Облегченная конструкция меняет подход к интеграции резинометаллических компонентов.

Анализ траекторий нагрузки для более тонких несущих конструкций, смешанных материалов и склеенных эластомеров в современных транспортных средствах и оборудовании.

Корпус стал тоньше для экономии массы. Следующий прототип протекал между двумя болтами, несмотря на то, что уплотнительный шов и момент затяжки остались неизменными. Удалённый металл также снизил жёсткость фланца, поэтому соединение локально размыкалось во время циклов давления и температуры.

Для создания легких резинометаллических компонентов необходимо учитывать направление нагрузки. Замена стали на алюминий, магний, пластик или композитные материалы изменяет изгиб, термическое расширение, химический состав поверхности и коррозионное поведение. Резина не может компенсировать все эти последствия, становясь мягче или выше.

Между машиной и полом

Опоры и амортизаторы служат для поглощения вибрации, ударов и энергии в конце хода. Если скорость движения увеличивается, это может либо сместить возмущающую частоту, либо просто увеличить энергию удара. Деталь, используемая для определенной скорости вращения станка, вероятно, больше не сможет работать в том же диапазоне частот после модернизации станка.

Спрос на резиновые детали на рынке автоматизации будет основываться не только на новом оборудовании. Он также будет включать в себя модернизацию и замену. Новые датчики, устанавливаемые в рамках дооснащения, большие полезные нагрузки и быстрые процессы могут изменять нагрузку, температуру или химическое воздействие на ранее установленные резиновые детали.

Для настройки требуется стабильный ввод.

Слово «на заказ» не следует понимать как неопределенное. Необходимо зафиксировать геометрию сопряжения, усилие или давление, траекторию движения, условия окружающей среды, срок службы, метод сборки и пределы контроля. Эти параметры предоставляют поставщику выбор: уникальная геометрия, повышающая ценность, или стандартное уплотнение, обеспечивающее большую безопасность.

Например, уплотнения в системах промышленной автоматизации должны соответствовать нормальным и аварийным условиям эксплуатации. Такие условия, как аварийные остановки, утечка воздуха, заклинивание, очистка и длительные периоды простоя, могут вызывать максимальную нагрузку или воздействие химических веществ, даже если эти условия не входят в стандартный цикл.

Практический путь получения квалификации

Концепция роботизированных резиновых деталей должна позволять отвечать на очень конкретные вопросы, например: обеспечивается ли необходимое усилие в точке захвата объекта? Будет ли утечка после герметизации? Для образцов, предназначенных для серийного производства, необходимо знать форму полости, а также состав и используемый технологический процесс. Затем эти образцы будут протестированы в ходе обычной эксплуатации и процедур очистки.

Результаты испытаний также можно получить в виде покадровой видеосъемки, если она не проводилась в течение периода испытаний. Использование вакуумных испытаний — один из лучших способов определения герметичности уплотнения, позволяющий использовать его в качестве эталона. Другие параметры, такие как усилие вставки уплотнения на определенном этапе, а также время реакции, можно определить и проверить с помощью видео. Изменение температуры и уровня вибрации также могут указывать на деградацию уплотнения задолго до того, как это станет заметно невооруженному глазу. После разборки необходимо провести осмотр уплотнительных поверхностей и участков с наибольшей степенью деформации.

Резиновые уплотнения для автоматизированных систем используются во вторую цель — интеграцию. Эти приклеенные несущие элементы или формованные установочные детали могут облегчить захват роботизированными манипуляторами, но добавление новой контактной поверхности требует проверки сцепления и зазоров. Производственная ячейка и компонент должны быть выпущены одновременно.

Планирование и прогнозирование запасов должны четко определять объемы производства прототипа, наращивания объемов производства и стабилизации производства. Инструмент с большим количеством полостей может снизить затраты на переработку при больших объемах, но он также может добавить работы по балансировке и контролю качества, которые могут быть излишними для развивающихся ранних конструкций. Политика в отношении оснастки должна отражать фактическую историю заказов клиентов по программе.

Ремонтные бригады — ещё один конечный потребитель компонента. Необходимо чётко понимать порядок замены нестандартного пыльника или бампера, а также способы его установки и особенности, подлежащие проверке. Если одна версия компонента может использоваться в одном и том же месте с несколькими другими, то система маркировки не должна допускать попадания на станок компонентов с неправильной твёрдостью или геометрией.

