Шарнир из пластика можно сделать двумя способами. Первый — отлить вместе с деталью тонкую гибкую перемычку, так называемый живой шарнир. Второй — собрать узел из нескольких частей на оси. Первый вариант дешевле и не требует сборки, второй выдерживает большие нагрузки. Разбираем, как устроен каждый, из какого материала их делают и что указать в техническом задании.
Живой шарнир: как он устроен
Живой шарнир — это тонкая перемычка из того же материала, что и сама деталь. Она отливается в одной форме сразу с обеими соединяемыми частями, например корпусом и крышкой, и работает на многократный изгиб. Классический материал для такой конструкции — полипропилен: он хорошо переносит повторяющиеся сгибания. Обычный полистирол для живого шарнира не подходит — он хрупкий, и перемычка трескается.
- 1
Тонкая перемычка
В форме между двумя частями детали формируется участок заметно тоньше основных стенок.
- 2
Заполнение формы
Расплав должен пройти через перемычку, поэтому положение литника продумывают при проектировании формы.
- 3
Первые сгибания
В ряде конструкций шарнир сразу после извлечения несколько раз сгибают — это ориентирует полимер вдоль перемычки.
- 4
Рабочий ресурс
Число циклов зависит от материала, толщины и радиуса изгиба; его нужно задать в задании заранее.
Какие бывают пластиковые шарниры
Живой шарнир
Литая перемычка из ПП или ПЭ. Крышки и корпуса, где нужна деталь «одним куском» без сборки и крепежа.
Сборный шарнир на оси
Проушины и ось или штифт. Для снижения трения применяют втулки из антифрикционных пластиков, например ПА или ПОМ.
Гибкая шарнирная пластина
Пластина, которая сгибается в работе. Пример — шарнир сдвижной крыши тентованного полуприцепа из полипропилена.
Шарнир под нагрузку
Нагруженные элементы делают из наполненных пластиков — например, армированных стекловолокном.
Живой или сборный шарнир
Живой шарнир подходит, если:
- Деталь и крышка должны быть одной отливкой без сборки
- Нагрузка на шарнир небольшая, а число циклов умеренное
- Материал детали допускает многократный изгиб — как правило, ПП или ПЭ
Сборный шарнир подходит, если:
- Нужна большая нагрузка или жёсткая фиксация оси
- Материал детали не переносит многократный изгиб
- Шарнир может изнашиваться, и его нужно заменять отдельно
Реальный пример шарнирной пластины из полипропилена — шарнир сдвижной крыши 650 мм: он обеспечивает равномерное складывание ПВХ-ткани тента. О деталях для таких прицепов — в статье пластик и РТИ для тентованных полуприцепов. Свойства материала — в статье полипропилен, а антифрикционные пары для осей — в статье антифрикционные пластики. Если рядом с жёсткой деталью нужна мягкая часть, например уплотнение крышки, — в статье двухкомпонентное (2К) литьё.
Что указать в техническом задании
- 1Число циклов открытия и закрытия за срок службы
- 2Угол раскрытия и направление нагрузки на шарнир
- 3Условия эксплуатации, включая температуру и мороз — при низкой температуре полипропилен становится менее пластичным
- 4Материал детали и допустимые альтернативы
- 5Тираж: от него зависит, оправдана ли форма с живым шарниром
Подробнее о том, как оформить задание, — в статье как подготовить ТЗ, а о проверке геометрии до изготовления формы — в статье 3D-моделирование перед литьём.
Часто задаваемые вопросы
Что такое живой шарнир?
Это тонкая гибкая перемычка из того же материала, что и сама деталь. Она отливается вместе с обеими частями, например корпусом и крышкой, и позволяет им сгибаться друг относительно друга без отдельной оси.
Из какого пластика делают живой шарнир?
Чаще всего из полипропилена, реже из полиэтилена: эти материалы лучше других переносят многократный изгиб.
Сколько циклов выдержит живой шарнир?
Универсальной цифры нет: ресурс зависит от материала, толщины и радиуса изгиба перемычки. Его подтверждают испытанием образцов.
Можно ли сделать живой шарнир из АБС или полистирола?
Как правило, не рекомендуется: эти материалы хуже переносят многократный изгиб. Для такой конструкции выбирают ПП или ПЭ либо переходят на сборный шарнир.
Можно ли заказать пластиковый шарнир по чертежу или образцу?
Да, изделие изготавливают по чертежу или по имеющемуся образцу. Пришлите чертёж или образец и описание нагрузки — подскажем конструкцию и материал.
Нужна деталь с шарниром?
Пришлите чертёж или образец и условия работы — предложим конструкцию шарнира и материал.