Quais são as mudanças de desempenho dos rolamentos revestidos de plástico em ambiente de baixa temperatura

Rolamentos revestidos de plástico (PCBs), rolamentos compostos formados pelo revestimento de mancais de metal tradicionais com plásticos de alto desempenho, são amplamente utilizados em indústrias como fabricação de máquinas, processamento de alimentos, aeroespacial e armazenamento e transporte criogênico. As baixas temperaturas afetam significativamente o desempenho do rolamento, especialmente em PCBs. A camada plástica passa por mudanças físicas e químicas diferentes das do metal sob temperaturas baixas extremas, impactando diretamente a vida útil do rolamento e a estabilidade operacional.

Alterações nas propriedades físicas dos materiais plásticos em baixas temperaturas

A vantagem central dos PCBs está na redução de atrito e na resistência à corrosão fornecida pela camada plástica. No entanto, a baixas temperaturas, o movimento molecular do material plástico diminui, resultando em aumento da rigidez e diminuição da tenacidade do impacto. Esse fenômeno se manifesta como uma maior suscetibilidade a microcracks ou rachaduras do revestimento durante a inicialização ou quando submetidas a cargas de impacto. Certos materiais de polímero, particularmente os plásticos de engenharia comuns, como polioximetileno (POM) e poliamida (PA), podem passar por uma transição quebradiça a baixas temperaturas. Use abaixo da temperatura quebradiça aumenta significativamente o risco de rachadura.

Alterações no coeficiente de atrito e desempenho de lubrificação

O coeficiente de atrito dos PCBs normalmente aumenta em baixas temperaturas. O aumento da dureza da superfície plástica aumenta a resistência microscópica de atrito entre a superfície de contato e o eixo de metal ou o anel interno. A viscosidade do lubrificante aumenta e a fluidez diminui em baixas temperaturas, dificultando o fato de o filme lubrificante formar uma cobertura completa, exacerbando ainda mais o atrito e o desgaste. Para rolamentos revestidos de plástico usados ​​em condições secas ou levemente lubrificadas, esse aumento do atrito pode levar ao aumento do torque inicial e cargas adicionais no motor ou acionamento.

Estabilidade dimensional e comportamento de expansão térmica
Em baixas temperaturas, os materiais plásticos experimentam contração térmica significativa, resultando em um leve encolhimento dimensional. Enquanto o encolhimento do corpo do rolamento de metal é relativamente pequeno, a diferença nos coeficientes de expansão térmica entre o revestimento plástico e o substrato metálico pode levar ao aumento de tensões interfaciais. Sob condições extremas, o revestimento plástico pode experimentar uma leve delaminação, deformação ou rachaduras localizadas. Essa mudança dimensional é particularmente crítica para rolamentos em máquinas de precisão ou instrumentos de alta precisão, potencialmente afetando a precisão rotacional e a folga do rolamento.

Impacto de cargas de choque e vida de fadiga
Rolamentos revestidos de plástico submetidos a cargas de choque a baixas temperaturas geralmente sofrem vida útil reduzida da fadiga. O aumento da fragilidade e o acúmulo de tensões interfaciais aceleram a iniciação e a propagação das microcracks, levando a desgaste prematuro ou derramamento do revestimento. O equipamento mecânico que experimenta iniciações e paradas frequentes ou operação de alto impacto requer a seleção de materiais plásticos com alta tenacidade de baixa temperatura ou a inclusão da proteção de lubrificação durante o projeto para garantir uma operação de rolamento confiável e de longo prazo.

Alterações nas características de ruído e vibração

Sob baixas temperaturas, o aumento do coeficiente de dureza da superfície e atrito dos plásticos pode levar a um ligeiro aumento no ruído operacional do rolamento. Devido à redução da eficácia da lubrificação, o atrito desigual pode causar leve vibração, especialmente perceptível em altas velocidades. Para equipamentos que requerem baixo ruído, como máquinas de embalagem farmacêutica, instrumentos de precisão ou sistemas de transporte de cadeia fria, essa característica deve ser totalmente considerada na seleção e nos planos de manutenção de seleção.

Recomendações de aplicativos para ambientes de baixa temperatura

Ao usar rolamentos revestidos de plástico em ambientes extremamente baixa de temperatura, é preferível selecionar plásticos de engenharia com alta tenacidade de baixa temperatura e uma baixa temperatura de transição quebradiça e usá-los em conjunto com um lubrificante de baixa temperatura. As tolerâncias de instalação do rolamento devem ser responsáveis ​​pelo encolhimento de plástico para evitar o titular ultrapassar (aumento do atrito) ou o excesso (induzindo o jogo). A inspeção regular da condição de superfície do rolamento e a lubrificação é crucial para estender a vida útil do serviço de rolamento em condições de baixa temperatura.