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
Выдувное формование пластмасс -- один из основных способов производства полых изделий: бутылок, канистр, флаконов, топливных баков и технических ёмкостей. Существуют два принципиально различных подхода: экструзионно-выдувное формование (extrusion blow molding, EBM), при котором заготовка-рукав (парисон) непрерывно экструдируется и затем выдувается в форму, и инжекционно-выдувное формование с вытяжкой (injection stretch blow molding, ISBM), при котором преформа сначала отливается под давлением, а затем вытягивается и раздувается.
Подшипниковые узлы выдувных машин работают в сложных условиях: циклические ударные нагрузки при смыкании/размыкании формы, высокие осевые усилия в экструзионном шнеке, прецизионное позиционирование ротационных столов и линейное перемещение вытяжных штоков. Состояние подшипников непосредственно влияет на параллельность плит, точность смыкания, качество горловины изделия и ресурс оснастки.
В данной статье рассмотрены конструкции подшипников в экструзионно-выдувных машинах Bekum (серии EBLOW, H, XBLOW) и инжекционно-выдувных машинах Aoki (серия AL), а также рекомендации по обслуживанию и подбору аналогов.
Bekum Maschinenfabriken GmbH (Berliner Kunststoff Maschinen) основана в 1959 году в Берлине Готтфридом Менертом (Gottfried Mehnert). Компания является пионером экструзионно-выдувного формования: именно Bekum разработала метод выдува бутылки сверху с калибровкой горловины, ставший отраслевым стандартом. За всё время существования поставлено более 18 000 машин в более чем 100 стран. Bekum America (основана в 1979 г., Уильямстон, штат Мичиган) производит машины для североамериканского рынка. Производственные площадки компании расположены в Берлине (Германия), Трайсмауэре (Австрия) и Уильямстоне (США); штат -- около 350 сотрудников.
Серия EBLOW -- полностью электрические экструзионно-выдувные машины с двухсторонним челночным (shuttle) механизмом. Первая модель EBLOW 206D была представлена на выставке K 2007 в Дюссельдорфе. Серия 07 (307D, 407D, 507D, 607D) с запатентованной системой C-Frame была запущена с K 2010. Современная линейка 8-серии (с K 2022) включает малые модели (EBLOW 208, 308, 408), средние (508, 608, 708) и большие (808, 1008, 1208).
H-серия -- наиболее продаваемая линейка Bekum в Северной Америке. Доступна как одностанционная (H121S) и двухстанционная (H121, H155). Машины H-серии оснащены гидравлическим приводом каретки и механизма смыкания с рычажным (toggle) механизмом. Модель H121 комплектуется экструдером 80 мм с L/D 24:1. Машины H-серии компактны, имеют централизованную автоматическую систему смазки и централизованный сервисный разъём. Общий диапазон изделий Bekum -- от 5 мл до 3 000 л (весь модельный ряд).
Серия XBLOW предназначена для производства крупных промышленных ёмкостей (канистры, бочки, IBC-контейнеры, топливные баки). Модели XBLOW 50, 100, 200, 300 имеют усилие смыкания от 500 до 3 000 кН. Например, модель XBLOW 200 рассчитана на контейнеры объёмом до 1 000 л с усилием смыкания 2 000 кН (по данным презентации Bekum Blow Moulding Days 2024). Узел смыкания -- гибридно-электрический с диагонально расположенными колоннами и двухступенчатым приводом (быстрый ход электрический, усилие -- сервогидравлическое). Запатентованная конструкция позволяет работать с формами различной толщины без механической переналадки -- регулировка производится через систему управления BC 8.0.
Aoki Technical Laboratory, Inc. (основана в 1976 г., Япония) -- разработчик и производитель инжекционно-выдувных машин с вытяжкой (ISBM) по одностадийной технологии. Одностадийный процесс Aoki реализован на трёхстанционной машине: на первой станции происходит литьё преформы, на второй -- вытяжка и раздув, на третьей -- извлечение готового изделия. Преформа передаётся между станциями за горловину без изменения ориентации, при этом используется остаточное тепло после литья (Direct Heatcon), что исключает необходимость повторного разогрева и снижает энергопотребление. Aoki поддерживает переработку PET, PP, HDPE, PC, PEN, HIPS, PLA. По данным компании, за всю историю создано более 20 000 дизайнов контейнеров.
