Pinnan viimeistelyn ja kitkakertoimen optimointi pneumaattisissa järjestelmissä

Nopeatempoisessa{0}}teollisuusautomaatiossa ero erittäin tarkan kokoonpanolinjan ja jatkuvan kunnossapidon välillä riippuu usein vain muutaman mikronin pinnan laadusta. Nykyaikaiset pneumaattiset järjestelmät, jotka tunnetaan nopeista ja toistuvista liikkeistään, rasittavat merkittävästi dynaamisia tiivisteitä. Kun pneumaattinen sylinteri on joutokäynnillä jonkin aikaa, elastomeeri kiinnittyy kosketuspintaan, mikä johtaa tilanteeseen, jota kutsutaan Stick-Slip Effectiksi.

Jos kitkakerrointa ei säädetä tarkasti, järjestelmä kokee "juoksua"-äkillisen tärähdyksen käynnistyksen yhteydessä, mikä johtaa paikannusvirheisiin, liialliseen lämmön kertymiseen ja tiivistehuulen varhaiseen kulumiseen. Insinööreille dynaamisen tiivistyksen tehokas hallinta edellyttää perusteellista käsitystä elastomeerin ja metallipinnan välisistä tribologisista vuorovaikutuksista.

Teknisesti sanottunaKitkakerroin (μ)on kahden kappaleen välisen kitkavoiman ja niitä yhteen puristavan voiman suhde. Polymeeritieteessä meidän on kuitenkin erotettava kaksi kriittistä vaihetta:

Breakout Kitka (staattinen):Alkuvoima, joka tarvitaan tiivisteen ja sylinterin seinämän välisen molekyyliadheesion voittamiseksi. Tämä on tyypillisesti huomattavasti suurempi kuin juoksukitka kumin viskoelastisen luonteen vuoksi, mikä sallii sen virrata ajan myötä liitospinnan mikroskooppisiin laaksoihin.

Ajokitka (kineettinen):Jatkuvan liikkeen aikana koettu voima.

Tarkassa{0}}pneumaattisessa jakajassa suuri murtumiskitka johtaa "vasteviiveeseen". Järjestelmä vaatii enemmän painetta liikkeen aloittamiseen kuin liikkeen jatkamiseen, mikä johtaa epävakaaseen, värähtelevään liikkeeseen, joka voi vahingoittaa herkkiä robotin komponentteja.

Kumikitka on ainutlaatuinen, koska se koostuu kahdesta osasta:tarttuvuusjamuodonmuutos. Adheesio tapahtuu molekyylitasolla, jossa elastomeeriketjut sitoutuvat liitäntäpintaan. Muodonmuutoskitka syntyy, kun kumia "kyntää" sylinterin pinnan karheus.

Suorituskyvyn optimoimiseksi keskitymmemikro-geometriatiivisteen pinnasta. Suunnittelemalla tietyn pintarakenteen tiiviste toimii mikroskooppisena voitelusäiliönä. Kun tiiviste liikkuu suurilla nopeuksilla, se imee voiteluainetta näistä laaksoista luoden aHydrodynaaminen voitelukalvo. Tämä ohut öljy- tai rasvakalvo erottaa kumin metallista ja korvaa tehokkaasti "kiinteän---kiinteän" kitkan "nestekitkalla", joka on suuruusluokkaa pienempi.

kloQINGDAO BRIGHT RUBBER & PLASTIC CO., LTD, käytämme kolmea ensisijaista strategiaa kitkan minimoimiseksi ja takertumisen estämiseksi:

Sisäinen voitelu (pieni{0}}kitka NBR):Formuloimme nitriiliyhdisteitä (NBR) sisäisillä lisäaineilla, kuten grafiitilla, molybdeenidisulfidilla (HeiS2) tai PTFE-mikro-jauheita. Kun tiiviste kuluu hieman käyttöikänsä aikana, nämä voiteluaineet siirtyvät pintaan ja muodostavat jatkuvan, itsevoitelevan rajapinnan.

