Împărtășiți articolul:

Materiale de amortizare în mecanică și construcție: idei, aplicații și beneficii

Amortizare

Materialele de amortizare sunt esențiale pentru domeniul mecanicii și cel al construcțiilor. Acestea sunt utilizate pentru a absorbi șocurile și vibrațiile și pentru a îmbunătăți funcționarea utilajelor și sistemelor. Datorită proprietăților lor unice, acestea pot fi utilizate în diverse aplicații mecanice și tehnice. Acest articol descrie diferite tipuri de materiale de amortizare și elastice, precum și aplicarea acestora în mecanică și construcție. Acest articol se referă la diferite tipuri de materiale de amortizare, modul în care sunt utilizate în aplicații mecanice și ce proprietăți specifice au.

De ce are sens utilizarea materialelor de amortizare în mecanică?

Materialele de amortizare pot fi utilizate în mecanică ca amortizoare de vibrații, pentru a reduce vibrațiile, șocurile și/sau zgomotul generat de sistemele mecanice, cum ar fi motoarele, transmisiile și alte componente. Prin reducerea emisiilor de vibrații și zgomot de la sistemele mecanice, performanța generală a sistemului, fiabilitatea și siguranța sunt îmbunătățite. Prin amortizarea eficientă a sistemului, optimizați proprietățile aplicației dvs. și reduceți riscul de deteriorare sau defectare. Deoarece utilizarea materialelor umede reduce la minimum stresul cauzat de vibrații, acestea cresc semnificativ durata de viață a unui sistem mecanic.

Tipuri de materiale de amortizare

Există diferite tipuri de materiale de amortizare care pot fi utilizate eficient în mecanică și construcție. Acestea includ poliuretan, elastomeri și spume. Fiecare material are propriile proprietăți specifice, care trebuie luate în considerare pentru aplicația respectivă și soluțiile posibile. Alegerea materialului de amortizare depinde în funcție de cerințele specifice ale sistemului, cum ar fi frecvența vibrațiilor sau intensitatea șocului.

Cauciuc din poliuretan

Cauciucul din poliuretan are proprietăți bune de amortizare a vibrațiilor. Are o excelentă rezistență mecanică și, în combinație cu rezistența sa ridicată la abraziune, este deosebit de durabil. Deoarece cauciucul poliuretanic are proprietăți pronunțate de amortizare a vibrațiilor, acesta amortizează în mod eficient șocurile și absoarbe energia rezultată. De asemenea, are o rezistență excelentă la ulei și este potrivit în principal pentru utilizarea în medii uscate și fără substanțe chimice. În funcție de zona de aplicare, pot fi utilizate forme deosebit de rezistente la căldură, antistatice sau rezistente la abraziune din cauciuc poliuretanic.

Proprietățile poliuretanului
Desemnare Unitate Cauciuc din poliuretan
Standard Vulkollan® Rezistent la abraziune Cauciuc poliuretanic ceramic Rezistent la căldură Braț de recul Foarte moale
Duritate Shore A 95 90 70 50 30 92 68 90 70 95 90 70 50 90 70 15
Greutate specifică g/cm3 1.13 1.13 1.20 1.20 1.20 1.26 1.20 1.13 1.13 1.2 1.15 1.13 1.03 1.02
Rezistență la tracțiune MPa 44 27 56 47 27 45.5 60 44.6 31.3 42 26 53 45 44.6 11.8 0.6
Alungire % 380 470 720 520 600 690 650 530 650 360 440 680 490 530 250 445
Stabilitate termică până la °C 70 80 (pe termen scurt 120) 70 70 120 70 80
Rezistență la temperatură scăzută până la °C -40 -20 -20 -20 -40 -20 -20 -20 -40
Notă: Valorile caracteristice pentru rezistența la întindere și la alungire sunt măsurate conform standardului JIS K6251.

Elastomeri

Elastomerii sunt utilizați într-o gamă largă de aplicații mecanice. Elastomerii utilizați în mod obișnuit în aplicații industriale includ:

  • Cauciuc din nitril (NBR)
  • Cauciuc cloropren (CR)
  • Cauciuc etilenic (EPDM)
  • Cauciuc butilic (IIR)
  • Fluororubber (FPM)
  • Cauciuc siliconic (SI)
  • Cauciuc dur
  • Cauciuc natural (NR)

Elastomerii sunt foarte versatili și pot fi utilizați în diferite modele pentru o gamă largă de aplicații. În general, elastomerii au un efect de amortizare pronunțat și, prin urmare, pot rezista chiar și la vibrații și șocuri puternice. În funcție de tipul de cauciuc utilizat, materialul are proprietăți deosebit de rezistente la substanțe chimice și la temperatură și poate fi utilizat în aplicații în care este necesar un nivel ridicat de absorbție a șocurilor.

