Нейлон против полиуретана, резины и фенольных колёс: выбор по грузоподъёмности, полу, шуму и среде

Отсеять материалы, которые не выдержат нагрузку на колесо

Грузоподъёмность на колесо — первое жёсткое ограничение. Материал, который не несёт нагрузку, исключается, как бы он ни был тих или щадящ к полу, поэтому решите это прежде любых других сравнений. Диапазоны, приводимые поставщиками для колеса 5 дюймов, ставят резину на 200–500 lb, полиуретан на 500–1,500 lb и нейлон на 800–2,500 lb [S16]. Второй источник даёт диапазоны грузоподъёмности на поворотное колесо: резина до 200 кг, полиуретан 200–900 кг, нейлон 400–1,200 кг [S20]. Два набора не сходятся аккуратно, поэтому эти диапазоны — первый фильтр, а не спецификация [S16]. Пропустите через них собственную цифру. Требование 700 lb на колесо уже исключает резину по дюймовому диапазону 5 дюймов и попадает в диапазон нейлона [S16]. Один поставщик заявляет, что выше 500 lb на колесо единственный вариант — полиуретан, а резина исключается [S4]; другие источники указывают, что нейлон несёт больше, чем полиуретан того же размера [S19,S20]. Это расхождение реально и изложено в последнем разделе. Пока используйте диапазоны, чтобы исключать материалы, а затем подтвердите номинал конкретного колеса по той базе, которую вы проверили [S16]. Прежде чем считать опубликованную цифру пригодной, спросите, какая норма поддерживает номинал и покрывает ли она поворотное колесо целиком или только колесо [S16]. Номинал, который вы не можете проверить, — это номинал, который вы не можете использовать, и отказ несоответствующего нагрузке поворотного колеса проявляется как треснувшая вилка или выкрашенное колесо, а не как цифра в коммерческом предложении [S16].

Решить, выдержит ли пол жёсткий беговой слой нейлона

Более твёрдые материалы колёс несут большие нагрузки, потому что их прочность на сжатие выше, но та же твёрдость концентрирует давление на полу, так что выбор материала задаёт и потолок грузоподъёмности, и риск повреждения пола [S16]. Это тот компромисс, который вы делаете, выбирая нейлон: свойство, позволяющее ему нести нагрузку, — то самое свойство, которое может оставлять след на мягком полу. Тип пола, а не только нагрузка, решает, приемлем ли нейлон. Твёрдое дерево, премиальный винил, эпоксидный шоурум и полированный бетон указывают на резину, когда важна защита пола [S4]. Шероховатый бетон, асфальт, деформационные швы и металлические решётки указывают на полиуретан [S4]. Нейлон описывается как материал с высокой грузоподъёмностью и низким сопротивлением качению, но он шумный на твёрдых полах, даёт мало амортизации и может повреждать более мягкие полы [S15,S19,S23]. Полиуретан защищает полы лучше, чем нейлон, который может оставлять следы или повреждать мягкие поверхности [S15,S17,S23]. Полезное правило из источников: чем твёрже поверхность пола, тем мягче должно быть колесо [S17]. Если ваш пол — отделанное или деликатное покрытие, одного этого принципа достаточно, чтобы исключить нейлон ещё до взвешивания его преимущества по нагрузке. Если ваш пол — голый бетон или решётка, штраф нейлона за защиту пола намного меньше, и преимущество по нагрузке весит больше.

