Įvadas
Pneumatinių cilindrų sandarikliai puikiai veikia kambario temperatūroje - kol neateina žiema ir staiga neatsiranda nesandarumų, nepastovus judėjimas ir gamybos sustabdymas. Kaltas ne nusidėvėjimas ar užterštumas, o pagrindinė medžiagos savybė, į kurią dauguma inžinierių niekada neatsižvelgia: stiklėjimo temperatūra1. Kai sandarikliai atšąla žemiau savo Tg, jie iš lanksčios gumos virsta kieta, trapia plastmasė.
Stiklo perėjimo temperatūra (Tg) yra kritinė temperatūra, kai elastomeras2 sandarikliai pereina iš guminės, lanksčios būsenos į kietą, stiklinę būseną, paprastai nuo -70 °C iki -10 °C, priklausomai nuo polimero sudėties. Žemiau Tg sandarikliai praranda 80–95% savo elastingumo, negali išlaikyti sąlyčio slėgio su sandarinimo paviršiais ir tampa linkę įtrūkti bei nuolat deformuotis, dėl to nedelsiant sugenda sandarikliai ir atsiranda sistemos nuotėkis, nepriklausomai nuo sandariklių būklės ar amžiaus.
Niekada nepamiršiu skubaus skambučio iš Danielio, automobilių dalių gamyklos vadovo Minesotoje. Jo gamybos linija aštuonis mėnesius veikė be sutrikimų, bet staiga visiškai sugedo sausio mėnesio šalčio bangos metu, kai nešildomoje sandėlio patalpoje temperatūra nukrito iki -15 °C. Visi linijos pneumatiniai cilindrai praleido. Problema? Jo OEM tiekėjas buvo įrengęs standartinius NBR sandariklius su Tg -25 °C, tačiau dėl greito oro plėtimosi sandarikliai buvo veikiami vietinės temperatūros, žemesnės nei -30 °C. Mes juos pakeitėme Bepto žemos temperatūros poliuretano sandarikliais (Tg -55 °C), ir jis jau trejus metus neturėjo gedimų dėl šalto oro.
Turinys
- Kas yra stiklo perėjimo temperatūra ir kodėl ji svarbi sandarikliams?
- Kaip skirtingos elastomerinės medžiagos palyginamos pagal jų savybes esant žemai temperatūrai?
- Kokie yra įspėjamieji ženklai, kad jūsų sandarikliai veikia artimi savo Tg?
- Kaip pasirinkti tinkamą sandariklio medžiagą jūsų temperatūros diapazonui?
Kas yra stiklo perėjimo temperatūra ir kodėl ji svarbi sandarikliams?
Tg nėra tik dar viena specifikacija - tai riba tarp veikimo ir gedimo. ️
Stiklėjimo temperatūra atspindi molekulinio judrumo ribą, kai polimerų grandinės praranda kinetinę energiją, reikalingą slysti viena pro kitą, ir iš klampios, elastingos būsenos pereina į kietą, trapų būseną. Šis fazės pokytis vyksta 10–20 °C temperatūros intervale, o ne vienoje temperatūros taškoje, todėl sandarikliai palaipsniui praranda elastingumą, o jų kietumas padidėja 30–50 %. Krantas A3 taškus ir nesukuria pakankamos kontaktinės jėgos, kad išlaikytų slėgio barjerus, todėl net ir esant nuliniam nusidėvėjimui ar pažeidimams iš karto atsiranda nuotėkis.
Molekulinis mechanizmas
Molekulinio lygio elastomerai yra ilgos polimerų grandinės su silpnais ryšiais tarp grandinių. Virš Tg šios grandinės turi pakankamai šiluminės energijos judėti, suktis ir slysti viena pro kitą – tai suteikia gumai lankstumą ir atmintį.
Temperatūrai artėjant prie Tg, molekulinis judėjimas smarkiai sulėtėja. Polimerinės grandinės pradeda “užšalti” vietoje, prarandamos jų gebėjimas deformuotis ir atsigauti. Žemiau Tg medžiaga elgiasi kaip stiklas ar kietas plastikas, o ne kaip guma.
