澆筑型聚氨酯在農(nóng)業(yè)機(jī)械部件中的應(yīng)用
澆筑型聚氨酯在農(nóng)業(yè)機(jī)械部件中的應(yīng)用
引言：當(dāng)科技遇見土地，材料也能“種”出未來(lái) 🌾
農(nóng)業(yè)，作為人類文明的根基，從刀耕火種到機(jī)械化作業(yè)，每一步跨越都離不開技術(shù)的進(jìn)步。而在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械中，除了鋼鐵與塑料，一種看似低調(diào)卻潛力巨大的材料正悄然崛起——聚氨酯（polyurethane, pu）。
尤其值得一提的是德國(guó)化工巨頭（lanxess）旗下的澆筑型聚氨酯（cast polyurethane），它不僅在汽車、電子、建筑等領(lǐng)域大放異彩，在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的表現(xiàn)也堪稱驚艷。今天，我們就來(lái)聊聊這個(gè)“田間地頭的新貴”，看看它是如何在泥土與陽(yáng)光之間，默默為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化添磚加瓦的。
一、為什么是聚氨酯？——農(nóng)業(yè)機(jī)械也需要“柔性智慧” 💡
農(nóng)業(yè)機(jī)械常年工作在復(fù)雜多變的環(huán)境中，風(fēng)吹日曬、泥濘塵土、高低溫交替……這些對(duì)材料的耐用性、減震性、耐磨性和耐腐蝕性都是極大的考驗(yàn)。傳統(tǒng)的金屬和橡膠雖然各有所長(zhǎng)，但也有各自的短板：
| 材料 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
|---|---|---|
| 鋼鐵 | 堅(jiān)固耐用，承載力強(qiáng) | 易生銹，重量大，噪音高 |
| 橡膠 | 減震好，成本低 | 耐磨差，易老化，壽命短 |
| 澆筑型聚氨酯 | 耐磨、耐油、減震、輕量化、可定制性強(qiáng) | 成本略高，加工周期較長(zhǎng) |
而聚氨酯，尤其是澆筑型聚氨酯，恰好彌補(bǔ)了這些不足。它是一種通過(guò)液態(tài)原料現(xiàn)場(chǎng)澆注成型的彈性體材料，具有極高的設(shè)計(jì)自由度和性能可調(diào)性，非常適合用于制造農(nóng)機(jī)中需要緩沖、密封、耐磨的關(guān)鍵部件。
二、是誰(shuí)？這位“德國(guó)老匠人”不簡(jiǎn)單 👨🔧🇩🇪
（lanxess ag）成立于2004年，是拜耳集團(tuán)分拆出來(lái)的獨(dú)立公司，總部位于德國(guó)科隆。它在全球特種化學(xué)品領(lǐng)域擁有舉足輕重的地位，尤其是在高性能材料方面，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、工業(yè)、電子、醫(yī)療等多個(gè)行業(yè)。
在聚氨酯領(lǐng)域，憑借多年研發(fā)積累，推出了多個(gè)系列的澆筑型聚氨酯產(chǎn)品，如adiprene? 和 permax? 系列，特別適用于農(nóng)業(yè)機(jī)械中對(duì)耐磨、抗撕裂和耐候性要求較高的場(chǎng)景。
三、聚氨酯在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的“五大金剛”應(yīng)用場(chǎng)景 🔧🚜
1. 履帶拖拉機(jī)用減震墊片（suspension pads）
在履帶式拖拉機(jī)或收割機(jī)中，地面顛簸帶來(lái)的震動(dòng)如果不加以緩沖，不僅影響操作舒適性，還會(huì)加速設(shè)備疲勞損壞。聚氨酯減震墊片因其優(yōu)異的彈性和回彈性，成為理想選擇。
| 參數(shù) | 數(shù)值 |
|---|---|
| 硬度（shore a） | 70~95 |
| 抗拉強(qiáng)度 | ≥20 mpa |
| 伸長(zhǎng)率 | ≥300% |
| 密度 | 1.1~1.3 g/cm3 |
這類墊片安裝于底盤與車架之間，不僅能吸收震動(dòng)，還能有效減少噪音，延長(zhǎng)整機(jī)壽命。
2. 收割機(jī)滾筒護(hù)套（drum liners）
收割機(jī)滾筒是作物脫粒的關(guān)鍵部位，長(zhǎng)期與秸稈、谷物摩擦，極易磨損。傳統(tǒng)橡膠護(hù)套容易開裂脫落，而聚氨酯護(hù)套則展現(xiàn)出更強(qiáng)的耐磨性和自潔能力。
- 優(yōu)勢(shì)對(duì)比表：
| 特性 | 橡膠護(hù)套 | 聚氨酯護(hù)套 |
|---|---|---|
| 耐磨性 | 中等 | 極高 ✅ |
| 使用壽命 | 300～500 小時(shí) | 可達(dá) 1000 小時(shí)以上 |
| 自清潔能力 | 差 ❌ | 好 ✅ |
| 更換頻率 | 高頻 | 低頻 |
的 adiprene? l 系列尤其適合此類應(yīng)用，可在高溫、粉塵環(huán)境下保持穩(wěn)定性能。
3. 農(nóng)機(jī)輪胎輪轂連接件（tire-to-hub bushings）
農(nóng)機(jī)輪胎與輪轂之間的連接件需要承受巨大沖擊力和扭矩，聚氨酯襯套能夠提供良好的緩沖效果，并減少金屬之間的直接接觸磨損。
| 性能指標(biāo) | 典型值 |
|---|---|
| 承載能力 | 100 kn |
| 耐溫范圍 | -30°c ~ +120°c |
| 壓縮永久變形（astm d395 b） | <10% |
| 回彈率 | >80% |
提供的解決方案已成功應(yīng)用于約翰迪爾（john deere）、凱斯紐荷蘭（cnh industrial）等國(guó)際知名農(nóng)機(jī)品牌。
| 性能指標(biāo) | 典型值 |
|---|---|
| 承載能力 | 100 kn |
| 耐溫范圍 | -30°c ~ +120°c |
| 壓縮永久變形（astm d395 b） | <10% |
| 回彈率 | >80% |
提供的解決方案已成功應(yīng)用于約翰迪爾（john deere）、凱斯紐荷蘭（cnh industrial）等國(guó)際知名農(nóng)機(jī)品牌。
4. 料斗襯板（hopper liners）
