Hvorfor Gummi bruges til Vibration og Shock Isolation?

Svaret på dette spørgsmål kræver at vide nogle grundlæggende fakta om både naturlige og syntetiske gummi. Dette omfatter også at definere, hvad vi almindeligvis kalder gummi. Lord Corporation's designmonografi DM1101a (tilgængelig på forespørgsel) siger, at den "er et syntetisk eller naturligt materiale, hvis lange, spirede, højmolekylære kæder er blevet krydsbrodannet af visse kemiske ingredienser til dannelse af et netværk. Det er kendetegnet ved evnen til at acceptere og komme sig fra ekstrem deformation på 200 procent eller mere. Betegnelsen elastomer omfatter naturgummi og de mange syntetiske materialer, som har gummiagtige egenskaber. "Diagrammet nedenfor viser kemisk struktur af naturgummi, cis- polyisopren. Naturgummi består af lange kæder bestående af mindst 10.000 lignende kemiske enheder.

Billede: Kemisk struktur af naturgummi

Billede: Natural Rubber Chemical Structure

Charles Goodyear opdagede i 1839, at når gummi vulkaniseres med svovl ved 120-220 ° C, går gummimolekylerne sammen via svovlatomer, som vist i diagrammet nedenfor. Denne tværbinding skaber det molekylære netværk, som giver gummistyrken, elasticiteten og andre vigtige mekaniske egenskaber. Der er forskellige typer vulkanizater, der varierer afhængigt af typen af tværbinding, der opstår. Vulcanizater med carbon-carbon-tværbindinger har generelt højere temperaturbestandighed, mens vulkanizater med højere polysulfidiske tværbindinger er stærkere.

Billede: Vulkanisering af polyisopren

Billede: Vulkanisering af polyisopren ne

Derudover er gummier, der anvendes til industrielle og tekniske applikationer, generelt forøget med fyldstoffer, der påvirker vulkaniseringsegenskabernes egenskaber. Fyldstofferne består sædvanligvis af carbon black, og den anvendte formulering påvirker i høj grad gummiens egenskaber, såsom tåre- og slidstyrke, modul, hysterese og krybning. Der kan også tilsættes andre kemikalier, der beskytter gummi mod sollys, ozon og ilt.

Evnen til at formulere gummi med specifikke egenskaber gør det så alsidigt og nyttigt i et næsten ubegrænset antal applikationer. Navnlig naturgummi er især værdifuld som et fjedermateriale på grund af dets levetid, modstandsdygtighed, lave omkostninger, modstand over for en lang række temperaturer og evne til at binde til metaller. Naturgummi bruges i mange af vores Lord Mounts på grund af disse egenskaber og dets evne til at reducere transmissionen af både vibration og støj i barske miljøer. For eksempel kan det modstå de varme og kemikalier, der opstår i køretøjsmotorer, og dets modstandsdygtighed mod hævelse, når den nedsænkes i væsker, betyder, at den også med succes kan modstå undervandsforhold i mange år.

Dog kan selv gummi med lignende egenskaber ikke udføre det samme i ensartede miljøer. Som Lord siger i sin designlitteratur, vil en 50 durometer naturgummi fremstillet af et firma vise forskellige egenskaber end deres egen 50-durometer-naturgummi, der er sammensat for at kunne fungere korrekt med deres isolatorer. Faktisk kan selv standardmonteringer ikke være egnede, og Lord sammensætter specielle elastomerer med forskellige fjederhastigheder og dimensioner, når brugerdefinerede løsninger er nødvendige.

Men når man tænker på en forår, kommer et billede af et coiled metal normalt til at tænke på. Med stålfjedre er der et lineært forhold mellem kraften og afbøjningen (tænk op og ned bevægelse af en masse suspenderet fra en metalfjeder). Gummifjedre kan imidlertid konstrueres for at give forskellig stivhed i ikke-lineære retninger. Skærekræfter som friktion opstår, når to modstående sider af materialet oplever kræfter i modsatte retninger, som vist i diagrammet nedenfor. Forskydningsmodulet beskriver, hvordan et materiale reagerer på denne type stress og er defineret som forholdet mellem forskydningsspænding og forskydningsbelastning udtrykt i gigapascals (GPa). For at sætte dette i perspektiv kan en fyldt gummi med 2% stamme have et forskydningsmodul på 0,0003 GPa mod 79,9 GPa for strukturelt stål. Hvad disse tal fortæller os er, at gummi kan strækkes meget mere end stål før det permanent deformeres.

Billede: Skærekræfter

Billede: Skærekræfter

Andre vigtige fordele ved gummi over stål er, at det er let at håndtere og installere, energilagringskapacitet og evne til at omdanne noget energi til at varme, når det afbøjes. Sidstnævnte karakteristiske kaldes hysterese, og det er grunden til, at varmen ikke opbygges i gummi i det omfang det gør det i metaller. Naturgummi uden fyldstoffer udviser meget lidt hysterese, og som følge heraf giver det energiudslip eller dæmpning i et system, der udsættes for vibrationskræfter. Takeaway er, at i modsætning til stål har gummi nogle iboende dæmpningsevne.

Diskussionen ovenfor skal gøre det klart, hvorfor gummi er så værdifuld i vibrationsisolering. Men det giver bare nogle nøglepunkter på et meget komplekst emne. Det er vigtigt at huske på at plukning af den forkerte montering rent faktisk kan gøre vibrationer værre, end hvis der slet ikke var nogen mount. Vi anbefaler at overveje vibrationskontrolstrategier tidligt i produktdesignprocessen og rådføre sig med ingeniør ved valg af materialer og monteringer. Vi anbefaler også at arbejde med en topproducent som Lord Corporation, som har omfattende faciliteter og tekniske ressourcer til at udføre produkt-, materiale- og prototypeprøvning under virkelige forhold. http://www.svks-rubberseal.com/oem/metal-buffer-type-at.html