Burduf flexibil din cauciuc, burduf personalizat și industrial și ghidaj pentru tuburi rezistente la strivire

Ce flexibil Burduf de cauciuc Sunt și cum funcționează

Burduf flexibil din cauciuc sunt componente elastomerice pliate în acordeon sau întortocheate, concepute pentru a permite compresia axială, extensia, decalajul lateral și dezalinierea unghiulară între ansamblurile conectate, menținând în același timp o carcasă etanșă. Geometria peretelui ondulat nu este decorativă - fiecare convoluție acționează ca un punct de balama flexibil care distribuie efortul mecanic peste mai multe pliuri, mai degrabă decât să o concentreze într-o singură îndoire. Această flexie distribuită permite burdufurilor să sufere milioane de cicluri de compresie-extensie fără fisurare la oboseală, cu condiția ca materialul și geometria de convoluție corecte să fie specificate pentru intervalul de deplasare și condițiile de sarcină.

Funcția de etanșare este la fel de importantă. Burdufurile includ legături, arbori, îmbinări și cabluri pentru a exclude contaminanții - praf, nisip, umiditate, substanțe chimice și materie biologică - care ar accelera uzura sau ar provoca coroziunea componentelor protejate. Un portbagaj cu articulație homocină de pe arborele de transmisie al unui autovehicul este poate cel mai cunoscut exemplu: burduful reține grăsimea lubrifiantă la articulație în timp ce blochează resturile rutiere și apa. Când această cizmă se desface sau se rupe, nisipul intră în câteva zile, iar îmbinarea se defectează în câteva săptămâni - rolul burdufului nu este structural, ci protector, iar defectarea acestuia este disproporționat de consecință.

Distincția dintre burduf din cauciuc și burduf metalic merită stabilită clar. Burduful metalic – format de obicei din oțel inoxidabil subțire sau bronz – oferă rezistență mai mare la temperatură, viteze precise ale arcurilor și capacitate de funcționare în vid, dar au o capacitate de deformare laterală limitată și o durată de viață la oboseală în cazul vibrațiilor de mare amplitudine. Burduf flexibil din cauciuc acceptă deplasări mai mari pe mai multe axe, absorb vibrațiile mai degrabă decât să le transmită și tolerează nealinierea mai mare fără a genera forțe de reacție care încarcă echipamentele conectate - avantaje care fac din cauciuc alegerea dominantă în majoritatea mașinilor mobile, aplicațiilor industriale generale și de manipulare a fluidelor.

Burduf din cauciuc industrial: materiale, selecția compusului și rezistența la mediu

Burduf din cauciuc industrial sunt fabricați dintr-o gamă de compuși elastomeri, fiecare potrivit pentru diferite combinații de temperatură, expunere chimică, presiune și sarcină dinamică. Selectarea compusului este cea mai importantă decizie inginerească în specificațiile burdufului - un burduf cu geometrie corectă, dar material greșit va eșua prematur, indiferent de grosimea peretelui sau de numărul de convoluții.