Kodėl ruoniai yra ypač pažeidžiami
Pneumatinio cilindro sandarikliai priklauso nuo trijų svarbių savybių, kurios visos išnyksta esant Tg:
1. Atitiktis: Gebėjimas deformuotis ir prisitaikyti prie mikroskopinių paviršiaus nelygumų
2. Atsparumas: Gebėjimas atkurti pradinę formą po suspaudimo
3. Kontaktinė jėga: Gebėjimas išlaikyti slėgį prieš sandarinimo paviršius
Kai sandariklis pasiekia žemesnę nei Tg temperatūrą, jis nebegali atlikti nė vienos iš šių funkcijų. Sandariklis tampa nelanksčiu žiedu, kuris negali prisitaikyti prie strypo ar skylės paviršiaus, todėl susidaro nuotėkio keliai.
Pereinamoji zona
Stiklo perėjimas neįvyksta akimirksniu esant vienai temperatūrai. Vietoj to, yra perėjimo zona, paprastai apimanti 15–25 °C:
| Temperatūra, palyginti su Tg | Ruonių elgsena | Poveikis našumui |
|---|---|---|
| Tg + 40 °C arba aukštesnė | Visiškai guminis, optimalus lankstumas | 100% sandarinimo charakteristikos |
| Tg + 20 °C iki Tg + 40 °C | Įprastas veikimas | 95-100% našumas |
| Tg + 10 °C iki Tg + 20 °C | Juntamas nežymus sustandėjimas | 85-95% našumas |
| Tg iki Tg + 10 °C | Pradeda smarkiai kietėti | 60-85% našumas |
| Tg – nuo 10 °C iki Tg | Pereinamoji zona, greitas turto praradimas | 20-60% našumas |
| Žemiau Tg – 10 °C | Visiškai stiklinis, trapus | 0-20% veikimas, tikėtinas gedimas |
Štai kodėl sandariklių gamintojai nurodo “mažiausią eksploatavimo temperatūrą”, kuri paprastai yra 10–20 °C aukštesnė už faktinę Tg, kad sandarikliai eksploatavimo metu nebūtų pereinamojoje zonoje.
Realaus pasaulio temperatūros aspektai
„Bepto“ padedame klientams suprasti, kad darbo temperatūra nėra tik aplinkos oro temperatūra. Keletas veiksnių gali sukurti lokalias šaltas vietas:
- Džoulio-Tomsono efektas4: Greitas oro išsiplėtimas cilindro išsiplėtimo metu gali sumažinti sandariklio temperatūrą 15–30 °C žemiau aplinkos temperatūros.
- Įrengimas lauke: Nakties temperatūra arba žiemos sąlygos
- Šaldomos aplinkos: Šaldymo sandėliai, maisto perdirbimas
- Kriogeninis artumas: Įranga šalia skysto azoto arba CO₂ sistemų
Dirbau maisto perdirbimo įmonėje Kanadoje, kur aplinkos temperatūra buvo +5 °C, tačiau dėl greito oro plėtimosi greitai veikiant cilindrams sandariklių vietose susidarydavo -20 °C temperatūra. Standartiniai NBR sandarikliai gedo kas savaitę, kol mes pasirinkome žemos Tg fluoroelastomerinius sandariklius.
Kaip skirtingos elastomerinės medžiagos palyginamos pagal jų savybes esant žemai temperatūrai?
Nukritus temperatūrai ne visos gumos yra vienodos.
Paprasti sandariklių elastomerai pasižymi labai skirtingomis stiklėjimo temperatūromis: NBR (nitrilo) temperatūra svyruoja nuo -25 °C iki -40 °C, priklausomai nuo akrilonitrilo kiekio, poliuretano (PU) – nuo -40 °C iki -60 °C, fluoroelastomerų (FKM) – paprastai nuo -15 °C iki -25 °C, o specializuoti silikono junginiai gali veikti nuo -70 °C iki -100 °C. Renkantis medžiagą reikia suderinti žemos temperatūros savybes su kitais reikalavimais, pvz., atsparumu dilimui, cheminiu suderinamumu ir kaina, nes nė vienas elastomeras neturi visų geriausių savybių.
