低温環境でのプラスチックコーティングベアリングのパフォーマンスの変化は何ですか

プラスチック製のベアリング （PCB）、従来の金属ベアリングを高性能プラスチックでコーティングすることによって形成された複合ベアリングは、機械製造、食品加工、航空宇宙、極低温貯蔵および輸送などの産業で広く使用されています。低温は、特にPCBで、ベアリングパフォーマンスに大きく影響します。プラスチック層は、極端な低温下で金属のものとは異なる物理的および化学的変化を受け、ベアリングのサービス寿命と運用安定性に直接影響します。

低温でのプラスチック材料の物理的特性の変化

PCBの中心的な利点は、プラスチック層によって提供される摩擦削減と腐食抵抗にあります。しかし、低温では、塑性材料の分子運動が遅くなり、剛性が向上し、衝撃靭性が低下します。この現象は、起動時または衝撃荷重にさらされたときに、マイクロクラックまたはコーティングの亀裂に対するより大きな感受性として現れます。特定のポリマー材料、特にポリオキシメチレン（POM）やポリアミド（PA）などの一般的なエンジニアリングプラスチックは、低温でも脆弱な移行を受ける可能性があります。脆性温度を下回ると、ひび割れのリスクが大幅に増加します。

摩擦係数と潤滑性能の変化

PCBの摩擦係数は通常、低温で増加します。プラスチック表面の硬度の増加により、接触面と金属シャフトまたは内側の環の間の微視的な摩擦抵抗が増加します。潤滑剤の粘度は低温で増加し、流動性が低下し、潤滑膜が完全なカバレッジを形成し、さらに悪化して摩擦と摩耗を形成することが困難になります。乾燥または軽く潤滑された条件で使用されるプラスチックコーティングベアリングの場合、この摩擦の増加は、モーターまたはドライブの開始トルクの増加と追加の負荷につながる可能性があります。

寸法の安定性と熱膨張挙動
低温では、プラスチック材料が著しい熱収縮を経験し、わずかな寸法収縮をもたらします。金属ベアリングボディの収縮は比較的少ないが、プラスチックコーティングと金属基質の間の熱膨張係数の違いは、界面ストレスの増加につながる可能性がある。極端な条件下では、プラスチックコーティングにはわずかな剥離、変形、または局所的な亀裂が発生する場合があります。この寸法の変化は、精密機械または高精度機器のベアリングにとって特に重要であり、回転精度とベアリングクリアランスに影響を与える可能性があります。

衝撃負荷と疲労寿命の影響
低温での衝撃負荷にさらされるプラスチックコーティングベアリングは、しばしば疲労寿命の減少を経験します。脆弱性の増加と界面応力の蓄積は、微小亀裂の開始と伝播を促進し、コーティングの早期摩耗または脱落につながります。頻繁に開始して停止する、または衝撃的な操作を経験する機械的機器には、長期的で信頼性の高いベアリング操作を確保するために、設計中の低温靭性の高いプラスチック材料または潤滑保護を含むプラスチック材料の選択が必要です。

ノイズと振動特性の変化

低温下では、プラスチックの表面硬度と摩擦係数の増加は、ベアリング動作ノイズのわずかな増加につながる可能性があります。潤滑の有効性が低下するため、不均一な摩擦はわずかな振動を引き起こす可能性があります。特に高速で顕著です。医薬品包装機械、精密機器、コールドチェーン輸送システムなど、低騒音を必要とする機器の場合、この特性は、選択およびメンテナンス計画のベアリングで完全に考慮する必要があります。

低温環境のためのアプリケーションの推奨事項

非常に低温環境でプラスチック製のベアリングを使用する場合、低温靭性と脆性遷移温度が低いエンジニアリングプラスチックを選択し、低温潤滑剤と組み合わせて使用​​することが望ましい。ベアリングの設置許容範囲は、過度の密集（摩擦の増加）または過剰（プレイの誘導）を避けるために、プラスチックの収縮を説明する必要があります。ベアリング表面状態と潤滑の定期的な検査は、低温条件でベアリングサービスの寿命を延ばすために重要です。