• Cauciuc natural (NR): Rezistența dinamică excelentă la oboseală și acumularea scăzută de căldură histeretică fac din NR compusul preferat pentru aplicații cu burduf de înaltă frecvență și amplitudine mare. Rezistență bună la tracțiune și rezistență la rupere. Limitat la aproximativ -50°C până la 80°C serviciu continuu și degradat de ozon, UV, uleiuri și combustibili cu hidrocarburi - nepotrivit pentru medii exterioare sau umede cu ulei fără acoperiri de protecție.
• Neopren (CR): Rezistență superioară la ozon și la intemperii în comparație cu NR, cu rezistență moderată la ulei și un interval de funcționare de la -40°C la 100°C. Compusul standard pentru burduf industrial de exterior, conectori flexibili HVAC și aplicații marine în care expunerea la UV și la ozon ar degrada NR rapid.
• EPDM: Rezistență remarcabilă la apă fierbinte, abur, ozon și intemperii. Temperatura de serviciu pana la 150°C in serviciul cu abur. Rezistență slabă la uleiurile și combustibilii pe bază de petrol — Burduful EPDM nu trebuie să intre în contact cu mediile de hidrocarburi. Folosit pe scară largă în furtunurile și burdufurile sistemului de răcire auto, rosturile de dilatare ale clădirilor și echipamentele de tratare a apei.
• Nitril (NBR): Compusul principal pentru rezistența la ulei și combustibil. Burduful NBR protejează tijele cilindrilor hidraulici, fusurile mașinii-unelte și orice îmbinare expusă la uleiuri de tăiere, lubrifianți sau stropi de combustibil. Temperatura de serviciu -40°C până la 120°C; rezistența slabă la ozon înseamnă că burduful NBR în aplicații în aer liber necesită aditivi antiozonanti sau capace de protecție.
• Silicon (VMQ): Cea mai largă gamă de temperatură a elastomerilor obișnuiți: -60°C până la 200°C continuu, cu scurte excursii până la 230°C. Menține flexibilitatea la temperaturi extrem de scăzute, unde alte cauciucuri devin rigide și crapă. Folosit în industria aerospațială, în procesarea alimentelor și în burdufuri industriale la temperatură înaltă. Cost mai mare și rezistență la rupere mai mică decât elastomerii hidrocarburi; nu este potrivit pentru aplicații dinamice cu uzură mare.
• Fluorosilicon și FKM (Viton): Pentru medii chimice agresive - acizi, solvenți, combustibili și temperaturi ridicate simultan. Costul materialului semnificativ mai mare limitează utilizarea la aplicații în care niciun alt compus nu supraviețuiește.

Burduf de cauciuc personalizat: parametrii geometriei și specificațiile tehnice

Burduful standard acoperă o gamă largă de diametre standard ale alezajului și lungimi de cursă, dar multe aplicații industriale necesită burduf de cauciuc personalizat din cauza dimensiunilor ale alezajului non-standard, a rapoartelor neobișnuite dintre cursă și diametru, configurațiilor de armătură de capăt sau cerințelor de rezistență chimică pe care niciun produs de stoc nu le abordează. Burdufurile personalizate sunt prelucrate și turnate la comandă, cu timpi de livrare de obicei variind de la 4-12 săptămâni pentru modele turnate prin compresie și 6–16 săptămâni pentru configurații turnate prin transfer sau prin injecție, în funcție de complexitatea sculelor.

Parametrii geometrici care definesc un burduf și care trebuie specificați pentru producția personalizată sunt:

• Diametrul interior al alezajului și diametrul exterior: Definiți dimensiunea secțiunii transversale și determinați ce diametre a arborelui, tijei sau cablului poate găzdui burduful. Grosimea peretelui este diferența dintre aceste două dimensiuni împărțite la două și afectează direct atât rigiditatea, cât și durata de viață la oboseală.
• Lungime liberă, lungime comprimată și lungime extinsă: Lungimea liberă este dimensiunea burdufului în repaus fără sarcină aplicată. Lungimile comprimate și extinse definesc intervalul cursei de lucru. Raportul dintre lungimea extinsă și lungimea comprimată - raportul de extensie - nu trebuie să depășească limita recomandată de producător pentru geometria de convoluție, de obicei 2:1 până la 3:1 pentru modelele standard, dincolo de care pereții de convoluție se contactează între ei sau se întind dincolo de limita lor elastică.
• Numărul de circumvoluții: Mai multe circumvoluții distribuie o anumită cursă totală în mai multe puncte de pliere, reducând solicitarea pe circumvoluție și prelungind durata de viață la oboseală. Creșterea numărului de convoluții pentru o lungime liberă fixă ​​necesită circumvoluții mai puțin adânci cu pereți mai subțiri, ceea ce reduce rezistența la rupere - un compromis care trebuie echilibrat cu cerințele de cursă și de viață ciclului.
• Finalizați configurațiile: Capetele cu flanșă, capetele prinse, inserțiile filetate, fitingurile de capăt metalice lipite și capetele cu alunecare se potrivesc fiecare cu diferite metode de instalare. Inserțiile metalice sau inelele de armare turnate în capete împiedică ruperea cauciucului în locurile de fixare sub sarcină de prindere susținută.
• Armatura din material: Pentru burdufurile supuse presiunii interne sau sarcinilor axiale mari, unul sau mai multe straturi de nailon, poliester sau țesătură de aramidă pot fi încorporate în peretele de cauciuc în timpul turnării. Burdufurile armate își mențin forma sub presiune, mai degrabă decât bombarea la circumvoluții și suportă sarcini axiale substanțial mai mari fără deformare permanentă.

