Потребителски настроени резинови части за екстремни среди: Материали и разискване на проектирането |

Резюме: Ефектът на резиновите материали е сериозно предизвикван от екстремни условия като висока температура, ниска температура, високо налягане, корозия и радиация. Изборът на материал и конструктивното проектиране са критични за производството на персонализирани резинови части за използване в екстремни условия. Тази статия представя системен анализ на това как свойствата се променят поради екстремните условия и избора на резиновите материали, обикновено използвани в екстремни условия, предоставя релевантни раз/Dkлбжки за проектирането за създаване на персонализирани резинови части, с надеждата да осигури теоретично насочване и практически референции за приложението на резинови части в екстремни условия.

Ключови думи: екстремни условия, персонализирани резинови продукти, свойства на материала, конструктивно проектиране, надеждност

Въведение

Отлична герметичност, шокова амортизация, износостойност и корозионна устойчивост, поради което персонализираните каучукови части се използват широко в аерокосмическата, химната, дълбоководната разука, ядрената промишленост и други области с екстремни условия. Но екстремните фактори на околната среда значително влияят на свойствата на каучуковите материали, така че каучуковите компоненти често имат деградация на производителността и дори неизправности. Затова, изборът на подходящ каучуков материал и прилагането на здрав структурен дизайн са решение за да правят персонализираните каучукови части да работят безопасно и надеждно в екстремни условия.

Събиране на данни за свойствата на каучуковия материал от биологично безопасна среда

Влиянието на екстремната среда върху производителността на каучуковите материали е многослойно и сложно, главно включва следните аспекти:

Висока температура на топлината: вторичната ерозия на каучукът от високите температури ускорява процеса на стареене на каучуковите материали, което ще причини твърдостта да се увеличи, спиралната способността да намалее, удължението при разкъсване да намалее и дори термичното разлагане води до постоянна деформация. От друга страна, високата температура може да зле влияе на компресионната производителност и износустойчивостта на каучуковите материали.

Това означава среда с много ниска температура: Ниската температура прави каучуковите материали стъклено преминаващи и губящи еластичността си, стават ломки и твърди, а ударната прочност намалява рязко. Екстремно ниските температури могат да предизвикат свиване на каучуковите части и също така ще повлияят на функцията на запечатване, а дори да доведат до неуспех.

Под действието на налягането, каучуковите материали могат да се съкратяват обемно, да се появява ползун и релаксация на напрежението и тн. При горната граница на налягането, меките затвори могат да се провалят — за затвори. Освен това, в областта на високото налягане често се среща промяна на температурата, което ще усложни също така промяната в поведението на каучуковите материали.

Отмачване и треска на каучуковите материали или разтворяване, декомпозиция, водеща до намалени механични свойства и скъсяване на живота. FX: Ефективността на различните каучукови материали спрямо корозивните среди варира значително.

Излъчваща среда: Високите енергийни лъчи (гама лъчи, рентгенови лъчи и др.) се излъчват, за да прекъснат, кръстосват и окисляват каучуковите молекулярни вериги, променят химическата структура и физическите свойства на каучуковите материали, увеличават нейната твърдост, увеличават хрупкостта и намалят силата.

Каучуковите материали, използвани в екстремни условия.

Едно и също е важно да се използват каучукови материали със съответна толерантност към различни екстремни среди. Под това има списък с някои от най-стандартните каучукови материали, използвани за екстремни среди:

Флуоркаучук (FKM) : избира се за устойчивост при високи температури, устойчивост на маслата, химическа корозия на еластомера, може да се използва в среда с високотемпературни киселини и основи и разнообразни органични растворители за дълго време. Често се използва за производство на манжети, топлостойки тръби / детали и т.н. Но нискотемпературната устойчивост на флуоркаучукът не е добре.