PTFE-kannen tiivisteet (kumi/PTFE-komposiitit):Käytämme komposiittirakennetta sovelluksissa, jotka vaativat lähes{0}}nollaa. PTFE (polytetrafluorieteeni) liukurengas käsittelee dynaamista rajapintaa, kun taas elastomeerinen O-rengas tarjoaa tarvittavan "energiaa antavan" voiman tiivisteen ylläpitämiseksi. Tämä yhdistää PTFE:n -maailmaluokan alhaisen kitkan NBR:n tai FKM:n elastiseen muistiin.

Pintakäsittelyt (halogenointi):Käytämme kumin luontaisen "tahmeuden" vähentämiseksiHalogenointi(tyypillisesti klooraus). Tämä prosessi muuttaa tiivisteen pinnan molekyylirakennetta, lisää sen kovuutta ja vähentää pintaenergiaa. Tuloksena on "liukas" pinta, joka ei tartu kiinni jopa pitkänkin käyttämättömyyden jälkeen.

Dynaamisen tiivisteen tehokkuus riippuu suuresti liitäntäpinnan viimeistelystä. Suosittelemme aPinnan karheus (Ra)/0,1 - 0,4μmsylinterin porausta tai tankoa varten.

Jos pinta on liian sileä (Ra<0.1μm):Voitelukalvoa ei voi muodostua, mikä johtaa tyhjiön{0}}kaltaiseen imuvaikutukseen, joka lisää jyrkästi murtumiskitkaa.

Jos pinta on liian karkea (Ra>0.4μm):Metallipinnan huiput toimivat viilan tavoin hankaaen nopeasti tiivistehuulen ja aiheuttaen vuotoa.

Lisäksi,Kovuus(mitattuna rannalla A) on keskeinen rooli. Kovemmalla seoksella (esim. 85 Shore A) on pienempi kosketuspinta paineen alaisena, mikä yleensä vähentää kokonaiskitkaa. Se vaatii kuitenkin suuremman häiriösovituksen tiivisteen ylläpitämiseksi, mikä voi lisätä paikallista rasitusta. Yleensä tasapainotamme nämä tekijät kohdistamalla 70-80 Shore A -alueen useimpiin pneumaattisiin sovelluksiin.

Sovellusskenaariot korkean{0}}dynaamisille sineteille

Nopeat{0}}pneumaattiset liukusäätimet:Tärkeä valinta-ja-roboteille, joissa sykliajat mitataan millisekunteina.

Teollisuusautomaation robottiaseet:Liitosten ja toimilaitteiden tiivisteiden on tarjottava tasainen vääntömomentti tasaisen, ihmisen kaltaisen liikkeen varmistamiseksi.

Korkean taajuuden{0}}hydrauliset/pneumaattiset jakajat:Venttiilin kelan on vaihdettava tuhansia kertoja tunnissa ilman "kiinnittymistä" auki tai kiinni.

Dynaamisen tiivistyksen hallitseminen ei ole vain materiaalin valintaa; kyse on tribologisen järjestelmän suunnittelusta. Yhdistämällä erikoistuneita NBR/PTFE-komposiitteja edistyneisiin pintakäsittelyihin, kuten halogenointiin,QINGDAO BRIGHT RUBBER & PLASTIC CO., LTDauttaa valmistajia poistamaan tartunta{0}}slip-ilmiön ja pidentämään automaattisten järjestelmiensä käyttöikää.

Jos tuotantolinjallasi on epäsäännöllistä liikettä tai ennenaikainen tiivistevika, ota yhteyttä suunnittelutiimiimme. Tarjoamme mukautetun CoF-testauksen ja materiaalien optimoinnin varmistaaksemme, että pneumaattiset järjestelmäsi toimivat mahdollisimman tarkasti ja minimaalisella kitkalla.