Proprietățile cautoucului
Desemnare Unitate Cauciuc din nitril (NBR) Cauciuc cloropren (CR) Cauciuc etilenic (EPDM) Cauciuc butilic (IIR) Fluororubber (FPM) Cauciuc siliconic (SI) Cauciuc dur (Hanenaito®) Cauciuc natural (NR)
Standard Versiune de înaltă rezistență
Duritate Shore A 70 50 65 65 65 80 60 70 50 50 57 32 45
Greutate specifică g/cm3 1.60 1.30 1.60 1.20 1.50 1.80 1.90 1.20 1.20 1.30 1.20 0.90
Rezistență la tracțiune MPa 12.7 4.4 13.3 12.8 7.5 12.5 10.8 7.4 8.8 7.8 8.3 10.3 16.1
Alungire % 370 400 460 490 380 330 270 300 330 400 810 840 730
Max. Temperatură de funcționare °C 90 99 100 120 120 230 200 200 60 70
Temperatură pentru utilizare continuă °C 80 80 80 80 210 150 150 30 70
Rezistență la temperatură scăzută până la °C -10 -35 -40 -30 -10 -70 -50 10 0
Notă: Valorile caracteristice pentru rezistența la întindere și la alungire sunt măsurate conform standardului JIS K6251.

Spume

Spumele pot amortiza eficient vibrațiile absorbind energia vibrațiilor printr-o multitudine de pori individuali. Acestea sunt foarte flexibile și pot fi instalate și pe suprafețe denivelate sau curbate. Au o elasticitate bună și, datorită porozității și greutății reduse, pot fi utilizate într-o varietate de moduri cu scopul de a minimiza vibrațiile și de a amortiza sunetul. Un alt avantaj al spumei este gama largă de frecvențe în care poate absorbi vibrațiile.

Pentru ce sunt utilizate amortizoarele în mecanică?

În mecanică se folosesc amortizoare pentru a reduce sau atenua mișcarea unui obiect sau sistem. De asemenea, pot preveni întârzierile care cauzează vibrații și oscilații în sistemele mecanice. Amortizoarele sunt adesea utilizate în sistemele mecanice pentru a absorbi șocurile și a amortiza viteza obiectelor în mișcare, atunci când schimbă direcția sau se confruntă cu un impact. Utilizate adesea pentru a amortiza sistemele hidraulice (de ex., ulei), care permit un design compact și caracteristici de funcționare robuste.

În cadrul acestei fișe tehnice, MISUMI prezintă un exemplu de aplicație pentru „amortizoare în mecanică”.

Cum afectează caracteristicile de amortizare aplicația

Caracteristicile de amortizare reprezintă un factor important în selectarea amortizorului potrivit pentru o aplicație. Această caracteristică descrie comportamentul amortizorului în funcție de viteza și deflexiunea obiectului în mișcare.

Există diferite tipuri de caracteristici de amortizare care sunt determinate de dimensiunea, numărul și alinierea deschiderilor dintre camera de presiune și acumulatorul de presiune din interiorul amortizorului.

Amortizor, clasificare conform caracteristicilor de amortizare

Amortizor, clasificare conform caracteristicilor de amortizare
Structură Execuție prin forță prefabricată Descriere
O deschidere Design S
Tip A
Tip B
Tip L		 Tip A, B, L Un design cu un singur orificiu are aceleași proprietăți ale rezistenței ca un design cu fante și spațiu între piston și cilindru, un design cu o singură conductă și o deschidere în piston sau un design cu două conducte și o singură deschidere.
Un piston cu o deschidere funcționează într-un cilindru umplut cu ulei. Deoarece zona de deschidere este aceeași pe tot parcursul cursei, rezistența este maximă imediat după un impact și apoi scade în mod uniform pe tot parcursul cursei.		 Grafic
Deschideri neregulate multiple Viteză medie Tip A, B, L În acest design cu țeavă dublă, pistonul funcționează în țeava interioară. Această țeavă interioară are mai multe deschideri pe direcția de ridicare și poate fi absorbită nu numai energie constantă, ci și energie din surse diferite. Conceput pentru absorbția energiei cinetice în prima jumătate a cursei și reglarea vitezei în a doua jumătate. Prin urmare, este foarte adecvat pentru absorbția energiei în conexiune cu cilindrii cu aer. Grafic
Deschideri multiple Viteză mare
Design H		 Proiect H În acest design cu țeavă dublă, pistonul funcționează în țeava interioară. Are mai multe deschideri pe direcția de ridicare. Deoarece deschiderile devin treptat mai mici la o viteză de ridicare în scădere, rezistența rămâne relativ constantă, chiar dacă prezintă o ușoară formă sinusoidală. Grafic

Cum să alegeți amortizorul potrivit pentru aplicația dumneavoastră?

La selectarea amortizorului potrivit pentru o aplicare, trebuie luați în considerare și alți factori, pe lângă caracteristicile de amortizare, pentru a obține un efect optim de amortizare. Pentru a determina amortizorul corect pentru aplicația dvs., trebuie efectuate următoarele calcule și teste:

  • Calcularea energiei inerte
  • Calcularea cursei temporare de amortizare
  • Calcularea energiei în exces
  • Calcularea energiei totale
  • Verificarea masei echivalente maxime
  • Selectarea caracteristicilor de amortizare
  • Verificați energia maximă absorbită pe minut

Alegerea amortizorului depinde în funcție de tipul aplicației. De exemplu, aplicațiile de mare viteză necesită amortizoare cu capacitate de amortizare mai mare.

Temperatura și condițiile ambientale trebuie luate în considerare pentru a obține performanțe optime. Selectarea și instalarea atentă a amortizoarelor poate ajuta la prelungirea duratei de viață a sistemelor mecanice și la minimizarea zgomotului și a vibrațiilor.

Prezentare generală a produsului în catalogul MISUMI