Tuburi rezistente la strivire și cizme din cauciuc cu burduf: variante specializate

Tuburi rezistente la strivire este un tub cu geometrie cu burduf proiectat pentru a rezista colapsului radial sub sarcina de compresiune externă - de la anvelopele vehiculelor care trec peste cabluri, echipamentele care sunt târâte peste tub sau trafic pietonal intens - rămânând în același timp suficient de flexibil pentru a trece în jurul colțurilor și pentru a suporta vibrațiile. Peretele ondulat oferă rezistență la strivire prin distribuirea forței de compresiune pe pereții de convoluție multipli care acționează în compresie, mai degrabă decât să permită ca un perete neted al tubului să se încline spre interior în punctul de aplicare a sarcinii. Tuburile rezistente la strivire sunt utilizate pe scară largă pentru protecția cablurilor și furtunurilor în podelele fabricii, gestionarea cablurilor în aer liber, trasarea sub caroserie a vehiculelor și mașinile agricole unde expunerea la impact fizic și abraziune este inevitabil.

Selectarea materialului pentru tuburile rezistente la strivire este paralelă cu selecția generală a burdufurilor din cauciuc industrial, cu plus că stabilizarea UV și rezistența la abraziune sunt de obicei prioritare, deoarece aceste tuburi își petrec durata de viață expuse contactului cu suprafața și condițiilor exterioare. Tuburile rezistente la strivire din polipropilenă și poliamidă concurează cu variantele de cauciuc în multe aplicații de protecție a cablurilor, oferind o rezistență mai mare la sarcină la strivire și un cost mai mic în detrimentul flexibilității la temperaturi scăzute și rezistenței la impact în climatele reci.

A cizma de cauciuc burduf este o carcasă de cauciuc întortocheată – de obicei conică sau cilindrice – utilizată pentru a proteja o îmbinare mecanică, un rulment sau un dispozitiv de acționare specific de contaminare, în timp ce se adaptează intervalului său de mișcare. Cizmele de cauciuc diferă de burdufurile de uz general în primul rând prin geometria de atașare: un capăt este de obicei dimensionat pentru a se fixa strâns în jurul unei carcase fixe sau a unui guler, iar celălalt capăt se prinde în jurul unui arbore sau a unei tije în mișcare, cu convoluțiile între ele găzduind mișcarea relativă dintre cele două. Exemplele obișnuite includ cizme de cremalieră de direcție, cizme de articulație sferică, cizme de bară de legătură și cizme de schimbător în aplicații auto, precum și cizme de acționare liniare și cizme de tijă de cilindru în mașinile industriale.

Analiza modului de eroare de pornire este instructivă pentru specificarea înlocuirilor. Cele mai multe defecțiuni ale cizmei de cauciuc se împart în trei categorii: cracarea ozonului (fisuri de suprafață perpendiculare la stres, cauzate de atacul de ozon asupra cauciucului nesaturat - indică o trecere compusă la CR sau EPDM); crăpare de oboseală la rădăcinile de circumvoluție (cauzată de funcționarea dincolo de intervalul de cursă proiectat sau la o frecvență prea mare a ciclului - indică reproiectarea geometriei sau limitarea cursei); şi ruperea punctului de prindere (cauzat de grosimea inadecvată a peretelui de capăt sau de un cuplu de strângere necorespunzător - indică geometria capătului sau corecția procedurii de instalare). Identificarea modului de defecțiune înainte de a comanda o încălțăminte de schimb împiedică reapariția aceleiași defecțiuni la noua piesă.