Jaké jsou změny výkonu plastových ložisek v prostředí nízké teploty

Plastová ložiska (PCB), kompozitní ložiska vytvořená potahováním tradičních kovových ložisek s vysoce výkonnými plasty, se široce používají v průmyslových odvětvích, jako je výroba strojů, zpracování potravin, letectví a kryogenní skladování a přepravu. Nízké teploty významně ovlivňují výkon ložiska, zejména v PCB. Plastová vrstva podléhá fyzikálním a chemickým změnám odlišným od změn kovu při extrémních nízkých teplotách, což přímo ovlivňuje životnost a provozní stabilitu ložiska.

Změny ve fyzikálních vlastnostech plastových materiálů při nízkých teplotách

Hlavní výhodou PCB leží v redukci tření a odolnosti proti korozi poskytované plastovou vrstvou. Při nízkých teplotách však molekulární pohyb plastového materiálu zpomaluje, což má za následek zvýšenou rigiditu a sníženou houževnatost nárazu. Tento jev se projevuje jako větší náchylnost k mikrocrockům nebo praskání povlaku během spuštění nebo při vystavení nárazovému zatížení. Některé polymerní materiály, zejména běžné inženýrské plasty, jako je polyoxymethylen (POM) a polyamid (PA), mohou podstoupit křehký přechod při nízkých teplotách. Použití pod jejich křehkou teplotou významně zvyšuje riziko praskání.

Změny koeficientu tření a výkonu mazání

Koeficient tření PCB se obvykle zvyšuje při nízkých teplotách. Zvýšená tvrdost plastového povrchu zvyšuje mikroskopickou třecí odolnost mezi kontaktním povrchem a kovovým hřídelem nebo vnitřním kroužkem. Zvyšuje se viskozita maziva a plynulost klesá při nízkých teplotách, což ztěžuje mazacímu filmu vytvořit úplné pokrytí, dále zhoršuje tření a opotřebení. U ložisek potažených plastikami používanými v suchých nebo lehce mazaných podmínkách může toto zvýšené tření vést ke zvýšenému počátečnímu točivému momentu a dalším zatížení motoru nebo pohonu.

Dimenzionální stabilita a chování tepelné roztažení
Při nízkých teplotách zažívají plastové materiály významnou tepelnou kontrakci, což má za následek mírné snížení rozměru. Zatímco smršťování těla kovového ložiska je relativně malé, rozdíl v koeficienty tepelné roztažnosti mezi plastovým povlakem a kovovým substrátem může vést ke zvýšenému rozhraní. Za extrémních podmínek může plastový povlak zažít mírnou deformaci, deformaci nebo lokalizované praskání. Tato rozměrová změna je zvláště kritická pro ložiska v přesných strojích nebo vysoce přesných nástrojích, což potenciálně ovlivňuje přesnost rotace a vůli ložiska.

Dopad nárazů a únavového života
Plastová ložiska potažená plastikou podrobená nárazům při nízkých teplotách často zažívají sníženou únavu. Zvýšená křehkost a akumulace mezifázových napětí urychlují iniciaci a šíření mikrokracků, což vede k předčasnému opotřebení nebo uvolnění povlaku. Mechanické vybavení, které zažívá časté starty a zastavení nebo provoz s vysokým dopadem, vyžaduje výběr plastových materiálů s vysokou nízkou teplotou nebo zahrnutím ochrany mazání během návrhu, aby se zajistil dlouhodobý a spolehlivý ložisko.

Změny vlastností hluku a vibrací

Za nízkých teplot může zvýšená povrchová tvrdost a koeficient tření plastů vést k mírnému zvýšení provozního šumu ložiska. V důsledku snížené účinnosti mazání může nerovnoměrné tření způsobit mírné vibrace, zejména znatelné při vysokých rychlostech. U zařízení vyžadující nízký šum, jako jsou farmaceutické balicí stroje, přesné nástroje nebo přepravní systémy studeného řetězce, musí být tato charakteristika plně zvážena při plánech výběru a údržby.

Doporučení aplikace pro prostředí s nízkou teplotou

Při použití plastových ložisek v extrémně nízkoteplotním prostředí je vhodnější vybrat inženýrské plasty s vysokou nízkou teplotou a nízkou křehkou teplotou přechodu a používat je ve spojení s mazivem s nízkou teplotou. Tolerance ložiska instalace by měla odpovídat za plastové smršťování, aby se zabránilo nadsnému (rostoucí tření) nebo překrývání (vyvolávání hry). Pravidelná kontrola stavu povrchu a mazání je zásadní pro prodloužení životnosti ložiska v podmínkách nízké teploty.