نحوه بهینه سازی ضریب پایان و اصطکاک سطح در سیستم های پنوماتیک

در حوزه اتوماسیون صنعتی سریع-، تمایز بین خط مونتاژ بسیار دقیق و مسائل تعمیر و نگهداری مداوم، اغلب تنها به چند میکرون کیفیت سطح بستگی دارد. سیستم های پنوماتیکی معاصر که به خاطر حرکات سریع و تکراری خود شناخته می شوند، فشار قابل توجهی را روی آب بندی های دینامیکی وارد می کنند. هنگامی که یک سیلندر پنوماتیکی برای مدتی در حالت بیکار باشد، الاستومر به سطح تماس می‌چسبد و در نتیجه وضعیتی به‌عنوان اثر لغزش می‌شود.

اگر ضریب اصطکاک به دقت تنظیم نشده باشد، سیستم در هنگام راه‌اندازی یک ضربه ناگهانی- تجربه می‌کند که منجر به عدم دقت در موقعیت، تجمع بیش از حد گرما، و سایش اولیه لبه آب‌بندی می‌شود. برای مهندسان، مدیریت موثر آب بندی دینامیک مستلزم درک کامل برهمکنش های تریبولوژیکی بین الاستومر و پرداخت سطح فلز است.

از نظر مهندسی،ضریب اصطکاک (μ)نسبت نیروی اصطکاک بین دو جسم به نیرویی است که آنها را به هم فشار می دهد. با این حال، در علم پلیمر، ما باید بین دو مرحله حیاتی تمایز قائل شویم:

اصطکاک شکست (ایستا):نیروی اولیه مورد نیاز برای غلبه بر چسبندگی مولکولی بین مهر و موم و دیواره سیلندر. این به طور معمول به طور قابل توجهی بالاتر از اصطکاک در حال اجرا به دلیل ماهیت ویسکوالاستیک لاستیک است که به آن اجازه می دهد در طول زمان به دره های میکروسکوپی سطح جفت گیری جریان یابد.

اصطکاک دویدن (سینتیک):نیرویی که در حین حرکت مداوم تجربه می شود.

در یک توزیع‌کننده پنوماتیکی{0}دقت بالا، اصطکاک بالا منجر به "تاخیر پاسخ" می‌شود. این سیستم برای شروع به حرکت به فشار بیشتری نسبت به ادامه حرکت نیاز دارد، در نتیجه یک حرکت نوسانی و ناپایدار ایجاد می شود که می تواند به اجزای حساس رباتیک آسیب برساند.

اصطکاک لاستیکی منحصر به فرد است زیرا از دو جزء تشکیل شده است:چسبندگیوتغییر شکل. چسبندگی در سطح مولکولی رخ می دهد که در آن زنجیره های الاستومری با سطح جفت گیری پیوند می خورند. اصطکاک تغییر شکل زمانی رخ می دهد که لاستیک توسط زبری سطح سیلندر "شخم زده" شود.

برای بهینه سازی عملکرد، بر روی آن تمرکز می کنیممیکرو-هندسهاز سطح مهر و موم با مهندسی یک بافت سطحی خاص، مهر و موم به عنوان یک مخزن میکروسکوپی برای روانکاری عمل می کند. همانطور که مهر و موم با سرعت بالا حرکت می کند، روان کننده را از این دره ها می کشد و ایجاد یکفیلم روغن کاری هیدرودینامیکی. این لایه نازک روغن یا گریس لاستیک را از فلز جدا می‌کند و عملاً اصطکاک «جامد به-جامد» را با اصطکاک «مایع» جایگزین می‌کند که مرتبه‌ای کم‌تر است.

درQINGDAO BRIGHT RUBBER & PLASTIC CO., LTD، ما از سه استراتژی اصلی برای به حداقل رساندن اصطکاک و جلوگیری از چسبندگی استفاده می کنیم:

روانکاری داخلی (NBR اصطکاک کم):ما ترکیبات نیتریل (NBR) را با افزودنی های داخلی مانند گرافیت، دی سولفید مولیبدن فرموله می کنیم.موS2)، یا پودرهای PTFE میکرو-. از آنجایی که مهر و موم در طول عمر مفید خود کمی فرسوده می‌شود، این روان‌کننده‌ها به سطح منتقل می‌شوند و یک واسط خود روان‌شونده مداوم- ایجاد می‌کنند.

