כיצד לייעל את גימור השטח ומקדם החיכוך במערכות פניאומטיות

בתחום האוטומציה התעשייתית המהירה-ההבחנה בין פס ייצור מדויק ביותר לבין בעיות תחזוקה מתמשכות תלויה לעתים קרובות בכמה מיקרונים בלבד של איכות פני השטח. מערכות פנאומטיות עכשוויות, הידועות בתנועותיהן המהירות והחוזרות על עצמן, מפעילות לחץ משמעותי על אטמים דינמיים. כאשר צילינדר פנאומטי אינו פעיל למשך זמן מה, האלסטומר נצמד למשטח המגע, וכתוצאה מכך מצב המכונה אפקט ההחלקה- Stick.

אם מקדם החיכוך אינו מווסת בקפידה, המערכת חווה "חיקה"-מטלטלה פתאומית בעת ההפעלה שמובילה לאי דיוקים במיקום, הצטברות חום מוגזמת ובלאי מוקדם של שפת האיטום. עבור מהנדסים, ניהול יעיל של איטום דינמי מחייב הבנה יסודית של האינטראקציות הטריבולוגיות בין האלסטומר לגימור פני המתכת.

במונחים הנדסיים, המקדם חיכוך (μ)הוא היחס בין כוח החיכוך בין שני גופים לכוח הלוחץ אותם יחד. עם זאת, במדעי הפולימרים, עלינו להבחין בין שני שלבים קריטיים:

חיכוך פריצה (סטטי):הכוח הראשוני הנדרש כדי להתגבר על ההיצמדות המולקולרית בין החותם לדופן הגליל. זה בדרך כלל גבוה משמעותית מחיכוך ריצה בשל האופי הויסקו-אלסטי של הגומי, המאפשר לו לזרום לתוך העמקים המיקרוסקופיים של משטח ההזדווגות לאורך זמן.

חיכוך ריצה (קינטי):הכוח שנחווה במהלך תנועה מתמשכת.

במפיץ פנאומטי-בדיוק גבוה, חיכוך פריצה גבוה מוביל ל"פיגור תגובה". המערכת דורשת יותר לחץ כדי להתחיל לנוע מאשר כדי להמשיך לנוע, וכתוצאה מכך תנועה לא יציבה ומתנדנדת שעלולה לפגוע ברכיבים רובוטיים רגישים.

חיכוך גומי הוא ייחודי מכיוון שהוא מורכב משני מרכיבים:הַדבָּקָהודֵפוֹרמַצִיָה. הידבקות מתרחשת ברמה המולקולרית שבה שרשראות האלסטומר נקשרות עם משטח ההזדווגות. חיכוך דפורמציה מתרחש כאשר הגומי "נחרש" על ידי חספוס פני השטח של הגליל.

כדי לייעל את הביצועים, אנו מתמקדים במיקרו-גיאומטריהשל משטח החותם. על ידי הנדסת מרקם משטח מסוים, החותם פועל כמאגר מיקרוסקופי לשימון. כאשר החותם נע במהירויות גבוהות, הוא שואב חומר סיכה מהעמקים הללו, ויוצר אסרט סיכה הידרודינמי. סרט דק זה של שמן או גריז מפריד בין הגומי למתכת, ומחליף למעשה חיכוך "מוצק-ל-מוצק" בחיכוך "נוזל", הנמוך בסדרי גודל.

בְּQINGDAO BRIGHT RUBBER & PLASTIC CO., LTD, אנו משתמשים בשלוש אסטרטגיות עיקריות כדי למזער חיכוך ולמנוע הידבקות:

שימון פנימי (NBR חיכוך-נמוך):אנו מנסחים תרכובות ניטריל (NBR) עם תוספים פנימיים כגון גרפיט, מוליבדן דיסולפיד (מוS2), או PTFE מיקרו-אבקות. מכיוון שהאטם נשחק מעט במהלך חיי השירות שלו, חומרי הסיכה הללו נודדים אל פני השטח, ומספקים ממשק סיכה רציף ו-עצמי.

