Вес капролона и полиуретана: расчёт заготовки и детали

Плотность капролона держится в 2 %, полиуретана нет

Масса любой детали равна плотности, умноженной на объём, и для капролона эта арифметика почти не зависит от поставщика. Российский производитель блочного полиамида «Метафракс» указывает для ПА 6 плотность 1 140–1 160 кг/м³, для графитонаполненного ПА 6-МГ 1 140–1 170 кг/м³ (данные сверены 21.10.2026). Паспорт литого ПА 6 у MCAM даёт 1,15 г/см³. Разброс около 2 %, и в расчёте закупки им можно пренебречь.

С полиуретаном так не получится. Литьевые системы разной химии дают разную плотность: у системы Dalchem TC90A твёрдостью 90–93 Shore A паспорт указывает удельный вес смеси 1,03 г/см³, у пластины Vulkollan 82 Shore A на сложном полиэфире 1,25 г/см³. Это 21 % разницы при похожей твёрдости.

Плотности бронзы и стали взяты из сравнительной таблицы в руководстве MCAM по проектированию. Свойства пластиков в таблице: ориентир для марок общего назначения, материал и его документ фиксируются в КП.

Плюсовой допуск добавляет стержню до 10 % массы

Формула для стержня та же, что для фторопластового, она приведена в расчёте веса паронита, фторопласта и техпластины: π/4 × D² × L × плотность. Для капролона важнее другое: литые стержни приходят только с плюсовым допуском по диаметру, и он растёт с размером. По каталогу «Метафракса» это +1 мм для Ø20–40, +2 мм для Ø45–90, +3 мм для Ø100–180, +5 мм для Ø207–340.

Для мелких стержней Ø8–15 мм из экструзионного полиамида расчёт по плотности 1,15 г/см³ даёт около 0,06 кг на метр для Ø8, 0,09 кг для Ø10 и 0,2 кг для Ø15. В справочных таблицах продавцов эти числа бывают выше, до 0,07 и 0,25 кг: там учтён допуск или округление. Для сверки счёта важна фактическая масса отгрузки, для оценки закупки достаточно расчёта.

Сколько весит стержень из капролона?

Стержень из капролона длиной 1 м весит π/4 × D² × 115 г, где D диаметр в сантиметрах, при плотности 1,15 г/см³. Метр стержня Ø40 мм весит около 1,45 кг, Ø60 мм около 3,25 кг, Ø100 мм около 9 кг. Литые стержни приходят с плюсовым допуском по диаметру, от +1 мм на Ø20–40 до +5 мм на Ø207, поэтому фактическая масса бывает на 5–10 % выше номинальной.

Литой стержень не всегда метровый

В таблицах «вес капролона за метр» длину считают ровно 1 000 мм, а литой стержень в каталоге часто другой. У «Метафракса» стержни до Ø40 идут длиной 1 000 мм с допуском +50 мм, Ø45–90 длиной 1 000 мм с допуском −100 мм, то есть бывают и 900 мм. Стержни Ø100–207 льют длиной 950 ± 50 мм, Ø227–340 около 700 мм, а самые толстые, от Ø440, около 500 мм.

Для закупки это означает простую вещь: число заготовок из одного стержня считают по фактической длине, а не по метру. Стержень Ø150 мм длиной 950 мм весит около 19,1–19,5 кг по номиналу. Если поставщик продаёт пруток штуками, а деталь считают по метровой таблице, на крупных диаметрах легко ошибиться на 5–30 % массы.

Заготовка под деталь тяжелее детали в три с половиной раза

Принцип тот же, что у фторопластовой втулки, но у капролона заготовку задают шаг каталога и плюсовой допуск. Пример: втулка с наружным диаметром 60 мм, отверстием 45 мм и длиной 50 мм. Объём детали π/4 × (6² − 4,5²) × 5 ≈ 61,9 см³, масса из капролона около 71 г. Стержень Ø60 мм для неё не годится: по каталогу он может прийти ровно 60 мм, и снять даже миллиметр на сторону будет не с чего. Ближайший подходящий размер Ø70 мм, длину берут 55 мм с припуском на отрезку и подрезку торцев.

Заготовка Ø70 × 55 мм весит около 243 г по номиналу и до 260 г при диаметре 72 мм с допуском. В деталь уходит около 28 % материала, остальное стружка и сверление отверстия. Для отверстий от 45 мм выгоднее литая труба, где расточки меньше; сравнение выхода материала из стержня, трубы и отливки сделано в разборе литья и мехобработки капролона.

Сколько весит заготовка для детали из капролона?

Заготовка для детали из капролона весит в 2–4 раза больше готовой детали, если точить из сплошного стержня. Пример: втулка 60/45 × 50 мм весит 71 г, а заготовка Ø70 × 55 мм под неё около 243–260 г. Диаметр стержня берут на ближайший типоразмер больше детали с запасом на обработку, длину с припуском 3–5 мм на отрезку и подрезку торцев. В закупку и в цену материала идёт масса заготовки.

