Quels sont les changements de performances des roulements enduits en plastique dans un environnement à basse température

Roulements enrobés en plastique (Les PCB), les roulements composites formés en revêtement les roulements métalliques traditionnels avec des plastiques à haute performance, sont largement utilisés dans des industries telles que la fabrication de machines, la transformation des aliments, l'aérospatiale et le stockage et le transport cryogéniques. Les basses températures ont un impact significatif sur les performances de roulement, en particulier dans les PCB. La couche en plastique subit des changements physiques et chimiques différents de ceux du métal à des températures extrêmes basses, impactant directement la durée de vie du roulement et la stabilité opérationnelle.

Changements dans les propriétés physiques des matières plastiques à basse température

L'avantage central des PCB réside dans la réduction de la frottement et la résistance à la corrosion fournies par la couche plastique. Cependant, à basse température, le mouvement moléculaire du matériau plastique ralentit, entraînant une rigidité accrue et une diminution de la ténacité à l'impact. Ce phénomène se manifeste comme une plus grande sensibilité aux microfissures ou à la fissuration du revêtement pendant le démarrage ou lorsqu'il est soumis à des charges d'impact. Certains matériaux polymères, en particulier les plastiques d'ingénierie courants tels que le polyoxyméthylène (POM) et le polyamide (PA), peuvent subir une transition fragile à basse température. L'utilisation en dessous de leur température fragile augmente considérablement le risque de fissuration.

Changements dans le coefficient de frottement et les performances de lubrification

Le coefficient de frottement des PCB augmente généralement à basse température. La dureté accrue de la surface plastique augmente la résistance à la friction microscopique entre la surface de contact et l'arbre métallique ou le cycle intérieur. La viscosité du lubrifiant augmente et la fluidité diminue à basse température, ce qui rend difficile pour le film de lubrification de former une couverture complète, exacerbant davantage la friction et l'usure. Pour les roulements enduits en plastique utilisés dans des conditions sèches ou légèrement lubrifiées, cette frottement accru peut entraîner une augmentation du couple de départ et des charges supplémentaires sur le moteur ou la conduite.

Stabilité dimensionnelle et comportement à l'expansion thermique
À basse température, les matériaux plastiques subissent une contraction thermique significative, entraînant un léger retrait dimensionnel. Bien que le rétrécissement du corps de roulement métallique soit relativement faible, la différence de coefficients de dilatation thermique entre le revêtement plastique et le substrat métallique peut entraîner une augmentation des contraintes interfaciales. Dans des conditions extrêmes, le revêtement en plastique peut subir une légère délamination, une déformation ou une fissuration localisée. Ce changement dimensionnel est particulièrement critique pour les roulements dans les machines de précision ou les instruments de haute précision, affectant potentiellement la précision de la rotation et la clairance des roulements.

Impact des charges de choc et de la durée de vie de la fatigue
Les roulements enrobés de plastique soumis à des charges de choc à basses températures connaissent souvent une durée de vie en fatigue réduite. L'augmentation de la fragilité et l'accumulation de stress interfaciaux accélèrent l'initiation et la propagation des microfissures, conduisant à une usure prématurée ou à la perte du revêtement. L'équipement mécanique qui éprouve des départs et des arrêts fréquents ou un fonctionnement à fort impact nécessite la sélection de matières plastiques avec une ténacité à haute température élevée ou l'inclusion de la protection de lubrification pendant la conception pour assurer un opération à long terme et fiable.

Changements dans les caractéristiques du bruit et des vibrations

Sous de basses températures, l'augmentation de la dureté de surface et du coefficient de frottement des plastiques peut entraîner une légère augmentation du bruit de fonctionnement des roulements. En raison d'une réduction de l'efficacité de la lubrification, la friction inégale peut provoquer de légères vibrations, en particulier notables à grande vitesse. Pour les équipements nécessitant un faible bruit, tels que des machines d'emballage pharmaceutique, des instruments de précision ou des systèmes de transport de la chaîne du froid, cette caractéristique doit être pleinement prise en compte dans les plans de sélection et d'entretien des roulements.

Recommandations d'application pour les environnements à basse température

Lorsque vous utilisez des roulements enduits en plastique dans des environnements extrêmement à faible température, il est préférable de sélectionner des plastiques d'ingénierie avec une ténacité à basse température élevée et une température de transition fragile à basse et pour les utiliser en conjonction avec un lubrifiant à basse température. Les tolérances d'installation des roulements doivent tenir compte du retrait du plastique pour éviter la hausse (augmentation de la friction) ou l'emprise (jeu induisant). Une inspection régulière de l'état de surface et de la lubrification des roulements est crucial pour prolonger la durée de vie des services dans des conditions à basse température.