输送机上的橡胶刮板、密封件和减振器往往只能用几周,之后线路停下来更换,机械师再次从板材裁切垫片。聚氨酯在同样节点工作数月,因为磨损速度比橡胶慢数倍,且工作温度范围更宽。下面从具体数字而非口号分析聚氨酯在哪里胜过橡胶,以及这如何转化为零件的使用寿命。
聚氨酯在数字上优于橡胶的原因
聚氨酯的主要优势是耐磨性:按DIN 53516测试,磨耗为38-39 mm³,而SBR橡胶磨耗100-200 mm³,NBR丁腈橡胶为80-150 mm³。更小的体积损耗意味着在相同磨料条件下,聚氨酯零件比橡胶零件的使用寿命约长2-5倍。正是这一差异支撑着材料更换的经济计算。
第二个重要优势是温度和耐油性。TIMOL浇注型聚氨酯工作温度从-60到+100 °C,而SBR受限于-40至+80 °C的范围,NBR在-30 °C时便开始变硬。此外,聚氨酯的耐油性评定为优秀,而SBR和天然橡胶的耐油性较弱。即橡胶在寒冷中变硬或在油中膨胀的地方,聚氨酯仍保持工作状态。
聚氨酯与橡胶对比表
表格汇总了按标准方法测量的参考工程数据。对于磨耗,数值越小越好;对于抗撕裂强度和温度范围,数值越大代表储备量越宽。
| 指标 | 浇注型聚氨酯(PU) | SBR橡胶 | NBR橡胶 |
|---|---|---|---|
| DIN 53516磨耗 mm³ | 38-39 | 100-200 | 80-150 |
| 工作温度 °C | -60至+100 | -40至+80 | -30至+100 |
| 抗拉强度 MPa | 39-87 | 8-20 | 10-25 |
| 硬度,Shore | 50A至70D | 40-80A | 40-90A |
| 抗撕裂性 kN/m | 40-120 | 8-35 | 10-50 |
| 耐油性 | 优秀 | 弱 | 良好 |
需要成对阅读表中的指标。例如,聚氨酯的抗拉强度为39-87 MPa vs SBR的8-20 MPa,即承受的拉伸力约为三倍。聚氨酯的抗撕裂性为40-120 kN/m vs 同种橡胶的8-35 kN/m,正因如此,聚氨酯刮板和刀片的边缘不会碎裂,而橡胶制品会撕裂。
磨耗差异带来实际节省的场合
聚氨酯在同时受磨料和冲击作用的节点上表现最佳。这些包括料仓和溜槽的内衬、提升机料斗、筛网和振动筛零件、运输小车的辊和车轮、混凝土搅拌机刮板。橡胶零件在这些地方磨损明显,每隔几周停线更换,而聚氨酯零件工作周期长得多。
经济学在这里很简单:如果磨耗减少3-5倍,那么更换频率也降低相同倍数,同时设备总停机时间也降低。要根据具体磨料和载荷选配材料,可以从产品目录开始,那里汇集了工厂批量生产和按尺寸制造的典型品种。
工程师建议:在有冲击的地方不要追求最大硬度。对于纯磨料摩擦选用80-95 Shore A,但对于冲击载荷,最好将零件留稍软一些,在80-90 Shore A区域,因为过硬的零件将冲击传到座孔并沿边缘开裂。内衬的工作面总是清理到金属并脱脂,否则粘接层的附着力会下降。
除磨耗外还需考虑什么
聚氨酯在几种情况下劣于橡胶,坦率说清楚更好。在持续接触蒸汽和高于+100 °C的热水时,或与强酸和碱接触时,聚氨酯会水解,有时专用橡胶或氟塑料更合适。橡胶按单位体积也更便宜,大批量简单平面垫片制造更快。
然而在大多数工业节点上,决定性因素是使用寿命和载荷下的尺寸稳定性。聚氨酯不流动,不在油中膨胀,保持安装尺寸,因此用于密封件、轴承和导向件——需要精度的地方。更多关于材料特性和自由浇注工艺的内容见参考信息页面。
如何从橡胶过渡到聚氨酯
过渡从节点工作条件开始,而非从材料开始:什么载荷,什么磨料或化学品,温度,是否有冲击,安装尺寸是多少。根据这些数据,工艺师选配硬度和配方,之后按您的图纸或旧橡胶零件样品浇注零件。
自由浇注允许精确复现几何形状并设定所需硬度而无需昂贵压模,因此单件零件和批量生产都经济合算。制造和内衬服务清单见服务部分。
聚氨酯在零件以磨耗、冲击和油接触工作的地方合理替代橡胶,按DIN 53516测试给出约2-5倍于标准橡胶的使用寿命。要计算您节点的替换方案,请通过TIMOL工厂联系方式发送图纸或零件样品,工程师将选配硬度并计算工装和制造工期。