Решить, приемлем ли шумовой и ударный штраф нейлона

Нейлон шумит на бетонных или эпоксидных полах и даёт мало амортизации, что может быть некомфортно для операторов и вредно для деликатных грузов [S15]. Резина последовательно описывается как самый тихий материал и лучший по амортизации ударов, а полиуретан — как тихий и промежуточный между ними [S10,S22,S23,S24]. Полиуретан тише нейлона на твёрдых полах [S15,S23]. Если ваша среда чувствительна к шуму — больница, библиотека, офис или вещательная студия — источники указывают на резину [S4]. Если это склад, производственный цех или погрузочная площадка, по шуму подходят и нейлон, и полиуретан, и полиуретан обычно лучший выбор по совокупной стоимости [S4]. Штраф, который вы принимаете с нейлоном, — это не только звук: это отсутствие амортизации, что важно, если груз деликатный или оператор катит тележку всю смену. Ни один источник в этом наборе не публикует измерений в дБ ни для одного из этих материалов, поэтому численно оценить разницу в шуме нельзя. Если шум — жёсткое требование, попросите у поставщика пробное колесо, чтобы испытать его на вашем реальном полу, вместо того чтобы полагаться на описание материала.

Проверить усилие качения на вашем конкретном полу и типе подшипника

Усилие качения — не фиксированное свойство материала; оно зависит от того, как деформируется беговой слой и что пол делает под пятном контакта. Мягкая резина (70A) имеет коэффициент качения 0.06–0.08, более чем вдвое больше, чем 0.03 у полиуретана 95A, потому что мягкая резина деформируется под нагрузкой и поглощает энергию в пятне контакта, увеличивая усилие толкания [S6]. То есть более мягкое колесо может казаться труднее в толкании, а не легче. Тип пола умножает эту цифру. При полированном бетоне с эпоксидным покрытием как базе 1.0 стальной лист даёт 0.8, незапечатанный бетон 1.2, бетон с деформационными швами 1.5–2.0 на шве, шероховатый асфальт 1.8, а промышленный ковролин или антифатиг-мат 2.5–3.5 [S3]. Более мягкие или неровные полы деформируются под пятном контакта или заставляют колесо непрерывно переезжать микронеровности, и то и другое осаживает энергию в полу, а не во вращении колеса [S3]. На шероховатом или мягком полу больший диаметр колеса или более мягкий беговой слой снижает усилие толкания [S3]. Низкое сопротивление качению нейлона — одно из его заявленных преимуществ, и он катится плавно, с меньшим усилием толкания, чем более мягкие типы [S19]. Но это преимущество измерено на том полу, который ему подходит. Если ваш пол — ковролин или со швами, множитель пола может доминировать над разницей материалов, и ответом может быть большее колесо, а не другой материал.

Проверить, исключают ли материал химия, мойка или нагрев

Среда может перевесить решение по нагрузке и полу. Нейлон стоек к маслам, смазкам, химикатам, влаге и к более высоким температурам, чем стандартный полиуретан, и не ржавеет при воздействии влаги [S19]. Резина деградирует при воздействии определённых химикатов и экстремальных температур, и источники советуют избегать резиновых колёс в средах с маслом или агрессивными растворителями [S11,S23]. Если на полу масла, растворители, гидравлическая жидкость или смазочно-охлаждающая жидкость, выбор — полиуретан, а резина деградирует за считанные недели [S4]. Температура задаёт жёсткий потолок материалу колеса. При мойке полипропилен выдерживает примерно 200°F, нейлон до 250°F, а стандартный полиуретан до примерно 160°F [S11]. Выше 80°C требуются специальные термостойкие поворотные колёса [S9,S11]. При постоянном контакте с водой полиуретан может деградировать быстрее, и предпочтительны нейлон или полипропилен [S11]. Для вашей спецификации практическая последовательность такова: если на полу масло или растворитель — резина отпадает; если температура мойки или процесса превышает около 160°F — стандартный полиуретан отпадает и кандидатом становится нейлон; если превышает 250°F — отпадает и нейлон, нужна другая семья материалов. Источники не публикуют данных по химической стойкости фенольных материалов, поэтому фенольный нельзя сравнить по этой оси на основе имеющихся данных.

