Csillapítóanyagok a gépészetben és az építőiparban: ötletek, alkalmazások és előnyök
A csillapítóanyagok nélkülözhetetlenek a gépészetben és az építőiparban. Az ütések és rezgések elnyelésére, valamint a gépek és rendszerek működésének javítására szolgálnak. Egyedi tulajdonságaik miatt különféle mechanikai és műszaki alkalmazásokban használhatók. Ez a cikk különböző típusú csillapító- és rugalmas anyagokat, valamint azok mechanikai és szerkezeti alkalmazását ismerteti. Ez a cikk különböző típusú csillapítóanyagokkal foglalkozik, hogyan használják őket mechanikai alkalmazásokban, és milyen speciális tulajdonságokkal rendelkeznek.
Miért fontos csillapítóanyagokat használni a gépiparban?
A csillapítóanyagok a gépiparban rezgéscsillapítóként használhatók a mechanikai rendszerek, például motorok, sebességváltók és egyéb alkatrészek által keltett rezgések, ütések és/vagy zajok csökkentésére. A mechanikai rendszerek által kibocsátott rezgések és zajok csökkentésével javul a rendszer általános teljesítménye, megbízhatósága és biztonsága. A rendszer rezgésének hatékony csillapításával optimalizálja az alkalmazás tulajdonságait, és csökkenti a károsodás vagy meghibásodás kockázatát. Mivel a csillapítóanyagok használata minimálisra csökkenti a rezgések okozta anyagterhelést, jelentősen megnövelik a mechanikai rendszer élettartamát.
Csillapítóanyagok típusai
Különböző típusú csillapítóanyagok léteznek, amelyek hatékonyan használhatók a gépiparban és az építőiparban. Ezek közé tartoznak a poliuretánok, az elasztomerek és a habok. Minden anyagnak megvannak a sajátos tulajdonságai, amelyeket figyelembe kell venni az adott alkalmazáshoz és a lehetséges megoldásokhoz. A csillapítóanyag kiválasztása a rendszer speciális követelményeitől függ, például a rezgés frekvenciájától vagy az ütés intenzitásától.
Poliuretán-gumi
A poliuretán-gumi jó rezgéscsillapító tulajdonságokkal rendelkezik. Kiváló mechanikai szilárdsággal rendelkezik, és nagy kopásállóságának köszönhetően különösen tartós. Mivel a poliuretán-gumi erőteljes rezgéscsillapító tulajdonságokkal rendelkezik, hatékonyan párnázza az ütéseket, és elnyeli az ebből származó energiát. Az olajjal szemben is kiválóan ellenáll, és elsősorban száraz és vegyi anyagoktól mentes környezetben használható. Az alkalmazási területtől függően különösen hőálló, antisztatikus vagy kopásálló poliuretán-gumik használhatók.
| Megjelölés | Mértékegység | Poliuretán-gumi | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Standard | Vulkollan® | Kopásálló | Kerámia poliuretán-gumi | Hőálló | Visszatérő kar | Nagyon puha | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keménység | Shore A | 95 | 90 | 70 | 50 | 30 | 92 | 68 | 90 | 70 | 95 | 90 | 70 | 50 | 90 | 70 | 15 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fajsúly | 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 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Szakítószilárdság | MPa | 44 | 27 | 56 | 47 | 27 | 45.5 | 60 | 44.6 | 31.3 | 42 | 26 | 53 | 45 | 44.6 | 11.8 | 0.6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Megnyúlás | % | 380 | 470 | 720 | 520 | 600 | 690 | 650 | 530 | 650 | 360 | 440 | 680 | 490 | 530 | 250 | 445 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hőstabilitás legfeljebb eddig | °C | 70 | 80 (rövid távú 120) | 70 | 70 | 120 | 70 | 80 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállás legfeljebb eddig | °C | -40 | -20 | -20 | -20 | -40 | -20 | -20 | -20 | -40 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elasztomerek
Az elasztomereket a gépipari alkalmazások széles körében használják. Ipari alkalmazásokban gyakran használt elasztomerek:
- Nitrilgumi (NBR)
- Kloropréngumi (CR)
- Etiléngumi (EPDM)
- Butilgumi (IIR)
- Fluorgumi (FPM)
- Szilikongumi (SI)
- Kemény gumi
- Természetes gumi (NR)
Az elasztomerek nagyon sokoldalúak, és különböző dizájnokhoz használhatók számos alkalmazási területen. Az elasztomerek általában hangsúlyos csillapító hatással rendelkeznek, ezért még az erős rezgéseket és ütéseket is elviselik. A használt kaucsuk típusától függően az anyag különösen kémiai és hőmérséklet-ellenálló tulajdonságokkal rendelkezik, és olyan alkalmazásokban használható, ahol magas szintű lengéscsillapításra van szükség.
