Tihendi huule geomeetria füüsika: ümarate ja teravate servadega disainid

Olete kunagi mõelnud, miks kaks identse siseläbimõõdu ja rõhuga pneumaatilist silindrit võivad käituda nii erinevalt? Üks liigub sujuvalt, teine aga takerdub või kulub enneaegselt. Võite süüdistada määrdeainet või pinna viimistlust, kuid saladus peitub sageli tihendi serva mikroskoopilises kujus. See on võitlus tiheda tihenduse ja sujuva libisemise vahel. 🧐

Tihendi huule geomeetria füüsika võib kokku võtta järgmiselt kontaktstress¹ juhtimine. Teravad servad tekitavad suure kohaliku surve, mis puhastab pinnad, samas kui ümarad (ümarad) servad soodustavad hüdrodünaamiline õlikilp² mis vähendab hõõrdumist ja pikendab eluiga.

Hiljuti töötasin koos Davidiga, kes on hooldusjuht ühes suures tekstiilivabrikus Lõuna-Carolina osariigis. Ta oli silmitsi õudusunenäoga: puuvillakiud pääsesid läbi tema silindritihendite, segunesid määrdega ja muutusid betoonitaoliseks pastaks, mis hävitas tema ajamid. Ta kasutas “sujuvalt libisevat” ümarat tihendit, kuigi tegelikult vajas “teravat” lahendust. Vaatame, milline on selle taga peituv teadus. 🧵

Sisukord

• Kuidas erineb kontaktpinge kahe kuju vahel?
• Millal on teravate servadega disain absoluutselt vajalik?
• Miks eelistatakse siledaks liikumiseks ümarate servadega huuled?
• Kokkuvõte
• Korduma kippuvad küsimused tihendi huule geomeetria kohta

Kuidas erineb kontaktpinge kahe kuju vahel?

Et mõista, miks tihendid lekivad või kuluvad, peame vaatama rõhuprofiili kohas, kus kummi puutub kokku metalliga.

Teravad servad tekitavad järsu ja intensiivse kontaktsurve tõusu, mis lõikab läbi. vedelikukiled³, samas kui ümarad servad jaotavad jõu suuremale alale, võimaldades määrdekihi tekkimist.

Rõhu tõus

Kujutage ette, et lõikate steiki. Terava noaga (terava tihendiga) on lõikamiseks vaja vähem jõudu, sest otsa surve on väga suur.
*   Terav serv: Loob barjääri, mida vedelik ei saa kergesti läbida. See loob “kuiva” kontaktala.
*   Kumer serv: Kõverus toimib nagu suuski, võimaldades tihendil sõita üles mikroskoopilise õlikile peale.

Kell Bepto pneumaatika, kujundame hoolikalt meie asenduskomplektide huule geomeetriat. Me ei kopeeri lihtsalt kuju, vaid analüüsime ka selle kavandatud funktsiooni. Kõrgsurve hoidmiseks on see kontaktpiik väga oluline.

Millal on teravate servadega disain absoluutselt vajalik?

On olemas spetsiifilised keskkonnad, kus “sile” on tegelikult “halb”. Kui teie keskkond on määrdunud, on ümarate servadega tihend saastumisele avatud uks.

Teravad servad on olulised määrdunud keskkondades, kuna need toimivad kraapijatena, eemaldades varrastelt prahi, et see ei satuks silindri korpusesse.

Davidi tekstiilivabriku lahendus

Tagasi Davidi juurde Lõuna-Carolinasse. Tema ümarate servadega tihendid võimaldasid puuvillakiududel koos õlikihiga otse huule alla libiseda.
*   Probleem: “Hüdrodünaamiline kiil”, mis muudab ümarate tihendite pinnad siledaks, imes samuti mustust sisse.
*   Bepto Fix: Me varustasime teda Bepto asendusballooniga, millel oli kahehuuleline klaasipuhasti agressiivse, terava esiservaga.
*   Tulemus: Terav serv toimis nagu klaasipuhasti, kraapides varras iga tagasitõmbe liigutuse ajal puhtaks. Tema ebaõnnestumiste määr langes üleöö 80% võrra.

Võrdlustabel

Miks eelistatakse siledaks liikumiseks ümarate servadega huuled?

Kui teravad servad sulgevad nii hästi, miks me neid siis kõikjal ei kasuta? Sest hõõrdumine on efektiivsuse vaenlane.

Kumerad servad hõlbustavad hüdrodünaamilise kile tekkimist isegi madalamatel kiirustel, vähendades oluliselt hõõrdetegur⁴ ja vältida kardetavat “stick-slip⁵” nähtus.

Hüdrodünaamiline kiil

Mõelge rehvi vesiliuglemisele märjal teel. Auto jaoks on see ohtlik. Silindri jaoks on see ideaalne.
*   Mehhanism: Ümar sisselaskenurk suunab määrdeaine tihendi alla.
*   Eelis: Tihend ujub õli peal, vähendades kuumust ja kulumist.

Robootika või skaneerimisseadmete puhul, kus sujuv ja värinavaba liikumine on ülimalt oluline, võib terav tihend põhjustada takistusi. Sellistel juhtudel soovitame meie madala hõõrdumisega, ümarate profiilidega tihendeid. Need võivad aja jooksul pisut õli eritada, kuid liikumise kontroll on veatu. 🌊

Kokkuvõte

Ümardatud ja terava serva vahel valimine ei ole seotud kvaliteediga, vaid füüsika ja rakendusega. Kas soovite hoida mustust eemal (terav) või vajate sujuvat, madala hõõrdumisega liikumist (ümardatud)?

Kell Bepto pneumaatika, Teame, et ühtset lahendust kõigile ei ole olemas. Seetõttu on meie varuosad konstrueeritud spetsiaalselt teie keskkonnale sobiva geomeetriaga, et ületada originaalvaruosade omadused. Ärge laske valel huulekujul oma tootmist peatada. 🚀

Korduma kippuvad küsimused tihendi huule geomeetria kohta