Jak przedłużyć żywotność elementów gumowych?

W wielu gałęziach przemysłu elementy gumowe odgrywają istotną rolę w zakresie bezpieczeństwa w codziennych czynnościach.W tym celu elementy gumowe muszą być trwałe.Chociaż w wielu przypadkach elementy gumowe ulegają uszkodzeniom podczas użytkowania na wiele sposobów, zmęczenie mechaniczne jest prawdopodobnie najczęstszym mechanizmem uszkodzeń, wpływającym na prawie wszystkie elementy związane z gumą.W przyszłości będziemy również badać rozwiązania dla innych mechanizmów awarii, takich jak zużycie i odpryski, erozja chemiczna, ekspansja i uszkodzenia nieelastyczne.

Jeśli chodzi o zmęczenie mechaniczne, interesuje nas długoterminowa wydajność i żywotność elementów gumowych poddawanych powtarzającym się cyklom mechanicznego obciążania i rozładowywania.Przenośniki, przenośniki taśmowe synchroniczne, różne komponenty opon, podstawy AV wymagają powtarzających się cykli mechanicznych podczas pracy.

Wyzwaniem, przed którym często stają konstruktorzy kompozytów, jest wydłużenie trwałości zmęczeniowej komponentów bez wpływu na inne parametry lub poprawienie parametrów dynamicznych bez wpływu na żywotność komponentów.Na szczęście w obliczu takich wyzwań mamy bogate i dobrze rozwinięte ramy naukowe, aby im sprostać, a także podstawowe wytyczne dotyczące wyboru materiałów, które mogą nam pomóc.

Tryb kontroli deformacji

Najpierw musimy zrozumieć warunki działania pętli komponentu.Czy odkształcenie gumy jest kontrolowane przez cykliczne obciążenie lub przemieszczenie?Ma to kluczowe znaczenie, ponieważ pomaga nam dostosować sztywność kompleksu, aby zminimalizować pojemność składowania w przypadku ugięcia, w którym mogą wystąpić pęknięcia.Na przykład pod kontrolą ugięcia możemy wybrać miękką mieszankę, która minimalizuje energię zmagazynowaną w mieszance podczas ugięcia i hamuje propagację pęknięć.Zamiast tego, w sytuacjach kontroli obciążenia, możemy utwardzić kompleks, aby zminimalizować ugięcie komponentu.

Wybór gumy

Wybór odpowiedniej gumy ma największe znaczenie dla właściwości zmęczenia mechanicznego.Kauczuk naturalny jest doskonałym wyborem dla mieszanek odpornych na pękanie i rozdarcie.Jego zdolność do krystalizacji pod obciążeniem skutkuje automatycznym wzmocnieniem wierzchołka pęknięcia.Mechanizm ten zapobiega i pasywuje pęknięcia podczas cyklicznej relaksacji i deformacji nierelaksacyjnej.Oczywiście kauczuk naturalny nie nadaje się do wszystkich zastosowań.Operacje w wysokich temperaturach lub trudne chemicznie warunki wymagają użycia specjalnego kauczuku syntetycznego.W porównaniu z kauczukiem naturalnym, właściwości krystalizacji naprężeń większości kauczuków syntetycznych nie są wybitne.W przeciwieństwie do tego kauczuk syntetyczny opiera się całkowicie na operacjach wzmacniania cząstek, aby osiągnąć pożądany wzrost pęknięć i odporność na rozdzieranie

Dobór środka wzmacniającego

Środki wzmacniające, takie jak sadza, odgrywają kluczową rolę w określaniu wzrostu pęknięć i odporności na rozdzieranie elementów gumowych.Kluczem jest dobranie odpowiedniej klasy obciążenia, pola powierzchni oraz warstwy strukturalnej sadzy.Wybrana sadza musi wykazywać dobre właściwości dyspersyjne i minimalne zanieczyszczenia fizyczne podczas złożonego procesu mieszania, aby osiągnąć dalszą poprawę.Te same czynniki należy wziąć pod uwagę przy wyborze innych preparatów granulowanych.Aglomeraty wypełniacza i zanieczyszczenia surowcowe prowadzą do zwiększenia rozmiaru i liczby śladów pęknięć kompozytu, co ma niekorzystny wpływ na trwałość zmęczeniową.