I. Tipi principali e caratteristiche dei componenti di gomma smorzante
I componenti di gomma smorzati possono essere classificati in base ai tipi di materiali, alle forme strutturali e agli scenari di applicazione. Diversi tipi di prodotti hanno differenze significative nelle prestazioni di smorzamento, nell'adattabilità ambientale e nella vita di servizio.
1. Classificazione per tipo di materiale
Componenti di smorzamento a base di gomma naturale (NR)
Caratteristiche: Elevata elasticità, eccellenti proprietà meccaniche dinamiche e un coefficiente di smorzamento moderato (tan Δ) nell'intervallo di 0. 1 - 0. 3.
Applicazioni: Comunemente usato negli scenari di vibrazione a bassa frequenza, come i supporti per motori automobilistici.
Limitazioni: Scarsa resistenza ad alta temperatura e resistenza all'invecchiamento. La temperatura di servizio a lungo termine è generalmente inferiore a 80 gradi.
Componenti di smorzamento a base di gomma (IIR)
Caratteristiche: L'elevata isteresi della catena molecolare la conferisce un'eccellente prestazione di smorzamento (Tan Δ può raggiungere sopra 0. 5) e ha una forte resistenza all'ozono e resistenza alla corrosione chimica.
Applicazioni: Shock: cuscinetti di assorbimento per veicoli in transito ferroviario, cuscinetti per l'isolamento dell'edificio.
Limitazioni: Bassa resistenza meccanica e deve essere migliorato riempiendo e rinforzando.
Nitrile - componenti di smorzamento a base di gomma (NBR)
Caratteristiche: Eccellente resistenza all'olio, adatta per ambienti oleosi e una performance di smorzamento moderata (tan Δ ≈ 0. 2 - 0. 4).
Applicazioni: Componenti di sigillatura e shock per l'attrezzatura idraulica.
Limitazioni: Ovvio a bassa - fragilità della temperatura e deve aggiungere plastificanti per l'ottimizzazione.
Componenti di smorzamento a base di gomma in silicone (VMQ)
Caratteristiche: Intervallo di resistenza alla temperatura ampia ({0}} grado), prestazioni di smorzamento stabile, ma una tan Δ relativamente bassa (0. 05 - 0. 2).
Applicazioni: Assorbimento d'urto in ambienti ad alta temperatura nell'aerospaziale.
Limitazioni: Costo elevato e deve essere combinato con riempitivi per migliorare le prestazioni di smorzamento.
Componenti di smorzamento a base di gomma in poliuretano (PU)
Caratteristiche: Alta capacità di carico, buona resistenza all'usura e un'ampia gamma regolabile di coefficienti di smorzamento (0. 1 - 0. 6).
Applicazioni: Blocchi tamponi per macchinari pesanti, isolamento delle vibrazioni per strumenti di precisione.
Limitazioni: Scarsa resistenza al calore - e - all'invecchiamento dell'umidità, ed è soggetto all'idrolisi.
2. Classificazione per forma strutturale
Componenti di smorzamento di tipo compressione
Caratteristiche: Dissipano l'energia attraverso la deformazione della compressione assiale, hanno una struttura semplice e un'elevata capacità di portamento del carico.
Prodotti tipici: Costruire cuscinetti di isolamento e cuscinetti che assorbono gli urti del ponte.
Componenti di smorzamento a taglio
Caratteristiche: Assorbono energia mediante deformazione di taglio, hanno una risposta dinamica sensibile e sono adatti per sopprimere le vibrazioni ad alta frequenza.
Prodotti tipici: Boccole per sospensioni automobilistiche, basi che assorbono gli urti del motore.
Componenti di smorzamento di tipo composito
Caratteristiche: Combinano strutture di compressione e taglio, hanno prestazioni complete eccellenti, ma un'alta complessità del design.
Prodotti tipici: Shock Assorbers per carrelli di treno ad alta velocità, sistemi di isolamento per vibrazioni per macchine utensili di precisione.
3. Classificazione per campo dell'applicazione
Campo automobilistico: I supporti del motore, i ganci di scarico e le boccole del telaio richiedono resistenza alla fatica e prestazioni in un ampio intervallo di temperatura.
Campo di costruzione: I cuscinetti e gli ammortizzatori di isolamento devono soddisfare i requisiti di cuscinetti elevati e avere una lunga durata (più di 50 anni).
Attrezzatura industriale: Shock: cuscinetti di assorbimento per pompe e valvole, blocchi tamponi per macchini da punzonatrice, con enfasi sulla resistenza all'olio e sulla resistenza all'impatto.