Elastomerų veikimo palyginimas
| Elastomeras | Stiklo perėjimo temperatūra (Tg) | Praktinė minimali temperatūra | Atsparumas dėvėjimuisi | Atsparumas cheminėms medžiagoms | Santykinės išlaidos |
|---|---|---|---|---|---|
| NBR (nitrilo) standartas | nuo -25 °C iki -30 °C | nuo -15 °C iki -20 °C | Puikus | Geras (aliejai, degalai) | $ (bazinis lygis) |
| NBR mažas ACN | nuo -35 °C iki -40 °C | nuo -25 °C iki -30 °C | Labai geras | Vidutinio sunkumo | $$ |
| Poliuretanas (PU) | nuo -40 °C iki -55 °C | nuo -30 °C iki -45 °C | Išskirtinis | Vidutinio sunkumo | $$ |
| FKM (Vitonas) | nuo -15 °C iki -25 °C | nuo -5 °C iki -15 °C | Puikus | Išskirtinis | $$$$ |
| Silikonas (VMQ) | nuo -70 °C iki -100 °C | nuo -60 °C iki -90 °C | Prastas | Prastas | $$$ |
| EPDM | nuo -45 °C iki -55 °C | nuo -35 °C iki -45 °C | Geras | Puikus (vanduo, garai) | $$ |
Medžiagų pasirinkimo kompromisai
NBR (nitrilo butadieno kaučiukas): NBR yra pneumatinės sandariklių darbo arklys, pasižymintis puikiu atsparumu dilimui ir suderinamumu su alyva už priimtiną kainą. Tačiau standartiniai NBR tipai turi ribotas savybes esant žemai temperatūrai. Akrilonitrilo (ACN) kiekis lemia savybes – didelis ACN kiekis pagerina atsparumą alyvai, bet padidina Tg (blogesnės savybės esant žemai temperatūrai), o mažas ACN kiekis pagerina lankstumą esant žemai temperatūrai, bet sumažina atsparumą alyvai.
Poliuretanas (PU): Mano rekomendacija, kai reikalingas atsparumas dilimui ir veikimas žemoje temperatūroje. Poliuretano sandarikliai Bepto be strypų cilindruose reguliariai pasiekia 5–8 milijonus ciklų, kai NBR žlunga po 2–3 milijonų ciklų. Žemesnė Tg (-40 °C iki -55 °C) užtikrina puikų patikimumą šaltu oru.
Fluoroelastomerai (FKM/Viton): Išskirtinis atsparumas cheminėms medžiagoms ir aukštai temperatūrai, tačiau prastas atsparumas žemai temperatūrai. FKM yra netinkamas pasirinkimas šaltam klimatui, nebent naudojate specialias žemos temperatūros rūšis, kurios kainuoja 5–6 kartus daugiau nei standartinės sandarikliai.
Silikonas (VMQ): Nepakartojamas veikimas žemoje temperatūroje iki -70 °C ar žemesnėje, tačiau labai prastas atsparumas nusidėvėjimui. Silikoninės sandarikliai nusidėvi 5–10 kartų greičiau nei poliuretano sandarikliai pneumatinėse sistemose. Silikoną naudokite tik tuomet, kai pagrindinis rūpestis yra ekstremalus šaltis, o ciklų skaičius yra mažas.
Rekomendacijos dėl konkrečių programų
Neseniai konsultavausi su Patricia, kuri vadovauja mobiliosios įrangos gamintojui Albertoje, Kanadoje. Jos hidrauliniai cilindrai turėjo veikti -40 °C temperatūroje žiemą. Standartiniai NBR sandarikliai neveikė šalto paleidimo metu, dėl to įranga neveikė ir klientai skundėsi.
Mes pateikėme “Bepto” cilindrus su specialiai pagamintais žemos temperatūros poliuretano sandarikliais (Tg -55 °C) ir EPDM atsarginiais žiedais (Tg -50 °C). Dabar įranga patikimai veikia Kanados žiemos sąlygomis be su sandarikliais susijusių gedimų. Svarbiausia buvo suderinti sandariklio medžiagos Tg su faktiniu darbo temperatūros diapazonu, o ne tik pasirinkti „standartinius“ sandariklius.