Подтвердить, что тип подшипника и монтаж отвечают требованию по усилию качения

• Спросите, доступно ли колесо с шариковыми прецизионными подшипниками, если усилие толкания — определяющее ограничение [S6].
• Спросите, нужны ли для нагрузки конические роликовые подшипники, и если да — примите эти 10–15% дополнительного сопротивления [S6].
• Подтвердите, что комбинация подшипник-монтаж предлагается для выбранного вами диаметра и материала колеса.
• Подтвердите базу номинала (статическую или динамическую) и норму за ней, прежде чем сравнивать любые два предложения [S16].

Взвесить цену за единицу против частоты замены и ремонта пола

Цена за единицу сама по себе здесь вводит в заблуждение. Резиновые колёса обычно дешевле полиуретановых, в зависимости от конфигурации [S24]. Но один поставщик заявляет, что более долгий срок службы полиуретана обычно окупается до конца второго года, если колёса в масштабе меняются чаще раза в год, даже при более высокой стартовой цене [S4]. Нейлон тоже описывается как часто служащий дольше более мягких типов колёс, что снижает частоту замен [S19]. Значит, сравнивать нужно не цену колеса с ценой колеса. Сравнение — это (стоимость колеса плюс работа по замене), умноженная на частоту замен за три года [S4]. Если ваша операция меняет колёса чаще раза в год, более дешёвое резиновое колесо за период может стоить дороже полиуретанового или нейлонового колеса, которое оно собиралось перебить ценой. Если замены редки, стартовая экономия на резине реальна. Источники не публикуют цен за колесо и данных о частоте замен, поэтому посчитать это сравнение только по данным нельзя. Запросите у поставщика стоимость колеса и ожидаемый интервал замены для вашего рабочего цикла и сами посчитайте трёхлетнюю цифру.

Где источники расходятся в рейтинге нагрузки и что проверить

Рейтинг грузоподъёмности нейлона против полиуретана — единственный пункт, где источники действительно конфликтуют, и он лежит прямо на принимаемом вами решении. Другие источники указывают, что нейлон несёт больше, чем полиуретан того же размера, и публикуют диапазоны, ставящие нейлон при одинаковом диаметре выше полиуретана [S16,S19,S20]. Расхождение не разрешимо по данным, потому что ни один источник не даёт динамических и статических номиналов для всех четырёх материалов при одинаковых диаметре и ширине [S16]. Разрешите его по фактической базе номинала, прежде чем заказывать.

Не установлено источниками

• Нет динамических в сравнении со статическими номиналов нагрузки для всех четырёх материалов при одинаковых диаметре и ширине, поэтому точную грузоподъёмность на колесо по этим источникам установить нельзя.
• Нет значений твёрдости по Shore D для нейлона и фенольных материалов и нет значений Shore A для резины выше 70A.
• Нет измерений шума в дБ ни для одного материала, поэтому разницу шума между нейлоном, полиуретаном и резиной нельзя оценить численно.
• Нет цен за колесо и данных о частоте замен, поэтому трёхлетнее сравнение затрат по данным посчитать нельзя.
• Нет данных по химической стойкости фенольных материалов, поэтому фенольный нельзя сравнить по стойкости к химии и влаге.
• Нет данных по УФ-воздействию ни для одного материала.
• Нет матрицы доступности подшипников по материалу колеса, поэтому у поставщика нужно подтвердить, предлагается ли данное колесо с шариковым прецизионным, роликовым или коническим роликовым подшипником.

Sources

1. casterhq.com — Industry publication
2. casterhq.com — Industry publication
3. casterhq.com — Industry publication
4. www.carsuncastor.com — Manufacturer technical documentation
5. bullcaster.com — Manufacturer technical documentation
6. castercentral.com — Industry publication
7. atlantacaster.com — Manufacturer technical documentation
8. www.skt1m.com — Unclassified source
9. techincastor.com — Manufacturer technical documentation
10. atlantacaster.com — Manufacturer technical documentation
11. www.skt1m.com — Unclassified source
12. www.carsuncastor.com — Manufacturer technical documentation
13. bullcaster.com — Manufacturer technical documentation
14. consolidatedcaster.com — Manufacturer technical documentation