Ii. Formula Design di componenti in gomma smorzante
La progettazione di formula è il collegamento fondamentale per bilanciare le prestazioni di smorzamento, la resistenza meccanica e l'adattabilità ambientale. È necessario considerare in modo completo gli effetti sinergici di materiali a matrice, sistemi di riempimento, sistemi di vulcanizzazione e additivi funzionali.
1. Selezione di materiali a matrice
Selezione delle gomme principali:
Alto - scenari di smorzamento: IIR o NBR con un contenuto di acrilonitrile elevato è preferibilmente selezionato.
Largo - temperatura - requisiti di intervallo: Viene utilizzata gomma silicone o gomma fluoro (FKM).
Soluzioni a basso costo: NR viene utilizzato in combinazione con la gomma di recupero (la proporzione è generalmente inferiore o uguale al 30%).
Tecnologie di miscelazione:
NR/BR Blending: Migliora l'elasticità della temperatura a bassa temperatura e viene utilizzato per l'attrezzatura nelle regioni fredde.
Miscelazione IIR/EPDM: Bilancia le prestazioni di smorzamento e la resistenza all'invecchiamento.
2. Progettazione del sistema di riempimento
Rinforzando i filler:
Carbon Black (N550, N660): Migliora la resistenza meccanica, ma l'uso eccessivo ridurrà lo smorzamento (la quantità di riempimento è generalmente inferiore o uguale a 60 ph).
Silice (siO₂): Migliora la forza e aumenta lo stesso tempo Tan Δ, specialmente adatto ai sistemi di gomma siliconica (il dosaggio è 20 - 40 phr).
Riempitivi funzionali:
Fibra di grafite/carbonio: Migliora la conduttività termica e impedisce l'accumulo di calore.
Polvere di mica/vermiculite: Blocca la propagazione delle onde sonore e migliora l'effetto del suono - isolamento.
3. Ottimizzazione del sistema di vulcanizzazione
Sistema di vulcanizzazione dello zolfo:
Materiali applicabili: NR, SBR.
Caratteristiche: Croce elevata: collegamento di densità, ma scarsa resistenza al calore. È necessario aggiungere un CTP di inibitore Scorch.
Sistema di vulcanizzazione del perossido:
Materiali applicabili: IIR, EPDM, gomma silicone.
Caratteristiche: Buona resistenza alla temperatura ad alta temperatura, set di compressione bassa, ma il dosaggio di DCP deve essere controllato (1 - 3 phr).
Sistema di vulcanizzazione della resina:
Materiali applicabili: Iir.
Caratteristiche: La rete di collegamento incrociata è più uniforme e le prestazioni dinamiche sono stabili, ma il costo è relativamente elevato.
4. Plassizer e additivi funzionali
Plastificanti:
Esteri (DOP, DOS): Migliorano le prestazioni a bassa temperatura di NBR e il dosaggio è inferiore o uguale a 20 PHR.
Olio di paraffina: È usato per IIR per ridurre la viscosità Mooney ed evitare la migrazione.
Modificatori di smorzamento:
Phenoli ostacolati (come Ao - 60): Aumentano l'abbronzatura Δ attraverso l'attrito a catena molecolare.
Argilla/montmorillonite organica: Aumentano la perdita di attrito interfacciale.
Sistemi di protezione:
Antiossidanti (RD, 4020): Ritardano l'invecchiamento termico - ossidativo.
Antiozonants (6PPD): Sono usati per scenari all'aperto.
5. Influenza dei parametri di processo
Processo di miscelazione: Materiali di alimentazione in fasi per prevenire il torrido. La temperatura del mixer interno è controllata a livello 110 - 130.
Condizioni di vulcanizzazione: IIR richiede vulcanizzazione a lungo termine (160 gradi × 30 min) e la gomma silicone utilizza la vulcanizzazione a due stadi (200 gradi × 4 h).
Iii. Tendenze di sviluppo future
Protezione ambientale: Sviluppo di gomme a base di bio (come la gomma del dente di leone) e formule senza oli aromatici.
Alte - Performance: Utilizzo di riempitivi di nanoscala (come nanotubi di carbonio) e materiali di smorzamento intelligenti (elastomeri magneterheologici).
Design integrato: Utilizzo della tecnologia di stampa 3D per ottenere lo stampaggio integrato di strutture complesse.
La progettazione di componenti in gomma smorzante dovrebbe essere l'applicazione - scenario - orientato e l'equilibrio delle prestazioni può essere ottenuto attraverso la selezione dei materiali, l'ottimizzazione della formula e l'innovazione strutturale. In futuro, con la svolta di nuovi materiali e l'applicazione della tecnologia di produzione intelligente, gli smorzamenti dei componenti in gomma svolgerà un ruolo chiave in una gamma più ampia di campi.