אטמי פקק PTFE (רכבי גומי/PTFE):עבור יישומים הדורשים כמעט -אפס סתיון, אנו משתמשים בעיצוב מורכב. טבעת PTFE (Polytetrafluoroethylene) מטפלת בממשק הדינמי, בעוד שטבעת O -אלסטית מספקת את הכוח ה"מעורר" הדרוש לשמירה על אטימה. זה משלב את החיכוך הנמוך ברמה-עולמית של PTFE עם הזיכרון האלסטי של NBR או FKM.

טיפולי פני השטח (הלוגנציה):כדי להפחית את ה"דביקות" הטבועה של גומי, אנו מעסיקיםהלוגנציה(בדרך כלל כלור). תהליך זה משנה את המבנה המולקולרי של פני החותם, מגביר את הקשיות שלו ומפחית את אנרגיית פני השטח. התוצאה היא משטח "חלקלק" שעמיד בפני הידבקות גם לאחר תקופות ארוכות של חוסר פעילות.

היעילות של איטום דינמי תלויה מאוד בגימור פני השטח ההזדווגים. אנו ממליצים על אחספוס פני השטח (Ra)שֶׁל0.1 עד 0.4μmעבור הקדח או המוט של הצילינדר.

אם המשטח חלק מדי (Ra<0.1μm):סרט הסיכה אינו יכול להיווצר, מה שמוביל לאפקט שאיבה כמו-וואקום שמגביר באופן דרסטי את חיכוך הפריצה.

אם המשטח מחוספס מדי (Ra>0.4μm):פסגות משטח המתכת פועלות כמו קובץ, שוחקות במהירות את שפת האיטום וגורמות לדליפה.

יֶתֶר עַל כֵּן,קַשִׁיוּת(נמדד בשור א') ממלא תפקיד מרכזי. תרכובת קשה יותר (למשל, 85 Shore A) מציגה שטח מגע קטן יותר בלחץ, מה שבדרך כלל מפחית את החיכוך הכולל. עם זאת, זה דורש התאמת הפרעות גבוהה יותר כדי לשמור על אטימה, מה שיכול להגביר את הלחץ המקומי. בדרך כלל אנו מאזנים את הגורמים הללו על ידי מיקוד לטווח 70-80 Shore A עבור רוב היישומים הפנאומטיים.

תרחישי יישום עבור חותמות-דינמיות גבוהות

מחוונים פנאומטיים-גבוהים:חיוני לבחירת-ו-רובוטים שבהם זמני המחזור נמדדים באלפיות שניות.

אוטומציה תעשייתית זרועות רובוטיות:אטמים במפרקים ובמפעילים חייבים לספק מומנט עקבי כדי להבטיח תנועה חלקה, -כמו אנושית.

מפיצים הידראוליים/פנאומטיים-גבוהים:היכן שסליל השסתום חייב להזיז אלפי פעמים בשעה מבלי "להידבק" במצב פתוח או סגור.

שליטה באיטום דינמי אינה רק בחירת חומר; מדובר בהנדסת מערכת טריבולוגית. על ידי שילוב של חומרים מרוכבים NBR/PTFE מיוחדים עם טיפולי משטח מתקדמים כמו הלוגנציה,QINGDAO BRIGHT RUBBER & PLASTIC CO., LTDעוזר ליצרנים לבטל את אפקט ההחלקה- ולהאריך את חיי השירות של המערכות האוטומטיות שלהם.

אם קו הייצור שלך חווה תנועה לא יציבה או כשל בטרם עת באיטום, צור קשר עם צוות ההנדסה שלנו. אנו מספקים בדיקות CoF מותאמות אישית ואופטימיזציה של חומרים כדי להבטיח שהמערכות הפנאומטיות שלך פועלות בדיוק מירבי ומינימום חיכוך.