Assorbimento energetico ed efficienza tampone dei tamponi di gomma industriali

1. Deformazione elastica: assorbimento iniziale dell'energia di impatto

Quando l'impatto agisce sul Paraurti di gomma industriale Immediatamente, il corpo in gomma risponde immediatamente ed entra prima nella fase di deformazione elastica. In questa fase, il corpo in gomma è come un'unità di assorbimento di energia ben addestrata, che converte efficacemente l'energia cinetica di impatto nella propria energia potenziale elastica e la memorizza. Da un livello microscopico, i materiali di gomma sono composti da un gran numero di molecole a catena lunga. Quando non sono soggette a forze esterne, queste catene molecolari sono disordinate e relativamente sciolte e sono mantenute da forze intermolecolari deboli. Una volta colpiti, le catene molecolari iniziano a organizzare e allungarsi in modo ordinato come molle estese o compresse. La spaziatura tra le catene molecolari cambia e le catene molecolari originariamente arricciate vengono gradualmente raddrizzate o compresse. In questo processo, l'energia cinetica di impatto viene convertita nell'energia potenziale elastica delle catene molecolari. Prendendo il tampone di gomma comune come esempio, quando la vibrazione di attrezzature pesanti viene trasmessa al tampone, il corpo in gomma subisce una deformazione elastica sotto l'azione della forza di impatto, lo spessore del tampone viene immediatamente ridotto e la superficie è aumentata, proprio come una sponge spremuta, che assorbe efficacemente l'energia di impatto nell'elaborazione della catena molecolare.
Durante il processo di deformazione elastica, la catena molecolare in gomma non esegue solo un semplice movimento meccanico, ma ha anche interazioni complesse. Le catene molecolari si strofinano e scivolano l'una contro l'altra. Questo attrito e scivolamento a livello microscopico sono simili a innumerevoli piccoli "elementi del freno", che convertono parte dell'energia di impatto in energia termica e la dissipassero. Questo processo di conversione dell'energia è estremamente critico, raggiungendo la riduzione iniziale dell'energia di impatto e riducendo notevolmente la pressione del successivo processo di tampone. Secondo la ricerca pertinente, nella fase di deformazione elastica, l'attrito e lo scivolamento tra catene molecolari si basano su una base importante per il regolare funzionamento dell'attrezzatura. ​
2. Deformazione plastica: profonda dissipazione dell'energia di impatto
Con la continua applicazione dell'impatto, la deformazione elastica del corpo di gomma si avvicina gradualmente al limite e il tampone entra nella fase di deformazione plastica. La fase di deformazione in plastica è il collegamento centrale per i tamponi di gomma industriale per dimostrare la loro forte capacità di buffering. In questa fase, la catena molecolare in gomma subisce cambiamenti più drastici, dissipando ulteriormente l'energia di impatto. ​
Quando la deformazione elastica raggiunge il limite, lo stress portato dalla catena molecolare di gomma supera il suo limite elastico, la forza tra le catene molecolari viene rotta e la catena molecolare inizia a rompersi. Spinte dall'energia di impatto, queste catene molecolari rotte vengono riorganizzate e combinate. Questo processo è simile al "processo di ricombinazione molecolare" nel mondo microscopico. Le catene molecolari continuano ad assorbire l'energia di impatto durante il processo di rottura e riassemblaggio. ​
Prendi il blocco tampone di gomma nel sistema di sospensioni automobilistiche come esempio. Quando l'auto guida su una strada accidentata, la forza di impatto sulla ruota viene trasmessa al blocco tampone di gomma attraverso il sistema di sospensione. Nella fase di deformazione elastica, il blocco tampone di gomma assorbe parte dell'energia di impatto, che inizialmente allevia la vibrazione del corpo del veicolo. Mentre l'impatto continua, il blocco tampone entra nella fase di deformazione plastica. La rottura e il rimontaggio delle catene molecolari consumano ulteriormente una grande quantità di energia di impatto, garantendo che il corpo del veicolo mantenga uno stato di guida relativamente stabile in condizioni stradali complesse e fornendo un'esperienza di guida confortevole per il conducente e i passeggeri. ​
Durante il processo di deformazione plastica, la microstruttura del materiale di gomma subisce cambiamenti permanenti. La disposizione della catena molecolare originariamente regolare diventa più caotica e compatta, formando una nuova struttura stabile. Questo cambiamento strutturale consente al tampone di gomma di resistere a una maggiore forza di impatto e migliora ulteriormente la sua capacità di assorbire l'energia di impatto. I dati di ricerca mostrano che nella fase di deformazione plastica, il tampone di gomma può assorbire il 70% - 90% dell'energia di impatto rimanente, proteggendo efficacemente l'attrezzatura dai danni da impatto.
