с ТПА разработка Husky. В клапанных затворах (valve gates) применяются прецизионные направляющие втулки и подшипники игл, работающие при температурах до 300°C при переработке ПЭТ. Система CoolPik обеспечивает до 4 циклов охлаждения преформы на внутренней и наружной поверхностях, что требует точного позиционирования захватов с использованием линейных подшипников.
Смазка по упрощенной схеме: HyPET 6e спроектирован с возможностью обслуживания системы смазки во время работы, без остановки производства. Это стало возможным благодаря герметизированным подшипниковым узлам с увеличенным ресурсом смазки.
Японские производители ТПА традиционно используют компоненты ведущих японских подшипниковых компаний -- NSK, NTN, KOYO (JTEKT), IKO. Это обеспечивает высокий уровень интеграции привода и подшипников.
Nissei NEX-IV -- полностью электрический ТПА с усовершенствованным тогл-механизмом Flat Clamp. Линейные направляющие стандартно установлены на ползуне смыкания, что улучшает прямолинейность хода. Тогл-механизм NEX-IV сокращает время открытия/закрытия формы на 5-20% по сравнению с предыдущими поколениями.
Nissei FNX-IV -- гибридная серия с системой X-Pump (серводвигатель + гидронасос). Прямое давление (direct pressure) смыкание Nissei FVX-III использует гидроцилиндр вместо тогла, что упрощает подшипниковые узлы смыкания, но повышает требования к уплотнениям.
JSW (Japan Steel Works) и Toyo -- производители электрических и гибридных ТПА, в которых ШВП и серводвигатели применяются на всех основных осях: смыкание, впрыск, пластикация, выталкивание. Подшипники ШВП в этих машинах -- радиально-упорные шариковые (angular contact thrust ball bearings), обеспечивающие высокую осевую жесткость при скоростном вращении. NSK и NTN являются основными поставщиками этих подшипников для японских производителей ТПА.
Полностью электрические ТПА (Tederic NEO*EII, Borche BD, Nissei NEX, Toyo Si) используют ШВП с серводвигателями на всех основных осях. Это предъявляет повышенные требования к подшипникам опор ШВП.
NSK разработала специальные ШВП серии HTF (High Tough and Fast) для электрических ТПА с увеличенным диаметром шариков и оптимизированной геометрией канавок для высоких нагрузок. Подшипники опор TAC используют шарики увеличенного диаметра для повышения грузоподъемности. NTN выпустила подшипник IMT (Injection Molding Thrust) с сепараторами-разделителями и уплотнениями, предотвращающими утечку смазки -- критически важное требование при производстве медицинских и пищевых изделий.
Надежность ТПА определяется регулярностью и правильностью обслуживания подшипниковых узлов. Современные машины Tederic, Borche и японских производителей оснащены автоматическими системами смазки, однако контроль состояния подшипников остается задачей инженера.
Для технического обслуживания и ремонта ТПА Tederic, Borche, Husky, Nissei и других производителей необходимы прецизионные подшипники, подшипниковые узлы и смазочные материалы.
В шарнирных узлах тогл-механизма применяются игольчатые радиальные подшипники (типы HK, NK, RNA) без внутреннего кольца. Они обеспечивают высокую радиальную грузоподъемность при компактных размерах. В крупнотоннажных машинах могут использоваться бронзовые втулки скольжения с графитовыми вкладышами. Tederic NEO*T использует конструкцию со встроенными пальцами для повышения жесткости.
Осевое усилие впрыска (от сотен кН до более 1 500 кН в крупных машинах) воспринимается упорными подшипниками: игольчатыми упорными, упорными роликовыми цилиндрическими (серии 811xx, 812xx) или радиально-упорными шариковыми. В электрических ТПА эту функцию выполняют подшипники опор ШВП -- специальные радиально-упорные (TAC от NSK, IMT от NTN).
В электрическом ТПА (Tederic NEO*EII, Borche BD, Nissei NEX) ШВП с серводвигателями заменяют гидроцилиндры. Подшипники опор ШВП работают при высоких скоростях вращения и циклических осевых нагрузках. NSK и NTN разработали специальные серии (HTF, TAC, IMT) именно для этих условий. В гидравлическом ТПА подшипники работают в узлах гидромоторов и насосов, а осевое усилие передается гидроцилиндром.
Современные ТПА Tederic и Borche оснащены автоматическими системами централизованной смазки, подающими смазку на все шарниры через заданные интервалы. Рекомендуемый интервал ручной проверки -- каждые 500-1 000 часов работы. При отсутствии автосмазки -- ежесменно или ежедневно. Используйте литиевую смазку EP2 или аналогичную, рекомендованную производителем.
В клапанных затворах горячеканальных систем Husky применяются прецизионные направляющие втулки и миниатюрные подшипники, работающие при температурах до 300°C. Это специализированные компоненты, интегрированные в конструкцию Husky и поставляемые как часть горячеканальной системы. Замена требует использования оригинальных запасных частей.
Ресурс подшипников опор ШВП зависит от нагрузки, скорости и условий смазки. Типичный расчетный ресурс составляет 15 000-30 000 часов при номинальных условиях. При высокоскоростном литье (цикл менее 5 секунд) реальный ресурс может быть ниже. Критерии замены: рост температуры опоры, повышение уровня вибрации, снижение точности позиционирования.
Двухплитные машины не имеют тогл-механизма, что исключает десятки шарнирных подшипников. Усилие смыкания создается гидроцилиндрами непосредственно на колоннах. Это упрощает обслуживание, снижает количество точек смазки и уменьшает общую длину машины. Однако требуются прецизионные линейные направляющие подвижной плиты и надежные гидрозамки колонн.
HyPET HPP6e 400 на 144-гнездной форме обеспечивает цикл 4,5 секунды (данные NPE 2024). Это около 7 миллионов циклов в год при непрерывной работе. Подшипники тогл-механизма и опор ШВП работают в условиях экстремально высокой частоты нагружения, что требует подшипников с увеличенным динамическим ресурсом и герметичных уплотнений для предотвращения утечки смазки.
Tederic NEO*EII использует линейные подшипники NSK для направления плит. Линейные направляющие обеспечивают плавное перемещение, высокую жесткость и повторяемость позиционирования. Это решение типично для электрических ТПА японского и европейского уровня.
Подшипники ТПА подбираются по размерам, классу точности, грузоподъемности и допустимой температуре. Подшипники ведущих мировых производителей (SKF, NSK, NTN, KOYO, IKO, Timken) являются стандартными компонентами и могут применяться в качестве замены при соблюдении размеров, класса точности (не ниже P5 для опор ШВП, P0 для тогл-механизма) и типа уплотнения. Всегда сверяйтесь с каталогом производителя ТПА.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.