مهر و موم درپوش PTFE (کامپوزیت لاستیکی/PTFE):برای برنامه‌هایی که به چسبندگی نزدیک به-صفر نیاز دارند، از طراحی ترکیبی استفاده می‌کنیم. یک حلقه کشویی PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن) ​​رابط پویا را کنترل می کند، در حالی که یک حلقه O{2}}الاستومری نیروی "انرژی" لازم را برای حفظ آب بندی فراهم می کند. این اصطکاک کم کلاس جهانی PTFE را با حافظه الاستیک NBR یا FKM ترکیب می کند.

عملیات سطحی (هالوژناسیون):برای کاهش "چسبندگی" ذاتی لاستیک، ما از آن استفاده می کنیمهالوژناسیون(معمولاً کلرزنی). این فرآیند ساختار مولکولی سطح مهر و موم را اصلاح می کند و سختی آن را افزایش می دهد و انرژی سطح را کاهش می دهد. نتیجه یک سطح "صاف" است که حتی پس از دوره های طولانی عدم فعالیت در برابر چسبیدن مقاومت می کند.

کارایی یک مهر و موم دینامیک به شدت به پرداخت سطح جفت بستگی دارد. ما توصیه می کنیم aزبری سطح (Ra)از0.1 تا 0.4μmبرای سوراخ یا میله سیلندر.

اگر سطح خیلی صاف باشد (Ra<0.1μm):لایه روانکاری نمی تواند تشکیل شود، که منجر به اثر مکش{0}}خلاء می شود که اصطکاک شکستگی را به شدت افزایش می دهد.

اگر سطح خیلی زبر باشد (Ra>0.4μm):قله های سطح فلز مانند یک سوهان عمل می کنند و به سرعت لبه آب بندی را ساییده و باعث نشتی می شوند.

علاوه بر این،سختی(اندازه گیری شده در ساحل A) نقش محوری ایفا می کند. یک ترکیب سخت تر (مثلاً 85 Shore A) سطح تماس کوچکتری را تحت فشار نشان می دهد که به طور کلی اصطکاک کلی را کاهش می دهد. با این حال، برای حفظ آب بندی نیاز به تداخل بالاتری دارد که می تواند استرس موضعی را افزایش دهد. ما معمولاً با هدف قرار دادن محدوده 70-80 Shore A برای بیشتر کاربردهای پنوماتیک، این عوامل را متعادل می کنیم.

سناریوهای کاربردی برای مهر و موم های پویا{0} بالا

اسلایدرهای پنوماتیک-سرعت بالا:برای ربات‌هایی که زمان‌های چرخه در آن‌ها بر حسب میلی‌ثانیه اندازه‌گیری می‌شود-و-ضروری است.

بازوهای رباتیک اتوماسیون صنعتی:مهر و موم ها در اتصالات و محرک ها باید گشتاور ثابتی را برای اطمینان از حرکت نرم و شبیه انسان- فراهم کنند.

توزیع‌کننده‌های هیدرولیک/پنوماتیک با فرکانس بالا-جایی که قرقره سوپاپ باید هزاران بار در ساعت بدون "چسبیدن" در حالت باز یا بسته جابجا شود.

تسلط بر آب بندی پویا فقط در مورد انتخاب یک ماده نیست. این در مورد مهندسی یک سیستم قبیله ای است. با ترکیب کامپوزیت های تخصصی NBR/PTFE با درمان های سطحی پیشرفته مانند هالوژناسیون،QINGDAO BRIGHT RUBBER & PLASTIC CO., LTDبه سازندگان کمک می کند تا اثر لغزش-چسب را حذف کنند و عمر سرویس سیستم های خودکار خود را افزایش دهند.

اگر خط تولید شما دچار حرکت نامنظم یا شکست زودرس آب بندی است، با تیم مهندسی ما تماس بگیرید. ما تست CoF سفارشی و بهینه سازی مواد را برای اطمینان از عملکرد سیستم های پنوماتیک شما با حداکثر دقت و حداقل اصطکاک ارائه می دهیم.