„Bepto“ medžiagų atrankos procesas
Kai klientai kreipiasi į mus dėl be strypo cilindrų pakeitimo, mes užduodame konkrečius klausimus:
- Kokia yra žemiausia aplinkos temperatūra eksploatacijos metu?
- Ar balionai montuojami patalpose ar lauke?
- Koks yra tipinis ciklo greitis? (įtakoja Džoulio-Tomsono aušinimą)
- Kokie skysčiai ar cheminės medžiagos liečiasi su sandarikliais?
- Koks numatomas tarnavimo laikas?
Remiantis šiais atsakymais, rekomenduojame sandarinimo medžiagas, kurios užtikrina 20–30 °C saugos atsargą žemiau žemiausios numatytos temperatūros. Šis konsultacinis požiūris yra priežastis, kodėl mūsų cilindrai pasiekia 40–60% ilgesnį sandarinimo tarnavimo laiką nei įprasti OEM pakaitalai.
Kokie yra įspėjamieji ženklai, kad jūsų sandarikliai veikia artimi savo Tg?
Ankstyvas aptikimas padeda išvengti katastrofiškų gedimų.
Su temperatūra susijęs sandariklio susidėvėjimas pasireiškia padidėjusia atitrūkimo jėga šalto paleidimo metu, laikinu nuotėkiu, kuris sustabdomas įrangai įšilus, sandariklio paviršiaus įtrūkimais arba radialiniais įtrūkimais, nuolatiniu suspaudimu po šalto poveikio ir nereguliariais cilindro judesiais pradinių ciklų metu, kurie išsilygina po 5–10 minučių veikimo. Šie simptomai rodo, kad sandarikliai patenka į stiklo perėjimo zoną arba ją kerta ir reikalauja nedelsiamo medžiagos atnaujinimo, kad būtų išvengta visiško gedimo.
Šalto paleidimo simptomai
Akivaizdžiausias požymis yra “ryto negalavimas” – cilindrai, kurie dieną veikia gerai, bet šaltu varikliu užvedus užstrigsta arba praleidžia:
Pernelyg didelė atitrūkimo jėga: Per naktį sustandėjęs sandarikliai reikalauja daug didesnio slėgio, kad pradėtų judėti. Operatoriai gali pranešti, kad cilindrai pirmuoju smūgiu “trūkčioja” arba “šokinėja”.
Pradinis nuotėkis: Per pirmuosius kelis ciklus oras prasiskverbia pro sandariklius, vėliau sandarumas pagerėja, nes trintis sukuria šilumą ir pašildo sandariklius iki Tg temperatūros.
Nenuosekli padėtis: Be strypo cilindrai šalto paleidimo metu gali rodyti 2–5 mm padėties paklaidas, kurios išnyksta po įšilimo.
Fizinės apžiūros rodikliai
Kai nuimsite plombas patikrinimui, ieškokite šių požymių:
Radialinis įtrūkimas: Smulkūs įtrūkimai, išsiskiriantys iš vidinio sandariklio skersmens, rodo pakartotinius stiklo perėjimo ciklus. Sandariklis yra veikiami įtempių, esant trapiam jo būsenai.
Suspaudimo rinkinys5: Plombos, kurios po pašalinimo negrįžta į savo pradinį skerspjūvį, yra patyrusios nuolatinę deformaciją, dažnai dėl suspaudimo esant žemiau Tg.
Paviršiaus glazūravimas: Blizgus, kietas paviršius, o ne įprastas matinis guminis paviršius rodo, kad sandariklis buvo stiklo būsenoje.
Trapus kraštai: Kraštai, kurie skyla arba pleiskanoja, o ne lūžta lygiai, rodo elastingumo praradimą.