| Megjelölés | Mértékegység | Nitrilgumi (NBR) | Kloropréngumi (CR) | Etiléngumi (EPDM) | Butilgumi (IIR) | Fluorgumi (FPM) | Szilikongumi (SI) | Kemény gumi (Hanenaito®) | Természetes gumi (NR) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Standard | Nagy szilárdságú változat | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keménység | Shore A | 70 | 50 | 65 | 65 | 65 | 80 | 60 | 70 | 50 | 50 | 57 | 32 | 45 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fajsúly | 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 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Szakítószilárdság | 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Megnyúlás | % | 370 | 400 | 460 | 490 | 380 | 330 | 270 | 300 | 330 | 400 | 810 | 840 | 730 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Max. Üzemi hőmérséklet | °C | 90 | 99 | 100 | 120 | 120 | 230 | 200 | 200 | 60 | 70 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hőmérséklet folyamatos használat esetén | °C | 80 | 80 | 80 | 80 | 210 | 150 | 150 | 30 | 70 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállás legfeljebb eddig | °C | -10 | -35 | -40 | -30 | -10 | -70 | -50 | 10 | 0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Habok
A habok hatékonyan elnyelik a rezgéseket azáltal, hogy elnyelik a rezgés energiáját számos különböző póruson keresztül. Nagyon rugalmasak, és egyenetlen vagy ívelt felületekre is felvihetők. Jó rugalmassággal rendelkeznek, és porozitásuknak és alacsony súlyuknak köszönhetően számos módon használhatók a rezgések minimalizálására és a hangok csillapítására. A hab másik előnye a széles frekvenciatartomány, amelyben elnyeli a rezgéseket.
Mire használják a lengéscsillapítókat a gépiparban?
A lengéscsillapítókat a gépiparban a tárgyak vagy rendszerek mozgásának csökkentésére vagy csillapítására használják. Megakadályozhatják a mechanikai rendszerek rezgését és oszcillációját okozó késéseket is. A lengéscsillapítókat gyakran használják mechanikus rendszerekben az ütések elnyelésére és a mozgó tárgyak sebességének csillapítására, amikor irányt váltanak, vagy amikor ütés éri őket. Gyakran használják hidraulikus rendszerek (pl. olaj) csillapítására, amely kompakt kialakítást és robusztus működési jellemzőket tesz lehetővé.
Ebben az adatlapban a MISUMI egy alkalmazási példát mutat be a „mechanikai lengéscsillapítókra”.
Hogyan befolyásolják a csillapítási jellemzők az Ön alkalmazását?
A csillapítási jellemzők fontos tényezők az adott alkalmazáshoz megfelelő lengéscsillapító kiválasztásában. Ez a jellemző a csillapító viselkedését írja le a mozgó tárgy sebességétől és elhajlásától függően.
A lengéscsillapító belsejében lévő nyomáskamra és nyomástároló közötti nyílások mérete, száma és igazítása alapján különböző típusú csillapítási jellemzők léteznek.
Csillapító, csillapítási jellemzők szerinti besorolás
| Szerkezet | Végrehajtás előre előállított erővel | Leírás | ||
|---|---|---|---|---|
| Egy nyílás | S-kialakítás A típus B típus L típus |
 |
Az egyfuratos kialakítás ugyanolyan ellenállási tulajdonságokkal rendelkezik, mint a dugattyú és a henger közötti térrel rendelkező hornyolt kialakítás, a dugattyúban egy nyílással rendelkező egycsöves kialakítás, illetve az egycsöves kialakítás és egy nyílás. Az egy nyílással rendelkező dugattyú egy olajjal töltött hengerben fut. Mivel a nyitási terület az ütem teljes időtartama alatt azonos, az ellenállás közvetlenül az ütést követően a legnagyobb, majd az ütem hátralévő részében egyenletesen csökken. |
 |
| Több szabálytalan nyílás | Közepes sebesség | |
Ennél a kétcsöves kivitelnél a dugattyú a belső csőben fut. Ez a belső cső több nyílással rendelkezik az emelés irányában, és nem csak az állandó energiát, hanem a különböző forrásokból származó energiát is el tudja nyelni. A mozgási energia elnyelésére szolgál az ütem első felében, és szabályozza a sebességet a második felében. Ezért igen alkalmas a léghengereknél az energiaelnyelésre. |  |
| Több nyílás | Nagy sebesség H-kialakítás |
 |
Ennél a kétcsöves kivitelnél a dugattyú a belső csőben fut. Több nyílása van az emelés irányában. Mivel a nyílások csökkenő emelési sebességgel lassan egyre kisebbek, az ellenállás viszonylag állandó marad, még akkor is, ha kissé hullámszerű. |  |
Hogyan választhatja ki az adott alkalmazáshoz megfelelő lengéscsillapítót?
Az optimális csillapítási hatás elérése érdekében a megfelelő lengéscsillapító kiválasztásakor a csillapítási jellemzők mellett egyéb tényezőket is figyelembe kell venni. A megfelelő lengéscsillapító meghatározásához a következő számításokat és teszteket kell elvégezni:
- Inerciális energia kiszámítása
- Az ideiglenes csillapítóütem kiszámítása
- Felesleges energia kiszámítása
- Teljes energia kiszámítása
- A maximális ekvivalens tömeg ellenőrzése
- Csillapítási jellemzők kiválasztása
- Ellenőrizze a percenkénti maximális energiafogyasztást
A lengéscsillapító kiválasztása az alkalmazás típusától függ. A nagy sebességű alkalmazások például nagyobb csillapítási kapacitással rendelkező lengéscsillapítókat igényelnek.
Az optimális teljesítmény eléréséhez figyelembe kell venni a hőmérsékletet és a környezeti feltételeket. A lengéscsillapítók gondos kiválasztása és beszerelése segíthet meghosszabbítani a mechanikai rendszerek élettartamát, és minimalizálni a zajt és a rezgést.
Termékáttekintés a MISUMI-katalógusban
- Komponensek lineáris mozgásokhoz
- Lineáris tengelyek
- Trapézcsavaros meghajtás/csúszócsavaros meghajtók
- Golyós bordástengelyek/nyomatéktengelyek
- Vezetőtüskék lehúzólemezekhez