Absorpce energie a vyrovnávací paměť průmyslových gumových pufrů

1. Elastická deformace: Počáteční absorpce nárazové energie

Když dopad působí na Průmyslový gumový nárazník Rubberské tělo okamžitě reaguje okamžitě a nejprve vstoupí do fáze elastické deformace. V této fázi je gumové tělo jako dobře vyškolená jednotka pro absorpci energie, která účinně přeměňuje nárazovou kinetickou energii na svou vlastní elastickou potenciální energii a ukládá ji. Z mikroskopické úrovně jsou gumové materiály složeny z velkého počtu molekul s dlouhým řetězcem. Pokud nejsou podrobeny vnějším silám, jsou tyto molekulární řetězce narušeny a relativně volné a jsou udržovány slabými intermolekulárními silami. Jakmile byly ovlivněny, molekulární řetězce začnou uspořádat a protahovat se řádným způsobem, jako jsou natažené nebo stlačené pružiny. Roztečky mezi molekulárními řetězci se mění a původně stočené molekulární řetězce jsou postupně narovnány nebo stlačeny. V tomto procesu je nárazová kinetická energie přeměněna na elastický potenciální energii molekulárních řetězců. Vezmeme -li jako příklad běžné gumové pufrové podložky, když je vibrace těžkého zařízení přenášena do pufrové podložky, gumové tělo podstoupí elastickou deformaci pod působením nárazové síly, tloušťka pufru je okamžitě snížena a povrchová plocha se zvětšuje, stejně jako stlačená houba, což účinně absorbuje nárazovou energii do elastické změny řetězce molekulárního řetězce.
Během procesu elastické deformace, gumový molekulární řetězec nejen provádí pouze jednoduchý mechanický pohyb, ale má také složité interakce. Molekulární řetězce se otírají a klouzají proti sobě. Toto tření a posouvání na mikroskopické úrovni je podobné nesčetným malým „brzdovým prvkům“, které přeměňují část dopadové energie na tepelnou energii a rozptýlí ji. Tento proces přeměny energie je extrémně kritický a dosahuje počátečního snížení dopadové energie a výrazně snižuje tlak následného vyrovnávacího procesu. Podle relevantního výzkumu položila ve fázi elastické deformace tření a klouzání mezi molekulárními řetězci důležitým základem pro hladký provoz zařízení. ​
2. Plastická deformace: Hluboké rozptyl dopadové energie
Při nepřetržité aplikaci nárazu se elastická deformace gumového těla postupně blíží limitu a pufr vstupuje do stadia plastické deformace. Stadium plastové deformace je jádrem pro průmyslové gumové vyrovnávací paměti, které demonstrují jejich silnou vyrovnávací schopnost. V této fázi se gumový molekulární řetězec podléhá drastičtějším změnám, což dále hluboce rozptyluje nárazovou energii. ​
Když elastická deformace dosáhne limitu, stres nesený gumovým molekulárním řetězcem přesahuje jeho elastický limit, síla mezi molekulárními řetězci se rozbije a molekulární řetězec se začíná rozbít. Tyto rozbité molekulární řetězce jsou poháněny dopadovou energií a jsou kombinovány. Tento proces je podobný „procesu molekulární rekombinace“ v mikroskopickém světě. Molekulární řetězce nadále absorbují nárazovou energii během procesu lámání a opětovného sestavení. ​
Jako příklad si vezměte gumový nárazníkový blok v systému zavěšení automobilu. Když auto jezdí na drsné silnici, nárazová síla na kolo se přenáší do gumového nárazníku blokem pomocí systému zavěšení. Ve fázi elastické deformace absorbuje blok pufru v rámci nárazové energie, která zpočátku zmírňuje vibrace těla vozidla. Jak dopad pokračuje, blok vyrovnávací paměti vstupuje do fáze plastické deformace. Rozbití a opětovné sestavení molekulárních řetězců dále konzumují velké množství nárazové energie a zajišťují, aby tělo vozidla udržovalo relativně stabilní stav jízdy za složitých podmínek silnice a poskytoval pohodlný zážitek z jízdy pro řidiče a cestující. ​
Během procesu deformace plastické deformace podléhá mikrostruktuře gumového materiálu trvalé změny. Původně pravidelné uspořádání molekulárního řetězce se stává chaotičtější a kompaktnější a vytváří novou stabilní strukturu. Tato strukturální změna umožňuje gumovému pufru odolávat větší nárazové síle a dále zvyšuje jeho schopnost absorbovat nárazovou energii. Výzkumné údaje ukazují, že ve fázi plastické deformace může gumová pufr absorbovat 70% - 90% zbývající nárazové energie, čímž účinně chrání zařízení před poškozením nárazu.