Našumo mažėjimo modeliai
| Laikotarpis | Simptomas | Sunkumas | Reikalingi veiksmai |
|---|---|---|---|
| 1-4 savaitė | Šiek tiek padidėjo šalto paleidimo atitrūkimo jėga | Nedidelės apimties | Stebėkite, apsvarstykite atnaujinimą |
| 4–12 savaitė | Pastebimas rytinis šlapimo nelaikymas, pagerėja po apšilimo | Vidutinio sunkumo | Planuokite sandariklių keitimą |
| 12–24 savaitė | Nuolatinis nuotėkis, netolygus judėjimas, matomi sandariklio pažeidimai | Sunkus | Nedelsiant pakeisti medžiaga su žemu Tg |
| 24 savaitė ir daugiau | Visiškas sandarumo gedimas, sistema neveikia | Kritinis | Avarinis keitimas, pagrindinės priežasties tyrimas |
Temperatūros stebėjimo strategijos
Jei įtariate, kad yra su temperatūra susijusių sandarumo problemų, įdiekite stebėjimo sistemą:
Paviršiaus temperatūros matavimas: Naudokite infraraudonųjų spindulių termometrus, kad išmatuotumėte faktinę sandariklio temperatūrą darbo metu. Galite aptikti lokalias šaltas vietas, kurių temperatūra yra 10–20 °C žemesnė už aplinkos temperatūrą.
Sezoninis koreliacija: Stebėkite sandariklių gedimų dažnį pagal sezoną. Jei gedimų skaičius padidėja žiemos mėnesiais, tikėtina, kad kaltininkas yra Tg.
Ciklo greičio bandymas: Paleiskite cilindrus skirtingais greičiais ir išmatuokite atitrūkimo jėgą. Greitesni ciklai sukuria didesnį Joule-Thomson aušinimą – jei atitrūkimo jėga didėja su greičiu, problema yra temperatūra.
Kaip pasirinkti tinkamą sandariklio medžiagą jūsų temperatūros diapazonui?
Tinkama specifikacija užkerta kelią problemoms dar joms neprasidėjus.
Norint pasirinkti veiksmingą sandariklio medžiagą, reikia apskaičiuoti žemiausią numatomą darbo temperatūrą, įskaitant saugos atsargas oro plėtimosi aušinimui (atimti 15–25 °C iš aplinkos temperatūros), tada pasirinkti elastomerą, kurio Tg yra mažiausiai 20–30 °C žemesnis už tą minimalią temperatūrą, tuo pačiu užtikrinant, kad medžiaga atitiktų kitus reikalavimus dėl slėgio, atsparumo dilimui ir cheminio suderinamumo. Kritinėms taikymo sritims nurodykite sandariklius, išbandytus pagal ISO 3384 standartą dėl suspaudimo žemos temperatūros sąlygomis ir pagal ISO 1431 standartą dėl atsparumo ozonui.
Atrankos procesas
1 etapas: Nustatykite faktinį darbo temperatūros diapazoną
Nenaudokite tik aplinkos temperatūros. Apskaičiuokite blogiausią scenarijų:
- Minimali aplinkos temperatūra: ___°C
- Džoulio-Tomsono aušinimo efektas: nuo -15 °C iki -25 °C (priklausomai nuo ciklo greičio)
- Saugos atsarga: -10 °C
- Minimali sandariklio temperatūra = aplinkos temperatūra – 25 °C – 10 °C
2 etapas: pasirinkite elastomerą su tinkamu Tg atsarga
Pasirinkite medžiagą, kurios Tg yra mažiausiai 20–30 °C žemesnė už minimalią sandarinimo temperatūrą:
- Jei minimali sandariklio temperatūra = -30 °C, pasirinkite elastomerą, kurio Tg ≤ -50 °C.
- Tai užtikrina, kad sandarikliai eksploatacijos metu išliktų gerokai virš pereinamosios zonos.