農(nóng)業(yè)機(jī)械中的料斗常用于裝載種子、肥料或飼料，內(nèi)部襯板如果不夠耐磨，很容易被物料刮傷甚至穿孔。聚氨酯襯板不僅耐磨，還具備良好的防粘附特性，減少堵塞問(wèn)題。
- 案例對(duì)比：某大型聯(lián)合收割機(jī)使用聚氨酯襯板后：
| 指標(biāo) | 使用前（橡膠） | 使用后（聚氨酯） |
|---|---|---|
| 清理頻率 | 每天一次 | 每周一次 |
| 襯板更換周期 | 1個(gè)月 | 6個(gè)月 |
| 故障率 | 高 | 顯著降低 |
5. 傳動(dòng)系統(tǒng)緩沖塊（transmission mounts）
傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接影響整機(jī)效率和安全性。聚氨酯緩沖塊不僅可以吸收發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置產(chǎn)生的振動(dòng)，還能提高駕駛舒適性，降低噪音污染。
| 應(yīng)用位置 | 作用 |
|---|---|
| 發(fā)動(dòng)機(jī)支座 | 減少振動(dòng)傳遞 |
| 傳動(dòng)軸支架 | 提高傳動(dòng)穩(wěn)定性 |
| 液壓泵連接處 | 吸收液壓脈沖 |
的 permax? 系列在此類應(yīng)用中表現(xiàn)出色，尤其在低溫環(huán)境下仍能保持良好彈性。
四、為何選擇？——不只是材料，更是系統(tǒng)解決方案 🧠🛠️
的優(yōu)勢(shì)不僅在于材料本身，更在于其提供的全生命周期支持服務(wù)：
- 定制化配方開發(fā)：根據(jù)客戶工況需求，調(diào)整硬度、耐磨性、耐溫性等參數(shù)。
- 模具設(shè)計(jì)協(xié)助：幫助客戶優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升成品性能。
- 快速打樣測(cè)試：提供樣品試制與性能驗(yàn)證服務(wù)。
- 全球技術(shù)支持網(wǎng)絡(luò)：覆蓋歐洲、北美、亞洲等地的技術(shù)團(tuán)隊(duì)隨時(shí)響應(yīng)客戶需求。
此外，還積極推動(dòng)綠色可持續(xù)發(fā)展，其部分聚氨酯產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)生物基原料替代，符合當(dāng)前環(huán)保趨勢(shì)。
五、國(guó)內(nèi)外農(nóng)機(jī)廠商的應(yīng)用實(shí)例 🌍🚜
1. 國(guó)內(nèi)應(yīng)用案例：雷沃重工 & 合作項(xiàng)目
山東雷沃重工是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的農(nóng)業(yè)裝備制造商。近年來(lái)，其高端收割機(jī)項(xiàng)目中引入了的 adiprene? 聚氨酯材料，用于制作滾筒護(hù)套和料斗襯板。
- 成果反饋：
- 護(hù)套使用壽命提升 300%
- 故障率下降 50%
- 用戶滿意度顯著提高
2. 國(guó)際應(yīng)用案例：john deere 的減震系統(tǒng)升級(jí)
美國(guó) john deere 在其新一代智能拖拉機(jī)中采用了的聚氨酯減震元件，顯著提升了操作員的乘坐舒適性和設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。
- 數(shù)據(jù)對(duì)比：
- 駕駛艙震動(dòng)減少 40%
- 設(shè)備維護(hù)周期延長(zhǎng) 25%
六、結(jié)語(yǔ)：未來(lái)的田野里，藏著一顆顆“聚氨酯的心” ❤️🌾
農(nóng)業(yè)機(jī)械的每一次進(jìn)步，背后都離不開材料科學(xué)的支持。而澆筑型聚氨酯，正是這股力量中不可忽視的一員。它不像鋼鐵那樣冷峻堅(jiān)硬，也不像塑料那樣輕浮易損，而是以一種“柔中帶剛”的姿態(tài)，守護(hù)著每一臺(tái)在田間奔跑的機(jī)器。
正如古人所說(shuō)：“工欲善其事，必先利其器?！倍裎覀兛梢哉f(shuō)：“農(nóng)欲興其業(yè)，必先優(yōu)其材?！?/p>
參考文獻(xiàn) 📚🔗
國(guó)內(nèi)參考：
- 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì). (2023).《中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)發(fā)展報(bào)告》.
- 王建軍, 李紅梅. (2022). “聚氨酯材料在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用研究.”《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》, 38(5), 112–118.
- 劉志強(qiáng). (2021). “新型高分子材料在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用前景分析.”《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備》, (3), 45–49.
國(guó)外參考：
- lanxess ag. (2023). castable polyurethanes for agricultural machinery. technical brochure.
- astm international. (2020). standard test methods for rubber materials.
- j.d. ferry. (1980). viscoelastic properties of polymers. wiley interscience.
- sae international. (2022). polymer applications in off-highway equipment.
本文完，感謝閱讀！如果你也被這種“軟實(shí)力”打動(dòng)，不妨給這篇文章點(diǎn)個(gè)贊吧！👍😊