Iii. Energetická bilance a ochrana zařízení během procesu vyrovnávací paměti
V celém procesu vyrovnávací paměti od elastické deformace po plastickou deformaci průmyslový gumový pufr vždy sleduje zákon zachování energie a realizuje efektivní přeměnu a rovnováhu dopadové energie. V tomto procesu pufr nejen přeměňuje nárazovou kinetickou energii na elastickou potenciální energii a tepelnou energii, ale také spotřebovává energii při změně mikrostruktury pomocí lámání a reorganizace molekulárních řetězců. Tento mechanismus přeměny energetické rovnováhy umožňuje zařízení rychle se rozptýlit a konzumovat energii dopadu, když je ovlivněna, a zabránit poškození struktury a součástí zařízení v důsledku nadměrné koncentrace energie. ​
Z pohledu ochrany zařízení je proces vyrovnávací paměti průmyslového gumového vyrovnávací paměti jako vybavení zařízení pevnou ochrannou bariérou. Ve fázi elastické deformace vytváří vyrovnávací paměť první obrannou linii zařízení prostřednictvím skladování elastické potenciální energie a spotřebou tepelné energie, což snižuje přímý dopad dopadu na zařízení. Ve stadiu plastické deformace se rozbití a reorganizace molekulárních řetězců dále absorbuje a rozptyluje energii dopadu a účinně se vyhýbá vážným selháním, jako je deformace a rozbití zařízení v důsledku nadměrného dopadu. ​
Během provozu jeřábu, když je háček plně naložen těžkými předměty a sestupuje a náhle se zastaví, bude generována obrovská nárazová síla. At this time, the rubber buffer installed in the key part of the crane structure quickly takes effect, first absorbing part of the impact energy through elastic deformation, and then entering the plastic deformation stage to consume all the remaining impact energy, ensuring the structural safety of the crane, avoiding structural deformation and component damage caused by impact, and ensuring the normal operation of the crane and the life safety of the operator. ​
IV. Výkon gumových vyrovnávacích pamětí za různých pracovních podmínek
Průmyslové gumové pufry vykazují zřejmé rozdíly v jejich vyrovnávací výkonnosti od elastické deformace po plastovou deformaci za různých pracovních podmínek. Za podmínek s nízkou nárazovou frekvencí a malou nárazovou energií jsou gumové pufry hlavně elasticky deformovány, což spotřebovává energii nárazu prostřednictvím elastického potenciálního energie a třecího tepla mezi molekulárními řetězci. V tomto případě je elastická regenerační schopnost gumových pufrů silná a po více dopadech si stále mohou udržovat dobrý výkon vyrovnávací paměti. Je vhodný pro scény s vysokými požadavky na stabilitu zařízení a relativně mírnými dopady, jako je podpora anti-vibrace pro přesné nástroje. ​
Avšak za podmínek s vysokou frekvencí a velkou dopadovou energií musí gumové pufry vstoupit do stadia plastické deformace rychleji, aby se vyrovnaly s dopady na vysokou intenzitu. Za tohoto stavu se molekulární řetězec gumového pufru rozpadá a reorganizuje rychleji a může rychle absorbovat velké množství nárazové energie. Protože však plastická deformace způsobí trvalé změny v mikrostruktuře gumového materiálu, může výkon gumového pufru za takových podmínek po dlouhou dobu postupně klesá a je vyžadována pravidelná kontrola a náhrada. Například v těžebním zařízení, protože zařízení je často zasaženo a vibrace rudy, musí mít gumový nárazník schopnost rychle vstoupit do plastové deformace a účinně absorbovat nárazovou energii, aby zajistil normální provoz zařízení. .