Iii. Protezione dell'equilibrio energetico e delle attrezzature durante il processo di buffering
Nell'intero processo di buffering dalla deformazione elastica alla deformazione plastica, il tampone di gomma industriale segue sempre la legge di conservazione dell'energia e realizza una conversione efficiente e l'equilibrio dell'energia di impatto. In questo processo, il tampone non solo converte l'energia cinetica di impatto in energia potenziale elastica e energia termica, ma consuma anche l'energia nel cambiamento di microstruttura attraverso la rottura e la riorganizzazione delle catene molecolari. Questo meccanismo di conversione del bilancio energetico consente alle attrezzature di disperdere rapidamente e consumare l'energia di impatto quando viene colpito, evitando danni alla struttura dell'attrezzatura e ai componenti a causa dell'eccessiva concentrazione di energia. ​
Dal punto di vista della protezione delle attrezzature, il processo di buffering del tampone di gomma industriale è come equipaggiare l'attrezzatura con una solida barriera protettiva. Nella fase di deformazione elastica, il tampone costruisce la prima linea di difesa per l'attrezzatura attraverso lo stoccaggio di energia potenziale elastica e il consumo di energia termica, riducendo l'impatto diretto dell'impatto sull'attrezzatura. Nella fase di deformazione plastica, la rottura e la riorganizzazione delle catene molecolari assorbono ulteriormente e disperde l'energia di impatto, evitando efficacemente gravi fallimenti come la deformazione e la rottura dell'attrezzatura a causa di un eccessivo impatto. ​
Durante il funzionamento della gru, quando il gancio è completamente caricato con oggetti pesanti e scende e si ferma improvvisamente, verrà generata una grande forza di impatto. In questo momento, il tampone di gomma installato nella parte fondamentale della struttura della gru ha rapidamente effetto, assorbendo prima la parte dell'energia di impatto attraverso la deformazione elastica, e quindi entrando nella fase di deformazione plastica per consumare tutta l'energia di impatto rimanente, garantendo la sicurezza strutturale della gru, evitando la deformazione strutturale e i danni componenti causati dall'impatto e assicurandosi la normale operazione della creazione e la sicurezza della vita. ​
IV. Prestazioni di buffer di gomma in diverse condizioni di lavoro
I buffer di gomma industriali mostrano evidenti differenze nelle loro prestazioni tamponanti dalla deformazione elastica alla deformazione plastica in diverse condizioni di lavoro. In condizioni con frequenza a basso impatto e piccola energia a impatto, i tamponi di gomma sono principalmente deformati elasticamente, consumando energia di impatto attraverso lo stoccaggio di energia potenziale elastica e il calore di attrito tra le catene molecolari. In questo caso, la capacità di recupero elastico dei tamponi di gomma è forte e possono comunque mantenere buone prestazioni di buffering dopo molteplici impatti. È adatto a scene con elevati requisiti per la stabilità delle attrezzature e impatti relativamente lievi, come il supporto anti-vibrazione per strumenti di precisione. ​
Tuttavia, in condizioni con una frequenza ad alto impatto e una grande energia a impatto, i tamponi di gomma devono entrare nella fase di deformazione plastica più velocemente per far fronte a impatti ad alta intensità. In questa condizione, la catena molecolare del tampone di gomma si rompe e riorganizza più velocemente e può assorbire rapidamente una grande quantità di energia di impatto. Tuttavia, poiché la deformazione plastica causerà cambiamenti permanenti nella microstruttura del materiale in gomma, le prestazioni del tampone di gomma possono gradualmente diminuire a lungo in tali condizioni e sono necessarie ispezioni e sostituzioni regolari. Ad esempio, nelle attrezzature minerarie, poiché l'attrezzatura viene spesso colpita e vibrata dal minerale, il tampone di gomma deve avere la possibilità di entrare rapidamente nella fase di deformazione plastica e assorbire efficacemente l'energia di impatto per garantire il normale funzionamento dell'attrezzatura. $