Для переработки PET-хлопьев (без регранулирования) выпускается серия AOKI с системой вентиляции цилиндра для удаления влаги и примесей, что позволяет перерабатывать 100% вторичный PET в одну стадию.
Рычажный механизм смыкания -- основной тип для средних и крупных выдувных машин (Bekum H-серия, EBLOW 508+). Механизм состоит из системы шарнирно-рычажных звеньев, усиливающих перемещение и создающих требуемое усилие смыкания. В каждом шарнирном соединении (пальце) рычажной системы устанавливаются подшипники.
В шарнирах рычажных механизмов применяются игольчатые подшипники -- как радиальные (роликовые игольчатые без колец или с кольцами), так и комбинированные игольчато-упорные. Игольчатые подшипники идеально подходят для шарнирных соединений благодаря минимальному радиальному сечению при высокой радиальной грузоподъёмности, что позволяет разместить подшипник в ограниченном пространстве шарнирного пальца. В ряде современных конструкций (например, в электрических машинах) применяются необслуживаемые (oil-free) подшипники скольжения, снижающие загрязнение маслом.
Запатентованная система C-Frame компании Bekum для малых электрических моделей (EBLOW 208-408) представляет собой рамную конструкцию с симметричным распределением усилия. Механизм не использует колонн (tie-bar-free), что обеспечивает свободный доступ к формовой зоне. В узлах перемещения плит применяются прецизионные линейные подшипники и направляющие для обеспечения параллельности хода.
В машинах Aoki серии AL узел смыкания выдувной формы работает с относительно небольшими усилиями (типично 28 тонн для AL-300-50), поскольку давление раздува значительно ниже давления литья под давлением. В шарнирных соединениях механизма смыкания формы также применяются игольчатые подшипники. Отдельный узел смыкания инжекционной формы (станция литья преформы) работает при значительно более высоких давлениях -- типично 55 тонн (для AL-300-50) -- и требует соответственно более мощных подшипниковых опор.
Экструзионно-выдувные машины Bekum оснащены одношнековыми экструдерами собственного производства. Для серии 8 (EBLOW 8) и XBLOW разработаны энергооптимизированные экструдеры HiPEx 36D с соотношением L/D 36:1, спирально-дорновыми головками и новой системой управления BC 8.0. Более ранние модели (H-серия, серия 07) оснащаются экструдерами с L/D 24:1. Подшипниковый узел экструзионного шнека аналогичен стандартным одношнековым экструдерам: упорный подшипник на выходном валу редуктора воспринимает осевое давление расплава, а радиальные подшипники обеспечивают точную соосность шнека и цилиндра.
В качестве упорных подшипников шнека применяются сферические роликовые упорные или конические роликовые упорные подшипники. Радиальные опоры -- конические роликовые (одно- или двухрядные) или цилиндрические роликовые подшипники. Bekum выпускает собственные экструзионные системы, включая шнеки, цилиндры, головки и редукторы.
В машинах Aoki вместо экструзионного шнека применяется инжекционный шнек-плунжер (reciprocating screw). Для модели AL-300-50 диаметр шнека составляет 54 мм, ход шнека -- 120 мм (4,7 дюйма), объём впрыска -- 274,8 см3/цикл. Подшипниковый узел инжекционного шнека включает упорный подшипник для восприятия осевого усилия впрыска и радиальные опоры. Давления впрыска при литье PET-преформ значительно выше, чем при экструзии, что предъявляет повышенные требования к грузоподъёмности упорных подшипников.
Ключевая конструктивная особенность машин Aoki -- ротационный стол (поворотная платформа) с тремя станциями: литьё преформы, вытяжка-раздув и извлечение изделия. Стол поворачивается на 120 градусов за каждый цикл, перенося преформы за горловину без изменения ориентации.