3 žingsnis: Patikrinkite kitus reikalavimus
Patvirtinkite, kad pasirinktas medžiagas atitinka:
- Slėgio vertė (paprastai 10–16 barų pneumatinėms sistemoms)
- Atsparumas dilimui (>5 milijonai ciklų greitųjų taikymų atveju)
- Cheminis suderinamumas (aliejai, tepalai, valymo priemonės)
- Kietumas (70–90 Shore A daugumai pneumatinės sandariklių)
„Bepto“ temperatūrai optimizuotos sandarinimo galimybės
Siūlome tris standartinius sandariklių rinkinius skirtingiems temperatūrų diapazonams:
Standartinis temperatūros paketas (nuo -15 °C iki +80 °C):
- NBR sandarikliai (Tg -30 °C)
- Tinka klimatizuotoms patalpoms
- Ekonomiškiausias variantas
- 5–7 metų tipinis tarnavimo laikas
Išplėstinis temperatūros paketas (nuo -35 °C iki +90 °C):
- Poliuretano sandarikliai (Tg -50 °C)
- Rekomenduojama lauko įrenginiams, mobiliajai įrangai
- 15-20% priemoka už standartą
- 8–12 metų tipinis tarnavimo laikas
Ekstremalių temperatūrų paketas (nuo -50 °C iki +100 °C):
- Žemos temperatūros poliuretano arba EPDM sandarikliai (Tg -60 °C)
- Reikalingas arktinėms sąlygoms, dideliems aukščiams, kriogeninei aplinkai
- 30-40% priemoka už standartą
- 10–15 metų tarnavimo laikas ekstremaliomis sąlygomis
Individualūs medžiagų sprendimai
Specializuotoms reikmėms galime tiekti arba kurti individualius sandariklių mišinius. Neseniai dirbau su aviacijos antžeminės įrangos gamintoju, kuriam reikėjo sandariklių, veikiančių nuo -55 °C iki +120 °C temperatūroje ir suderinamų su reaktyviniu kuru. Sukūrėme individualų fluorosilikono mišinį, kuris atitiko visus reikalavimus, tačiau kainavo 6 kartus brangiau nei standartiniai sandarikliai. Esmė ta, kad jei esate pasirengę tinkamai investuoti, sprendimai egzistuoja bet kokiam temperatūrų diapazonui.
Įrengimo ir įsisavinimo aspektai
Net ir geriausia sandarinimo medžiaga gali būti neveiksminga, jei ji yra netinkamai sumontuota arba sugadinta:
Šaltas montavimas: Niekada nemontuokite sandariklių, kai jų temperatūra yra žemesnė nei 0 °C – jie yra pernelyg kieti ir gali būti pažeisti montavimo metu. Pirmiausia pašildykite sandariklius iki kambario temperatūros.
Įsilaužimo procedūra: Nauji sandarikliai turi būti palaipsniui įdirbami. Prieš pradedant dirbti visu greičiu, atlikite 20–30 ciklų sumažintu greičiu ir slėgiu, kad sandarikliai prisitaikytų prie paviršių.
Tepimas: Tinkamas tepimas yra dar svarbesnis esant žemai temperatūrai. Naudokite žemos temperatūros tepalus (NLGI 0 arba 1 klasės), kurie išlieka skysti esant temperatūrai žemiau 0 °C.
Išvada
Stiklo perėjimo temperatūra nėra neaiški akademinė sąvoka - tai praktinė specifikacija, nuo kurios priklauso, ar jūsų cilindrų sandarikliai patikimai veiks faktiniame darbinės temperatūros diapazone. Suprasdami Tg, galėsite nurodyti sandariklius, kurie užtikrins pastovų veikimą nepriklausomai nuo aplinkos sąlygų. ️
Dažnai užduodami klausimai apie cilindrinių sandariklių stiklėjimo temperatūrą
Klausimas: Ar sandarikliai gali atsigauti po to, kai buvo eksploatuojami žemiau jų stiklėjimo temperatūros?
Sandarikliai gali iš dalies atsigauti, jei poveikis buvo trumpas ir nebuvo padaryta fizinė žala, tačiau pakartotinis ciklas žemiau Tg sukelia kaupiamąją žalą, įskaitant mikroįtrūkimus, suspaudimo deformaciją ir molekulinės grandinės lūžius, kurie yra negrįžtami. Sandariklis, kuris buvo daug kartų žemiau Tg, gali atrodyti normalus, bet jo tarnavimo laikas bus žymiai sutrumpintas – paprastai iki 40–60 % pradinio numatyto tarnavimo laiko. Jei esate patyrę veikimą žemiau Tg, sandariklius pakeiskite prevenciškai, o ne laukite gedimo.
