PUベアリングの製造プロセス中にPU材料とスチールボールの間の結合強度を確保する方法

高性能の製造において ポリウレタン（PU）ディープグルーブボールベアリング 、重要なステップは、信頼性とサービス寿命、つまりPU材料と内部鋼ボールの間の結合強度を直接決定します。この結合は、単純な物理的カプセル化以上のものです。これには、スチールボールがPUレースウェイにしっかりと埋め込まれたままであるように設計された複雑な化学およびプロセスエンジニアリングプロセスが含まれ、高速の回転と荷重であっても、分離、変位、または滑りを防ぎます。
結合が十分に強くない場合、鋼鉄の球がゆるんだり、動いたり、動作中に落ちたりすることさえ、耐能力の故障につながる可能性があります。したがって、完璧な専門的な絆を確保することは、PUを担うメーカーの技術的強さの重要な指標です。

材料の選択：最初から絆を結ぶための基礎を築く
結合強度の主要な決定要因は、PU材料の固有の特性です。すべてのポリウレタンが製造に適しているわけではありません。それらの製剤は、さまざまな特性のバランスをとるために慎重に設計する必要があります。

化学接着：鋼球の表面との強い結合を達成するために、PU材料は、イソシアネート官能基などの特定の化学添加剤でしばしば強化されます。硬化プロセス中、これらの官能基は、鋼球の表面の微細構造と化学的に反応し、共有結合または水素結合を形成し、分子レベルの接続を達成します。これは、単純な物理カプセル化よりもはるかに堅牢です。
物理的な特性のマッチング：PU材料の硬度（海岸AまたはD）、弾性率、および耐摩耗性は、スチールボールの特性と一致する必要があります。 PUが柔らかすぎる場合、強い結合であっても、スチールボールを効果的に抑制しません。難しすぎると、その固有の振動と騒音低減の利点が失われます。最適な定式化設計は、十分な結合強度を確保しながら、特性のバランスをとっています。
低収縮：PUは、硬化プロセス中に一定量の体積収縮を受けます。不適切に制御された収縮は、内部応力を生成する可能性があり、PUとスチールボールの間の界面でマイクロクラックにつながる可能性があり、結合を弱めます。したがって、低いまたは制御された収縮を伴うPUの定式化を選択することが重要です。

表面処理：完全な結合を可能にします
PUベアリングの負荷をかけるコアとして、鋼球の表面状態は結合強度に重要な影響を及ぼします。鋼球の表面が汚れているか不活性化されている場合、最高のPU製剤でさえ効果的な結合を実現しません。したがって、PU射出成形または鋳造の前に、スチールボールは厳しい表面処理を受ける必要があります。
超音波クリーニング：最初に、スチールボールは複数の超音波クリーニングステップを踏んでいます。特定の洗浄剤を使用して、油、ほこり、指紋などの汚染物質を鋼球の表面から完全に除去できます。これらの汚染物質は物理的障壁を形成し、PU材料と鋼球の間の直接的な接触と化学反応を深く妨げます。
アクティベーション：単に掃除では十分ではありません。 PU材料とスチールボールの表面との親和性を高めるために、通常、活性化処理が実行されます。たとえば、血漿処理または化学活性化因子は、ヒドロキシルまたはアミン基などの極性官能基を鋼球の表面に導入できます。これらの官能基は、PU材料のイソシアネート群と反応し、強力な化学結合を形成し、結合強度を大幅に改善します。
乾燥：活性化後、スチールボールはすぐに徹底的に乾燥する必要があります。残留水分は、PU材料のイソシアネート群と反応し、泡を生成することができます。これは、PUの硬化品質に影響を与えるだけでなく、インターフェイスにボイドを作成し、結合強度を著しく弱めます。

プロセス制御：正確で安定した結合プロセスを保証します
完璧な材料と表面処理は前提条件にすぎません。正確なプロセス制御は、安定した高品質の結合を達成するための鍵です。
温度制御：PU材料の注入または鋳造温度は、プロセスウィンドウ内で厳密に制御する必要があります。温度が低すぎると、PUの粘度が過剰になり、流動性が低下するため、PUがスチールボール間の小さなギャップに完全に浸透することが困難になり、不均一なカバレッジが生じます。過度の温度により、PU材料が早期に治癒したり、劣化したりして、最終的なパフォーマンスに影響を与える可能性があります。さらに、PU硬化プロセス中の温度差によって引き起こされる内部応力を避けるために、スチールボールの予熱温度を正確に制御する必要があります。
圧力制御：射出成形プロセス中に、適切な噴射圧力により、PU材料が金型を完全に満たし、スチールボールを完全に包み込み、それらをコンパクトし、潜在的な空気気泡を排除し、PUとスチールボール間の密接な接触を確保します。
硬化時間と温度プロファイル：PU硬化は化学反応であり、その強度は時間と温度の複合効果に依存します。製造プロセス中、規定された硬化時間と温度プロファイルを厳密に遵守する必要があります。通常、硬化プロセスは、低温前の硬化から高温硬化後の複数の段階に分割されます。各ステップは、最大結合強度と最適な物理的特性を実現するために分子鎖の十分な架橋を確保するように設計されています。