Ložiskové materiály

Nylon

Ložiskový materiál z Polyamidu (PA)

Mimořádně univerzální technický plast stvořený pro méně namáhaná ložiska. Nylon nabízí skvělé samomazné vlastnosti, nízkou cenu a výbornou odolnost vůči opotřebení, pakliže to požadavky na zatížení a teplotu dovolí.

PŘEHLED MATERIÁLU

Co je to Nylon?

Nylon je široce rozšířený obchodní název pro rodinu syntetických polymerů zvaných polyamidy (PA). Nylon, vyvinutý společností DuPont v roce 1935, byl jedním z prvních skutečně "technických" plastů a dodnes je v aplikacích kluzných ložisek hojně využíván díky ideální kombinaci pevnosti, odolnosti vůči opotřebení a velmi nízkému tření.

Ve světě ložisek slouží nylon jako cenově mimořádně efektivní alternativa k pokročilejším materiálům (jako je PTFE nebo POM) a hodí se pro lehké až středně těžké aplikace. Nylonová ložiska dokážou v mnoha aplikacích běžet zcela nasucho bez mazání, avšak jejich výkon a životnost se zásadně prodlužuje použitím počátečního promazání nebo impregnací olejem.

Pro náročné průmyslové aplikace, které vyžadují vyšší únosnost tlaku nebo vyšší provozní teplotu, zvažte kompozitní pouzdra z PTFE případně kompozitní pouzdra z POM, jež nabízejí v extrémních podmínkách nesrovnatelně vyšší výkon a stabilitu.

Hlavní přednosti nylonových ložisek

Nízké Tření

Samomazný charakter — při nízké zátěži zvládá spolehlivě běh nasucho

Vysoká Odolnost proti opotřebení

Vynikající otěruvzdornost ve světě technických plastů

1.14 g/cm³ Hustota (hmotnost)

Až o 87 % lehčí materiál než klasický bronz

Nízké Náklady a cena

Vysoce ekonomické řešení pro hromadnou a velkosériovou výrobu

Vlastnosti Nylonu 66

Chemický název	Polyamid 66
Průmyslová zkratka	PA66 / Nylon 66
Hustota	1.14 g/cm³
Bod tání	260 °C
Max. provozní teplota	+100 °C (kontinuální)
Pevnost v tahu	70-85 MPa
Tvrdost	Rockwell R118
Tření (Nasucho)	0.20 - 0.40
Nasákavost vodou	2.5% (za 24h)

⚠️ Zásadní omezení

Absorpce vlhkosti je zdaleka největší slabinou nylonu. Nylon pohlcuje ze vzduchu 2 až 3 % vlhkosti, což způsobuje bobtnání, změnu přesných rozměrů a znatelný pokles pevnosti. Do vlhkého nebo trvale mokrého prostředí místo něj použijte PTFE nebo POM.

TŘÍDY NYLONU

Typy nylonu používané pro ložiska

Různé třídy a průmyslové modifikace nylonu nabízejí zásadně odlišné výkonnostní charakteristiky přizpůsobené konkrétním ložiskovým aplikacím.

Litý nylon s vynikající houževnatostí a vysokou odolností proti nárazům. Snáze se zpracovává než PA66. Ideální pro rozměrné díly a pouzdra pro obecné použití.

Pevnost v tahu: 70 MPa
Max. teplota: 90 °C
Cena: Velmi nízká

Vhodné pro: Vodicí rolničky, dorazy, kluzné lišty, lehká pouzdra

Nejběžnější

Vyšší bod tání a znatelně lepší mechanické vlastnosti než PA6. Průmyslový standard pro menší vstřikované ložiskové komponenty. Nabízí lepší rozměrovou stabilitu.

Pevnost v tahu: 85 MPa
Max. teplota: 100 °C
Cena: Nízká až Střední

Vhodné pro: Standardní pouzdra, klece valivých ložisek, drobné komponenty

Vyztužení skleněnými vlákny (obvykle z 30 %) dramaticky zvyšuje celkovou pevnost, tuhost materiálu a tepelnou odolnost. Výrazně eliminuje krípatění plastu (tečení) pod zátěží.

Pevnost v tahu: 180 MPa
Max. teplota: 130 °C
Cena: Střední

Vhodné pro: Silně namáhaná pouzdra, strukturální ložiska, vyšší teploty

Přísada (plnivo) v podobě disulfidu molybdenu znatelně snižuje koeficient tření a zlepšuje vlastnosti chodu nasucho. Oproti čistému nylonu se vyznačuje mnohem delší životností při provozu bez domazávání.

Tření: 0.15 - 0.25
Opotřebení: 3x pomalejší
Cena: Střední

Vhodné pro: Běh nasucho, posuvné dorazy, kladky a vačky

Nylon, který je již během odlévání saturován (nasycen) speciálním mazacím olejem. Olej se při provozu samovolně a trvale uvolňuje, čímž vzniká plnohodnotné samomazné pouzdro.

Tření: 0.10 - 0.20
Obsah oleje: 3-6%
Cena: Střední

Vhodné pro: Aplikace vyžadující naprostou bezúdržbovost, dopravníky, balicí stroje

Prémiový nylon konstruovaný pro velmi vysoké teploty. Bezpečně si zachovává všechny své mechanické vlastnosti i v prostředích, kde běžné polayamidy chřadnou. Má i lepší chemickou odolnost.

Pevnost v tahu: 100 MPa
Max. teplota: 150 °C
Cena: Vysoká

Vhodné pro: Aplikace v motorovém prostoru aut, průmysl s velmi vysokou teplotou

SROVNÁNÍ MATERIÁLŮ

Nylon vs. Ostatní ložiskové plasty

Jak přesně si stojí Nylon v porovnání s jinými technickými a konstrukčními plasty, které se pro ložiska běžně používají?

