Componenti in Gomma Personalizzate nell'Industria Alimentare e Bevande: Conformità e Standard di Sicurezza |

Le parti in gomma personalizzate, vendute al dettaglio come parti individuali, hanno un uso esteso in diversi settori e, pertanto, le prestazioni e la durata delle parti in gomma personalizzate hanno un impatto diretto sull'affidabilità e sulla durata di vita del prodotto finale. Per ottenere prestazioni operative ottimali per componenti in gomma personalizzati, la progettazione comporta quindi una serie di considerazioni tra cui la scelta del materiale, la progettazione della struttura, la fattibilità del processo e l'ambiente di applicazione. Questo documento spiegherà sistematicamente, dagli aspetti del processo di progettazione, della selezione dei materiali, dell'ottimizzazione strutturale, delle considerazioni relative al processo di produzione e della verifica delle prestazioni, come progettare parti in gomma personalizzate per ottenere le migliori prestazioni e durata.

Prima di tutto, stabilire obiettivi di progettazione chiari e requisiti, definire il quadro del processo di progettazione

Prima della progettazione dei componenti in gomma personalizzati, è necessario determinare gli obiettivi di progettazione e i bisogni specifici, ovvero il presupposto di tutte le attività di progettazione successive.

1.1 Indicatori di prestazioni chiari: definizione dettagliata degli indicatori di prestazioni che i componenti in gomma devono soddisfare, ad esempio: resistenza alla trazione, allungamento, durezza, intervallo di temperature, resistenza alla corrosione, resistenza alla fatica, deformazione permanente per compressione, ecc. La quantificazione di questi indicatori facilita la selezione dei materiali e la progettazione strutturale nel passaggio successivo.

1.2 Utilizzo preciso dell'ambiente: Viene analizzata in dettaglio l'ambiente di applicazione delle parti in gomma, incluso: temperatura operativa, umidità, mezzo di contatto (come olio, acido e alcali), condizioni di forza (come stiramento, compressione, taglio), frequenza di vibrazione. Utilizzando questi fattori ambientali, è possibile determinare il carico a cui un componente potrebbe essere sottoposto e il modo di guasto che potrebbe verificarsi.

1.3 Determinazione del framework del progetto: Stabilire un chiaro processo di progettazione, comprensivo: progettazione concettuale, progettazione preliminare, progettazione dettagliata, analisi di simulazione, verifica del progetto e altre fasi. Per un processo di progettazione ordinato, è necessario delineare obiettivi e risultati attesi per ogni fase.

In secondo luogo, scegliere i materiali per lo scenario di applicazione specifico

Scegliere il materiale giusto è una parte fondamentale della progettazione di componenti in gomma su misura, principalmente perché determina le prestazioni e la durata delle parti.

Estrarre fattori significativi per la selezione del materiale: in base ai requisiti dell'indice di prestazione e alle condizioni ambientali d'uso delle parti in gomma, selezionare materiali in gomma adatti. Principali indicatori di prestazione: proprietà meccaniche, resistenza al calore, resistenza al freddo, resistenza alla corrosione chimica, invecchiamento e simili. Dovrebbero essere considerate contemporaneamente anche le prestazioni di lavorazione, il costo e l'ambiente del materiale.

Materiali in gomma comunemente utilizzati 2.2 Caratteristiche dei materiali in gomma: è importante comprendere le caratteristiche delle gomme comunemente utilizzate. La gomma naturale (NR) ha un'eccellente elasticità, quindi viene utilizzata con alta resilienza; la gomma acrilica (NBR) ha una buona resistenza agli oli, quindi viene messa in contatto con ambienti oleosi; la gomma di silicone (VMQ) ha una buona resistenza a temperature alte e basse, il che la rende adatta per ambienti a temperature estreme. La fluorogomma (FKM) ha un'eccellente resistenza chimica ed è utilizzata in ambienti con mezzi corrosivi.

2.3 Strategia di modifica per migliorare le caratteristiche: le gomme vengono migliorate per soddisfare determinate esigenze specifiche o vengono modificate. Ad esempio, l'aggiunta di nero di carbonio può aumentare la resistenza e la capacità antiusura della gomma; l'aggiunta di agenti leganti silani può migliorare l'adesione all'interfaccia tra gomma e riempitivo. Gli antiossidanti vengono utilizzati per migliorare la resistenza all'invecchiamento della gomma.

Terzo, la struttura progettata in modo controverso, l'aumento della precipitazione migliora la capacità portante e la durata.

