Peças de Borracha Personalizadas na Indústria de Alimentos e Bebidas: Conformidade e Padrões de Segurança |

Vendidos como peças individuais, as peças de borracha personalizadas têm uso extenso em diferentes indústrias, e assim, o desempenho e a durabilidade das peças de borracha personalizadas impactam diretamente a confiabilidade e a vida útil do produto final. Para alcançar o melhor desempenho operacional para componentes de borracha personalizados, o projeto envolve uma série de considerações, incluindo escolha de material, design estrutural, viabilidade do processo e ambiente de aplicação. Este artigo explicará sistematicamente, a partir dos aspectos do processo de design, seleção de materiais, otimização estrutural, considerações do processo de fabricação e verificação de desempenho, como projetar peças de borracha personalizadas para obter o melhor desempenho e durabilidade.

Primeiro, determine objetivos e requisitos de design claros, estabeleça o quadro do processo de design

Antes do design de peças de borracha personalizadas, é necessário determinar os objetivos de design e as necessidades específicas, ou seja, a premissa de todas as atividades de design subsequentes.

1.1 Indicadores de desempenho claros: definição detalhada dos indicadores de desempenho que as peças de borracha precisam atender, como: resistência à tração, alongamento, dureza, faixa de temperatura, resistência à corrosão, resistência à fadiga, deformação permanente por compressão, etc., a quantificação desses indicadores é benéfica para a próxima etapa de seleção de materiais e design estrutural.

1.2 Uso preciso do ambiente: O ambiente de aplicação das peças de borracha é analisado em detalhe, incluindo: temperatura de trabalho, umidade, meio de contato (como óleo, ácido e álcali), condições de força (como alongamento, compressão, cisalhamento), frequência de vibração. Usando esses fatores ambientais, a carga a que um componente poderia estar sujeito e o modo de falha que poderia ocorrer podem ser determinados.

1.3 Determinação da estrutura do design: Estabelecer um processo de design claro, incluindo: design conceitual, design preliminar, design detalhado, análise de simulação, verificação de design e outras etapas. Para um processo de design ordenado, você deve esboçar metas e entregáveis para cada estágio.

Em segundo lugar, escolha materiais para o cenário de aplicação específico

Escolher o material certo é uma parte crucial do design de componentes de borracha personalizados, principalmente porque determina o desempenho e a vida útil das peças.

Extraia fatores significativos para a seleção de materiais: de acordo com os requisitos do índice de desempenho e as condições ambientais de uso de peças de borracha, a seleção de materiais de borracha adequados. Principais indicadores de desempenho: propriedades mecânicas, resistência ao calor, resistência ao frio, resistência à corrosão química, envelhecimento e outros. O desempenho no processamento, o custo e a proteção ambiental do material também devem ser considerados simultaneamente.

Materiais de borracha comumente usados 2.2 Características do material de borracha É importante entender as características dos materiais de borracha comumente usados. A borracha natural (NR) tem excelente elasticidade, de modo que será usada com alta recuperação; A borracha acrílica (NBR) tem boa resistência a óleo, portanto, colocada em contato com o ambiente de óleo; A borracha de silicone (VMQ) tem boa resistência a altas e baixas temperaturas, sendo adequada para ambientes de temperatura extrema. A fluorelastômero (FKM) tem resistência química destacada e é usada em ambientes de meio corrosivo.

2.3 Estratégia de modificação para melhorar as características As borrachas são melhoradas para atender a certas necessidades específicas ou modificadas. Por exemplo, após adicionar negro de fumo pode-se aumentar a força e a resistência ao desgaste da borracha; Após adicionar agente acoplante silano pode-se aumentar o vínculo de interface entre borracha e preenchente. Os antioxidantes são usados para aumentar a resistência à envelhecimento da borracha.

Terceiro, design estrutural controverso, o aumento da precipitação aumenta a capacidade de suporte e durabilidade

Um design estrutural apropriado poderia permitir uma distribuição mais razoável do esforço e melhorar a capacidade de carga e vida útil das peças de borracha.