Силиконов каучук (VMQ): Силиконовият каучук има отлична устойчивост при високи и ниски температури, електрическа изолация и устойчивост на окислението, все още поддържа добра еластичност в температурния диапазон от 60 ° C до 200 ° C. Използвал се е за производство на обвивки за високотемпературни кабели, нискотемпературни манжети и т.н. Но, механичната прочност на силитоновия каучук не е висока, а износът му не е добър.

Хидрогенизирана нитрил бутадиенов каучук (HNBR): Хидрогенизирана нитрил бутадиенов каучук е хидрогенизиран на базата на нитрил бутадиенов каучук, неговата топлостойност, маслостойност и озоностойност са значително подобрени. Приложим за производство на автомобилни моторни пръстени, оборудване за буравене на нефть и др.

Етилен пропиленов каучук (EPDM): Етилен пропиленов каучук има добър озоностоеност, стойност към времето, водонепроницаемост и устойчивост към химична корозия, и може да бъде изработен в продукти от каучук за открито. Но то не е устойчиво към масла и някои растворители.

Перфлуоранилов каучук (FFKM): Едно от най-отличните каучукови материали, с екстремно висока температурна устойчивост, химична корозийна устойчивост и устойчивост към растворители, може да се използва в екстремно трудни условия за дълъг период. Неговата цена е скъпа, и е подходяща за ситуация, където е необходима надеждност.

Подготовка на каучукови компоненти в предизвикателни приложения: Критични аспекти на проектирането

Освен избора на каучуковия материал, трябва да бъде проектирана разумна конструкция, за да се гарантира, че каучуковите части могат да работят надеждно в тази среда. Някои разисквания при проектирането, които трябва да запомнете:

Разлика в координатите на кривата: Гарантирайте точността на координатите на опората и радиуса на кривината, избягвайте концентрация на напреженията в големи области на каучуковите части и използвайте закръглени ъгли за преминаване, за да се минимизира локалната концентрация на напреженията и да се подобри коефициентът на умора на каучуковите части на оръжията.

Дебелостта е контролирана: Разумно проектиране на формата и размерите на каучуковите части, контролирайте дебелостта при работа, избягвайте растягане или прекомерно съкращаване и удължавайте срока на служба.

2 Оптимизиране на затvarящата конструкция: според различните приложения на затварянето, трябва да се използва правилната затваряща конструкция, като O-колцо, Y-колцо, правоъгълно колцо и др., за да се осигури надеждността на функциониранието на затваряне. Всичко пак, трябва обаче да се вземат предвид последствията от промените в температурата върху размера на затварялото.

При проектирането на резиновите среди, е необходимо напълно да се разгледа съвместимостта на резината със средата за контакт, за да се избегнат опухването, трескането или фосфорирането на материалите, и да се изберат подходящите площ за контакт и начин на контакт.

Изпълняване на FEA: С помощта на софтуер за симулация с краен елемент, се моделира разпределението на напреженията и деформациите на резината/частите в екстремни условия, инженерите на David помагат за оптимизиране на конструктивния проект и подобряване на надеждността на продукта.

Достатъчно тестово потвърждаване: Достатъчно тестово потвърждаване трябва да бъде проведено преди praktično приложение, включително тестове при високи температури, ниски температури, корозия, стареене и други тестове, за да се потвърди, че резиновите части могат да отговарят на проектните изисквания и надеждността.<br>

Заключение

Изисквания за персонализация, които изиграват ролята на това резиновата част да може да състои под формата си в екстремни условия. Ключът за осигуряване на безопасно и надеждно функциониране на резиновите части в екстремни условия е изборът на подходящи резинови материали и провеждането на разумно конструктивно проектиране. В бъдеще все повече и повече нови материали ще се появяват и методите на проектиране ще се подобряват, персонализираните резинови части за екстремни условия ще бъдат приложими в още повече области. Едновременно трябва да се изучава по-нататък механизма на стареене и режима на отказ на резиновите материали в екстремни условия, за да се предостави теоретично насочване за проектирането и приложението на резиновите части.