Zašto se guma koristi za izolaciju vibracija i udara?

Odgovor na ovo pitanje zahtijeva poznavanje osnovnih činjenica o prirodnim i sintetičkim gumama. To uključuje definiranje onoga što obično nazivamo gumom. Dizajn Monografija DM1101a tvrtke Lord Corporation (dostupna na zahtjev) navodi da je "sintetički ili prirodni materijal čiji su dugi, spiralni lanci visoke molekulske mase križani premošćivanjem određenih kemijskih sastojaka kako bi se stvorila mreža. Karakterizira ga sposobnost prihvaćanja i oporavka od ekstremnih deformacija od 200 posto ili više. Pojam elastomer uključuje prirodnu gumu i mnoge sintetičke materijale koji posjeduju gume slična svojstva. "Dijagram ispod prikazuje kemijsku strukturu prirodne gume, cis- polisopren. Prirodna guma se sastoji od dugih lanaca koji se sastoje od najmanje 10.000 sličnih kemijskih jedinica.

Slika: Kemijska struktura prirodne gume

Slika: Kemijska struktura prirodne gume

Charles Goodyear otkrio je 1839. kada se guma vulkanizira sumporom na 120-220 ° C, molekule gume se pridružuju sumpornim atomima, kao što je prikazano na donjem dijagramu. Ovo križno povezivanje stvara molekularnu mrežu koja daje gumenu čvrstoću, elastičnost i druga važna mehanička svojstva. Postoje različite vrste vulkanizata koji se razlikuju ovisno o vrsti umrežavanja koja se javlja. Vulkanizati s ugljik-ugljikovim poprečnim presjekima općenito imaju veću otpornost na temperaturu, dok su vulkanizati s većim polisulfidnim poprečnim presjekima jači.

Slika: Vulkanizacija poliizoprena

Slika: Vulkanizacija poliizoprida ne

Osim toga, gume upotrijebljene za industrijske i inženjerske primjene općenito su složene s punilima koja utječu na svojstva vulkanizata. Punila se obično sastoje od čađe, a formulacija koja se koristi s velikim utjecajem na svojstva gume, kao što su otpor i otpornost na abraziju, modul, histerezu i puzanje. Također se mogu dodati i druge kemikalije koje štite gumu od sunčeve svjetlosti, ozona i kisika.

Sposobnost formuliranja gume s posebnim svojstvima čini ga tako svestranima i korisnim u gotovo neograničenom broju aplikacija. Posebno je prirodna guma posebno vrijedna kao proljetni materijal zbog dugovječnosti, elastičnosti, niske cijene, otpornosti na širok raspon temperatura i sposobnosti vezanja na metale. Prirodna guma se koristi u mnogim našim Gospodarstvom Mountsa zbog tih karakteristika i njegove sposobnosti da smanjuje prijenos vibracija i buke u oštre okoline. Na primjer, može se oduprijeti toplini i kemikalijama koje se susreću u motorima vozila, a njegova otpornost na oteklinu kada uroni u tekućine znači da se već dugi niz godina uspješno izdržava pod vodenim uvjetima.

Međutim, čak i gume s sličnim svojstvima ne smiju raditi isto u identičnim okruženjima. Kao što Lord tvrdi u svojoj literaturi, 50 prirodni gumeni durometar proizveden od strane jedne tvrtke pokazat će različite karakteristike od njihove vlastite 50 durometra prirodne gume složene za pravilno funkcioniranje s njihovim izolatorima. Zapravo, čak i standardni nosači možda neće biti prikladni, a Lord sprovodi posebne elastomere s različitim opterećenjima i dimenzijama kada su potrebna prilagođena rješenja.

No, kada netko misli na proljeće, u obzir se obično pojavljuje slika kružnog metala. S čeličnim oprugama, postoji linearni odnos između sile i odstupanja (mislim na gore i dolje gibanje mase suspendiranog od metalnog izvora). Međutim, gumeni opruge mogu biti oblikovani tako da pružaju različite krutosti u nelinearnim pravcima. Sheme sile poput trenja nastaju kada dvije suprotne strane materijalnog iskustva silaze u suprotnim smjerovima, kao što je prikazano na donjem dijagramu. Modul smicanja opisuje kako materijal reagira na ovu vrstu stresa, a definira se kao odnos smicajnog stresa na smicajni soj izražen u gigapascalima (GPa). Da bi se ovo stavilo u perspektivu, napunjena guma s naponom od 2% može imati modul smicanja od 0,0003 GPa u odnosu na 79,9 GPa za konstrukcijski čelik. Ono što nam ovi brojevi kažu jest da se guma može pružiti mnogo više od čelika prije nego što se trajno deformira.

Slika: Sile silovanja

Slika: Sile silovanja

Ostale važne prednosti čelika od gume uključuju lakoću rukovanja i instalacije, kapacitet skladištenja energije i sposobnost pretvaranja neke energije na toplinu kada je odstranjena. Potonja karakteristika se naziva histereza, i to je razlog da se toplina ne stvara u gumama u mjeri u kojoj se to događa kod metala. Prirodna guma bez punila pokazuje vrlo malo histereze, te kao rezultat daje disipaciju energije ili prigušenje, u sustavu podvrgnutim vibracijskim silama. Odbacivanje je da za razliku od čelika, guma ima neku inherentnu sposobnost prigušenja.

Gornja rasprava trebala bi jasno objasniti zašto je guma tako vrijedna u izolaciji vibracija. Međutim, to samo pruža neke ključne točke na vrlo složenom predmetu. Važno je imati na umu da odabiranje pogrešne grede može zapravo pogoršati vibracije nego ako uopće ne postoji montiranje. Preporučujemo razmatranje strategija za kontrolu vibracija u ranom procesu dizajna proizvoda i savjetovanje s inženjerijskim stručnjakom pri odabiru materijala i montaže. Preporučujemo i rad s vrhunskim proizvođačem kao što je Lord Corporation, koji ima opsežne objekte i inženjerske resurse za obavljanje testiranja proizvoda, materijala i prototipa u stvarnim uvjetima. http://www.svks-rubberseal.com/oem/metal-buffer-type-at.html