Vlastnost	Nylon (PA66)	PTFE (Teflon)	POM (Acetal)	UHMWPE
Součinitel tření	0.20 - 0.40	0.04 - 0.10	0.15 - 0.35	0.10 - 0.20
Únosnost zatížení	Střední (40 N/mm²)	Nízká až Střední	Vysoká (80 N/mm²)	Střední
Max. teplota	+100 °C	+280 °C	+110 °C	+80 °C
Nasákavost vody	Velmi vysoká (2.5%)	Nulová	Velmi nízká (0.2%)	Nulová
Rozměrová stabilita	Dostačující	Špatná (Tečení za studena)	Výborná	Dobrá
Odolnost proti opotřebení	Vynikající	Dostačující	Dobrá	Vynikající
Odolnost proti rázům	Vynikající	Dobrá	Dobrá	Vynikající
Cena	Nízká	Střední	Střední	Střední
Nejlepší využití pro	Suché provozy, nízká váha	Chemie, obrovské teploty	Přesné díly, vlhkost	Abraziva, potraviny

KONTROLA NÁVRHU

Tipy pro konstruování s nylonovými ložisky

Počítejte s vlhkostí

Nylon nabobtná vlivem absorpce vlhkosti (vody) z prostředí až o 3 %. Navrhujte provozní vůle (clearance) o 0,05–0,10 mm větší, než byste udělali u kovových ložisek. Pracujte s tzv. rozměry "po vylisování" a ověřte je po přirozené aklimatizaci materiálu na vaše provozní podmínky.

Omezte hodnoty PV

Bezpečně udržujte součin tlaku a rychlosti (faktor PV) pod hodnotou 0,10 N/mm²·m/s u běhu nasucho a pod 0,46 N/mm²·m/s při poctivém mazání. Překročení těchto pevných hranic způsobí extrémně rychlé opotřebení pouzdra a jeho tepelnou degradaci (tavení).

Zvažte vyztužení (plnění)

Při potřebě pracovat s vyšší zátěží neváhejte zvolit nylon plněný sklem (30% GF). To rovnou zdvojnásobí jeho celkovou pevnost a velmi omezí krípatění (tečení), ale pozor — úměrně se tím zvýší opotřebení samotné hřídele, takže musíte použít hřídele z kalené oceli.

Kompatibilita s hřídelí

Nylon absolutně nejlépe funguje, když běží proti kvalitní tvrzené oceli (HRC 55+) nebo proti chromovaným hřídelím. Vyhněte se jako čert kříži měkkému hliníku nebo nekalené, měkké oceli — tření i opotřebení u nich rapidně a nekontrolovatelně vzroste.

Zásadní úvodní mazání

I hrdě prezentovaný „zcela samomazný“ nylon vždy velmi těží z lehkého úvodního promazání. Aplikování tenkého filmu mazacího tuku totiž prodlouží životnost ložiska na neuvěřitelný 2–3 násobek a ochrání jej před dřením při fázi zabíhání.

Snížení zatížení při vysokých teplotách

Nezapomeňte preventivně snížit povolené zatížení nylonu o 50 % u teplot blížících se 80 °C a o 75 % u teplot kolem 100 °C. Pokud má zařízení běžet trvale blízko těchto teplotních hranic, seriózně zvažte rovnou prémiový PA46 nebo upgrade na PTFE a POM.

✓ Použijte Nylon v momentech kdy:

Počítáte s velmi nízkou až mírnou zátěží (<40 N/mm²)
Provozní teplota zařízení vždy a trvale zůstane pod 100 °C
Pracovní prostředí je suché (vnitřní prostory, klima pod kontrolou)
Tlačíte na rozpočet a úspora peněz je hlavní prioritou
Stroj musí běžet s minimem hlučnosti
Potýkáte se s nečekanými rázovými (šokovými) nárazy
Odlehčení celé konstrukce o každý gram je velmi žádoucí
Plánujete vysoce objemnou sériovou produkci dílu

✗ Vyhněte se Nylonu v momentech kdy:

Díl bude venku, v mokru nebo ve vlhku (sáhněte po POM nebo PTFE)
Budou teploty létat stabilně přes 100 °C (sáhněte po PTFE)
Řešíte masivní tlakové zátěže (sáhněte po bronzu či kovo-polymerech)
Potřebujete dodržet tisícinové tolerance stroje (sáhněte po POM)
Požadujete naprosto minimální možné tření na hřídeli (sáhněte po PTFE)
Budete pouzdra umývat a polévat agresivními kyselinami
Stroj bude venku bez krytování (nylon pohlcuje destruktivní UV záření)
Na ložisko bude vyvíjen obrovský trvalý tlak a hrozí tečení za studena

Nejste si u vašeho návrhu stroje jistí, zda bude nylon tou nejlepší volbou? Naši zkušení inženýři vám obratem doporučí optimální ložiskový materiál.

Kontaktovat inženýrský tým

Potřebujete spíše něco s daleko vyšším výkonem?

Ačkoli Nylon zcela nepochybně v mnoha lehkých aplikacích spolehlivě zafunguje, doménou společnosti JBM je výroba průmyslových kovo-polymerových kompozitních ložisek, jež přinášejí nesrovnatelně vyšší únosnost, obrovskou teplotní odolnost a dokonalou rozměrovou přesnost. Pokud vás nylon svými možnostmi brzdí, vylepšete svůj návrh pomocí PTFE nebo POM.

Prohlédnout prémiová kompozitní ložiska