Klausimas: Ar stiklo perėjimo temperatūra keičiasi, kai sandarikliai sensta?
Taip, Tg palaipsniui didėja (pasislinksta į aukštesnes temperatūras), nes elastomerai sensta dėl oksidacijos, kryžminio susiejimo pokyčių ir plastifikatoriaus praradimo. Sandariklis, kurio pradinė Tg yra -40 °C, po 5 metų eksploatacijos gali pasislinkti į -35 °C, sumažindamas jo atsparumą žemai temperatūrai. Štai kodėl sandarikliai, kurie nauji tinkamai veikė šaltomis sąlygomis, po kelerių metų gali pradėti gedti – pasikeitė medžiagos savybės. UV spinduliai, ozonas ir aukšta temperatūra pagreitina šį senėjimo procesą.
Klausimas: Kaip suspausto oro slėgis veikia stiklo perėjimo temperatūrą?
Slėgis turi minimalų tiesioginį poveikį Tg (paprastai <2 °C pokytis per 100 barų), tačiau slėgis smarkiai veikia sandariklio temperatūrą dėl Joule-Thomson efekto greito išsiplėtimo metu. Didesnis darbinis slėgis sukelia didesnį temperatūros kritimą cilindro išsiplėtimo metu – sistema, veikianti 10 bar slėgiu, gali atvėsti 15 °C, o ta pati sistema, veikianti 8 bar slėgiu, gali atvėsti tik 10 °C. Todėl greitai veikiančioms, aukšto slėgio sistemoms reikalingos žemesnės Tg sandarinimo medžiagos nei lėtai veikiančioms, žemo slėgio sistemoms esant tai pačiai aplinkos temperatūrai.
Klausimas: Ar yra kokių nors priedų ar apdorojimo būdų, kurie gali sumažinti sandariklio stiklėjimo temperatūrą?
Plastifikatoriai gali būti pridedami prie elastomerų junginių, kad sumažintų Tg 5–15 °C, tačiau jie turi reikšmingų trūkumų: plastifikatoriai laikui bėgant išsiskiria (ypač esant aukštai temperatūrai), sumažindami naudą; jie gali užteršti pneumatinę sistemą; ir paprastai sumažina atsparumą dilimui bei mechaninį stiprumą. „Bepto“ mes teikiame pirmenybę baziniams polimerams, kurių Tg yra iš prigimties žemas, o ne plastifikatoriams. Kritinėms taikymo sritims mes nurodome plastifikatorių neturinčius junginius, kurie išlaiko pastovias savybes per visą jų tarnavimo laiką.
Klausimas: Kodėl sandariklių gamintojai nurodo kitokias minimalias temperatūros charakteristikas nei stiklo perėjimo temperatūra?
Minimali eksploatavimo temperatūra visada yra aukštesnė (šiltesnė) nei faktinė Tg, nes sandarikliai turi veikti gerokai viršijant stiklėjimo temperatūrą, kad išlaikytų tinkamą lankstumą ir sandarumo jėgą. Gamintojai paprastai nustato minimalią eksploatavimo temperatūrą nuo Tg + 15 °C iki Tg + 25 °C, kad sandarikliai išliktų visiškai guminiai su saugos atsarga. Pavyzdžiui, poliuretano sandariklis, kurio Tg yra -50 °C, gali būti priskirtas minimalios eksploatavimo temperatūros -30 °C kategorijai. Sistemas visada projektuokite pagal minimalią eksploatavimo temperatūrą, o ne pagal Tg vertę.
-
Sužinokite daugiau apie fizikinius principus ir mokslinį polimerų stiklėjimo temperatūros apibrėžimą. ↩
-
Atraskite įvairias elastomerinių medžiagų klasifikacijas ir inžinerines savybes. ↩
-
Suprasti Shore Kietumo skalė, naudojama minkštų plastikų ir gumos kietumui matuoti. ↩
-
Išnagrinėkite Džoulio-Tomsono efekto termodinaminius principus ir jo aušinimo poveikį. ↩
-
Perskaitykite išsamų vadovą apie suspaudimo rinkinį ir jo poveikį sandariklio patikimumui ir veikimui. ↩