3.1 Otimização da forma geométrica: Analisar o estado de tensão, otimizar a geometria das peças para evitar concentração de tensões. Por exemplo, a transição de cantos arredondados em cantos é usada para evitar a concentração de tensões produzida por cantos afiados; Através do design adequado de placas reforçadas, é possível melhorar a rigidez e a força dos componentes.

3.2 Distribuição de espessura crescente: Otimizar a distribuição de espessura das peças, e a área onde a força é maior e a espessura é proporcionalmente maior, para melhorar a capacidade de suporte do rolamento. Os processos de formação e encaixe são ajustáveis, você pode aumentar a espessura da borda da anel de vedação ou reduzir o ângulo da borda, aumentar o desempenho de vedação da anel de vedação, tornando seu desempenho melhor.

3.3 Design de pré-compressão e pré-tensão: Sujeito a certos contextos de aplicação, pode-se realizar o design de componentes com pré-compressão ou pré-tensão para melhorar o estado de tensão dos componentes. Um bom exemplo é com a instalação do anel O, uma pré-compressão adequada aumentará seu desempenho de vedação.

Planejamento do processo para garantir tanto a fabricabilidade quanto a qualidade

É essencial considerar plenamente o processo de fabricação na etapa de design, de modo que a complexidade do processo não leve a dificuldades de processamento ou garantia de qualidade.

4.1 Design da estrutura do molde: Compreender a estrutura do molde e o princípio de funcionamento, projetar uma estrutura de molde razoável, para que as peças de borracha possam ser desmoldadas com sucesso. Por exemplo: fazer uma superfície de separação razoável (evitar rebaixos e ângulos agudos) Definir o orifício de exaustão adequado (evitar bolhas).

4.2 Determinação dos parâmetros do processo de moldagem: Otimizar os parâmetros do processo de moldagem das peças de borracha, como temperatura de vulcanização, tempo de vulcanização, pressão, etc., no design. Peças de borracha mais espessas precisam ser perfuradas para ficarem mais finas e vulcanizadas por um longo período para garantir a vulcanização completa.

4.3 Definição do padrão de inspeção de qualidade: Para formular o padrão de inspeção de qualidade das peças de borracha, incluindo tolerâncias dimensionais geométricas das peças, defeitos de aparência, indicadores de desempenho funcional, etc., para garantir que as peças produzidas possam atender aos requisitos de design.

Verificação do esquema de design através de análise de simulação e testes de desempenho

Portanto, o design tem que ser confirmado por análise simulada e realização de testes para garantir a confiabilidade do esquema de design.

Análise de Simulação (5.1) O software de análise de elementos finitos é usado para realizar análises de estresse, deformação e fadiga das peças de borracha, avaliar seu desempenho sob condições de trabalho reais, otimizar a produção. Como analogia, componentes de borracha sujeitos a cargas cíclicas são avaliados usando análise de fadiga para determinar sua vida útil.

5.2 Teste de desempenho: Realize vários testes de desempenho, como teste de tração, teste de compressão, teste de desgaste, teste de envelhecimento, etc. (de acordo com os requisitos de design e ambiente de uso), para verificar se seu desempenho atende aos requisitos de design.

5.3 Iteração e otimização do design: De acordo com a análise e o resultado da simulação e teste de desempenho, o esquema de design deve ser iterado e otimizado continuamente até que todos os índices de desempenho e requisitos de durabilidade sejam atendidos.

VI. Conclusão

O design de peças de borracha personalizadas é um processo complexo e sensível que requer pensar na seleção de materiais, estrutura e viabilidade do design, bem como no ambiente de aplicação. Apenas através do processo de design científico e utilizando plenamente a análise de simulação e testes de desempenho podemos projetar peças de borracha personalizadas com excelente desempenho e durabilidade, melhorando a confiabilidade do produto e a vida útil, reduzindo os custos de manutenção do produto e aumentando a competitividade geral.