Un progetto strutturale appropriato può consentire una distribuzione più razionale dello stress e migliorare la capacità di carico e la vita operativa delle parti in gomma.

3.1 Ottimizzazione della forma geometrica: Analizzare lo stato di sollecitazione, ottimizzare la geometria delle parti per evitare la concentrazione di stress. Ad esempio, la transizione con angoli arrotondati viene utilizzata per evitare la concentrazione di stress causata dagli angoli acuti; Attraverso un progetto ragionevole delle piastre di rinforzo, è possibile migliorare la rigidezza e la resistenza delle componenti.

3.2 Incremento della distribuzione di spessore: Ottimizzare la distribuzione di spessore delle parti, e l'area dove la forza è maggiore e lo spessore è proporzionalmente maggiore, al fine di migliorare la capacità portante dell'elemento di supporto. Il processo di formazione e il montaggio sono regolabili, si può aumentare lo spessore del labbro della guarnizione o ridurre l'angolo del labbro, migliorando le prestazioni della guarnizione e rendendone il funzionamento migliore.

3.3 Progettazione con pre-compressione e pre-tensione: In base a determinati contesti applicativi, è possibile progettare componenti con pre-compressione o pre-tensione per migliorare lo stato di sollecitazione dei componenti. Un buon esempio è dato dall'installazione della guarnizione O-ring, una corretta pre-compressione ne incrementerà le prestazioni di sigillazione.

Pianificazione del processo per garantire sia la realizzabilità che la qualità

È essenziale prendere in considerazione appieno il processo di produzione fin dalla fase di progettazione, in modo tale che la complessità del processo non porti a difficoltà di elaborazione o problemi di garanzia della qualità.

4.1 Progettazione della struttura dello stampo: Comprendere la struttura dello stampo e il principio di funzionamento, progettare una struttura dello stampo ragionevole, in modo da permettere il successo del demoulding delle parti in gomma. Ad esempio: creare una superficie di separazione ragionevole (evitare sfondature e angoli acuti) Impostare l'apertura di sfogo appropriata (evitare bolle).

4.2 Determinazione dei parametri del processo di成型: Ottimizzare i parametri del processo di formatura delle parti in gomma, come temperatura di vulcanizzazione, tempo di vulcanizzazione, pressione, ecc., durante la progettazione. Le parti in gomma più spesse devono essere perforate per renderle più sottili e vulcanizzate per un periodo di tempo più lungo per garantire una vulcanizzazione completa.

4.3 Impostazione dello standard di ispezione della qualità: Per formulare lo standard di ispezione della qualità delle parti in gomma, inclusi i tolleranze dimensional geometriche delle parti, difetti estetici, indicatori di prestazioni funzionali, ecc., per garantire che le parti prodotte possano soddisfare i requisiti di progettazione.

Verifica dello schema di progettazione attraverso l'analisi simulativa e i test di prestazione

Quindi il progetto deve essere confermato tramite analisi simulata e test di prestazione per garantire la affidabilità dello schema di progettazione.

Analisi Simulativa (5.1) Si utilizza il software di analisi agli elementi finiti per eseguire l'analisi dello stress, l'analisi della deformazione e l'analisi della fatica delle parti in gomma, valutandone le prestazioni nelle condizioni operative reali, ottimizzando la produzione. Per analogia, i componenti in gomma sottoposti a carichi ciclici vengono valutati tramite l'analisi della fatica per determinarne la durata.

5.2 Test di prestazione: Eseguire vari test di prestazione, come test di trazione, test di compressione, test di usura, test di invecchiamento, ecc. (in base ai requisiti di progettazione e all'ambiente di utilizzo) per verificare se le sue prestazioni soddisfano i requisiti di progettazione.

5.3 Iterazione e ottimizzazione del progetto: In base all'analisi e ai risultati della simulazione e dei test di prestazione, lo schema di progettazione deve essere iterato e ottimizzato continuamente fino a quando tutti gli indici di prestazione e i requisiti di durata sono stati soddisfatti.

VI. Conclusione

La progettazione di componenti in gomma su misura è un processo complesso e sensibile che richiede di considerare la selezione dei materiali, la struttura e la fattibilità del progetto, nonché l'ambiente di applicazione. Solo attraverso un processo di progettazione scientifico e utilizzando appieno l'analisi per simulazione e i test di prestazione possiamo progettare componenti in gomma su misura con prestazioni eccellenti e alta durata, migliorando la affidabilità del prodotto e la sua vita utile, riducendo i costi di manutenzione del prodotto e migliorando la competitività complessiva.