Подшипник ротационного стола -- крупногабаритный радиально-упорный подшипник, воспринимающий как радиальные, так и осевые нагрузки от массы стола, форм и привода поворота. Требования к подшипнику ротационного стола: высокая осевая и радиальная жёсткость для обеспечения точного позиционирования (соосности) между станциями литья, раздува и извлечения; минимальный осевой люфт для предотвращения несовпадения горловичных вставок; высокий ресурс при циклических нагрузках.
В качестве подшипников поворотных столов подобного типа могут применяться крестовые роликовые подшипники, четырёхточечные шариковые подшипники или комбинированные радиально-упорные роликовые подшипники большого диаметра. Конкретный тип зависит от модели машины и требуемой точности позиционирования.
Вытяжной шток (stretch rod) -- элемент, осуществляющий осевую вытяжку преформы перед раздувом в машинах ISBM типа Aoki. Шток совершает быстрое возвратно-поступательное движение, внедряясь в нагретую преформу и растягивая её до касания дна формы, после чего подаётся сжатый воздух для окончательного раздува.
Для направления вытяжного штока применяются линейные подшипники (linear ball bushings) или линейные направляющие. Требования: высокая скорость перемещения (ход штока за доли секунды), точность направления (отклонение штока приводит к неравномерной толщине стенки), минимальное трение для снижения инерционных нагрузок.
В экструзионно-выдувных машинах Bekum вытяжной шток отсутствует (парисон формуется без вытяжки), однако линейные подшипники применяются в системе перемещения каретки (shuttle carriage), обеспечивающей челночное движение узла смыкания под экструзионную головку и обратно. В электрических моделях EBLOW каретка и механизм калибровки приводятся электромеханически, при этом линейные направляющие обеспечивают прецизионное позиционирование.
Экструдеры Bekum приводятся через редуктор с непосредственной связью (directly coupled gearbox) и высокоэффективными двигателями. Для серии 8 применяется энергооптимизированная конструкция HiPEx. Редуктор экструдера содержит комплект подшипников для редуктора: конические роликовые на промежуточных валах, упорный подшипник на выходном валу. Машины H-серии оснащены централизованной системой смазки, автоматически подающей смазку на все шарнирные и подшипниковые узлы.
Инжекционный узел Aoki включает гидравлический или сервоэлектрический привод вращения и осевого перемещения шнека-плунжера. Подшипниковый узел аналогичен термопластавтоматам (injection molding machines): упорный подшипник воспринимает усилие впрыска, радиальные -- нагрузки от вращения шнека при пластикации. Aoki предлагает машины с регулированием скорости вращения для снижения энергопотребления (по данным компании -- до 40% экономии).
В электрических машинах Bekum EBLOW привод смыкания осуществляется серводвигателями через шарико-винтовую пару или кривошипно-рычажный механизм (e-Twin-Toggle). Подшипники опор ШВП и рычажных валов -- конические роликовые или радиально-упорные шариковые с предварительным натягом. В гидравлических H-серии привод осуществляется гидроцилиндрами; подшипники рычажного механизма -- игольчатые в шарнирах.
Bekum H-серия оснащена централизованной автоматической системой смазки, подающей литиевую смазку на все шарнирные пальцы, направляющие каретки и подшипниковые узлы по заданной программе. Электрические машины EBLOW спроектированы с минимальными требованиями к смазке: отсутствие гидравлической системы исключает утечки масла, что особенно важно для фармацевтической, пищевой и косметической упаковки.
В редукторе экструдера применяется масляная смазка (ванна с разбрызгиванием или принудительная циркуляция в зависимости от типоразмера). Упорный подшипник шнека должен быть надёжно изолирован от тепла экструзионного цилиндра.
Признаки износа подшипников узла смыкания: увеличение зазоров в шарнирах (контроль щупом или индикатором), нарушение параллельности плит (визуально по линии смыкания и качеству облоя), повышение шума и вибрации при смыкании. Признаки износа упорного подшипника шнека: нестабильность давления расплава, осевой люфт шнека, повышение температуры в зоне подшипника.
При замене подшипников необходимо использовать компоненты, соответствующие оригинальным по типоразмеру, классу точности и типу предварительного натяга. Установка должна выполняться в корпуса подшипников с соблюдением рекомендованных посадок и монтажных зазоров.
При подготовке статьи использованы следующие источники:
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.