Расход прутка на партию считают по заготовкам

Масса одной заготовки нужна снабжению, когда надо понять, сколько прутка купить на партию. Пример: 200 втулок 60/45 × 50 мм из стержня Ø70 мм. На одну втулку нужно 55 мм длины и около 3 мм на ширину отрезного резца, итого 58 мм. Из стержня длиной 900–1 000 мм выходит 15–17 заготовок, с учётом худшего случая берут 15.

Тогда на партию нужно 14 стержней. Метр стержня Ø70 мм с допуском весит 4,4–4,7 кг, и закупка выходит около 60 кг прутка при массе готовых втулок около 14 кг. Разница в 46 кг остаётся в стружке и обрезках. Обрезки длиной 30–50 мм с концов стержней годятся на мелкие шайбы и кольца, если такие есть в том же заказе.

Бронзовая втулка весит в 7,7 раза больше капролоновой

Замену бронзы на капролон обычно обсуждают из-за износа и смазки, но масса тоже меняется заметно. Та же втулка 60/45 × 50 мм из бронзы SAE 660 весит около 544 г, из стали 485 г, из капролона 71 г. Для полиуретана с плотностью от 1,03 до 1,25 г/см³ масса такой детали 64–77 г.

Для узла разница в массе означает меньшую инерцию вращающихся деталей и меньший вес запасных частей на складе и в отправке. Но лёгкость не переносит посадку: капролон иначе ведёт себя в нагреве и воде, и отверстие точат по своему расчёту, как в разборе зазора и посадки втулок из капролона.

Во сколько раз капролон легче бронзы и стали?

Капролон легче бронзы примерно в 7,7 раза и легче стали в 6,8 раза при одинаковом объёме детали. Плотность литого полиамида 6 около 1,15 г/см³, бронзы SAE 660 8,80 г/см³, стали 7,84 г/см³ по таблице MCAM. Втулка 60/45 × 50 мм весит из капролона 71 г, из бронзы 544 г. Плотность других марок бронзы отличается, её берут из документа на конкретный сплав.

Массу полиуретановой детали считают по паспорту системы

Для деталей из полиуретана расчёт по одной «средней» плотности даёт ошибку до 20 %. Пример: скребок 1 000 × 150 × 10 мм. Объём 1 500 см³, масса 1,55 кг при плотности 1,03 г/см³ и 1,88 кг при 1,25 г/см³. На партии из 100 скребков разница 33 кг, а это уже другая строка в заявке транспортной компании.

Литую полиуретановую деталь считают ещё и с литниками и припуском, если её доводят на станке. Расход готовой смеси на отливку считают по плотности литьевого полиуретана; для массы в отправке берут готовую деталь, для расхода материала отливку. Для обрезиненных роликов и колёс основной вес даёт металл: стальной сердечник Ø80 × 300 мм весит около 11,8 кг, полиуретановый слой 10 мм на нём 0,9–1,1 кг.

Сколько весит деталь из полиуретана?

Деталь из полиуретана весит от 1,03 до 1,25 г на кубический сантиметр объёма в зависимости от литьевой системы, а не от твёрдости. Скребок 1 000 × 150 × 10 мм весит от 1,55 до 1,88 кг. Для точной массы плотность берут из паспорта системы, которой заливают деталь. У полиуретановых роликов основную массу даёт металлический сердечник, слой полиуретана весит в 11–14 раз меньше.

Масса в КП на точёные детали считается от заготовки

Цена материала в точёной детали считается от заготовки, поэтому масса в коммерческом предложении нужна не только для доставки. Общие строки о массе нетто, отправке и происхождении материала те же, что в КП на прокладки из листа. Для точёных деталей из капролона к ним добавляют три строки:

• типоразмер заготовки по каталогу с плюсовым допуском по диаметру;
• масса заготовки на одну деталь рядом с массой детали нетто;
• число стержней на партию по их фактической длине, а не по метровой таблице.

Если вместо бронзы по спецификации предложен капролон, масса партии падает примерно в 7,7 раза; если меняют систему полиуретана, масса меняется до 20 % вместе со свойствами. Такие замены согласуют письменно.

Для расчёта массы хватает эскиза, марки и количества

Для расчёта массы детали и расхода материала достаточно чертежа или эскиза с размерами, марки материала и количества. Если масса нужна для сравнения с бронзовой деталью, которую заменяете, пришлите и её размеры: массу узла до и после замены посчитают в одном расчёте.

Капролоновые детали точат на токарных и фрезерных станках, заготовки берут из марок литого полиамида, то есть капролона и инженерных пластиков. Полиуретановые детали и покрытия делают литьём в формы, систему и твёрдость подбирают под нагрузку и среду. Если у вас уже есть деталь, её вес на весах вместе с размерами проверит расчёт; марку по весу не определить, плотности капролона и литьевого полиуретана перекрываются.