При проектировании также играют роль факторы обеспечения непрерывности поставок. Необходимо обязательно учитывать одобрение поставщика компаунда, срок годности компаунда, право собственности на оснастку и стратегию обеспечения запасными частями. Если производственный процесс для детали очень сложен и не задокументирован, существует высокая вероятность того, что эта деталь сама по себе может привести к простоям, превышающим существовавшие ранее простои, связанные с заменой детали.

Наконец, следует рассмотреть затраты на уровне оборудования. В расчет необходимо включить демонтаж приспособлений, смену инструмента, ручную сборку и т. д., а также сокращение затрат на датчики и техническое обслуживание. Деталь, для изготовления которой требуется только оттиск, не принесет достаточной выгоды производственному предприятию, чтобы отказаться от стандартной детали. Однако изготовление детали на заказ стоит затраченных усилий только в том случае, если ее дополнительные затраты по сравнению со стандартной деталью меньше, чем выгода, полученная от отказа от стандартной, более дорогой детали.

Если вы обращаетесь к таким компаниям, как Yida, для производства резиновых деталей на заказ, будьте готовы также предоставить информацию о компоновке производственных ячеек, функциях компонентов, технологической среде, циклической траектории, нагрузке, температуре, методе очистки, упаковке и планируемой годовой мощности. Именно эти данные позволяют преобразовать запрос на изготовление резиновых компонентов по индивидуальному заказу в деталь, которую можно отформовать и подтвердить с помощью испытаний, не начиная каждый раз с нуля.

Более широкая тенденция присоединения к автомобильной отрасли

В аналитическом отчете компании 3M описывается снижение веса автомобилей в ответ на целевые показатели выбросов и массу аккумуляторных батарей электромобилей. В нем рассматривается инъекционный клей для соединения смешанных материалов в узловых структурных соединениях. В отчете речь идет о конструкционных клеях, а не о формованной резине, поэтому его результаты не могут быть перенесены напрямую. [1]

Актуальность проблемы заключается в сложности соединения: новые сплавы, конструкционные полимеры и композиты требуют процессов, допускающих различные поверхности и пути приложения нагрузки. Интеграция резины и металла сталкивается с той же необходимостью в подготовке и проверке материалов с учетом их особенностей.

Интеграция позволяет снизить не только вес.

Уплотнение Integral Seal от Parker сочетает в себе жесткий несущий элемент с вулканизированным резиновым элементом. Поставщик перечисляет среди возможных преимуществ меньшее количество незакрепленных компонентов, видимую установку, многопортовое уплотнение и отсутствие обработки канавок. Выбор материала по-прежнему зависит от среды, температуры и давления. [2]

Более лёгкий несущий элемент не обязательно является более лёгкой системой, если для его установки требуются более толстые фланцы, больше крепежных элементов или крупногабаритное приспособление для обеспечения ровной поверхности. Сравнение должно учитывать не только массу компонентов, но и сопрягаемые детали и операции сборки.

Пример электронной прокладки

Компания Parker Chomerics сообщает о формованной проводящей эластомерной прокладке, используемой для замены металлической прокладки и формованного на месте материала в электронном компоненте. Выбранный материал был описан как легкий и способный к герметизации окружающей среды и электрическому заземлению. [3]

На общедоступной странице не публикуется информация об экономии массы или полная квалификация заказчика. Там показано, что профиль прокладки, изготовленный на заказ, может сочетать в себе требования к сжатию, заземлению и защите от коррозии, что представляет собой более широкую форму облегчения конструкции, чем простое уменьшение толщины металла.

В производстве появились новые виды отказов.

Тонкие вставки могут иметь двойную нагрузку, смещаться или деформироваться в пресс-форме. Автоматизированный контроль должен подтвердить наличие, ориентацию и положение вставки перед впрыском. После формования проверьте заполнение резиной, кромки склеивания, плоскостность и расположение отверстий по всей полости.

Для склеивания резины с легким металлом необходимо учитывать состав очищающей ванны, партию грунтовки или клея, возраст поверхности и условия отверждения. Если вставка забракована, необходимо определить, можно ли ее безопасно снять и использовать повторно. Неконтролируемая переделка может повредить покрытия или скрыть слабое соединение.

Отпустите сустав

Испытайте легкое автомобильное уплотнение с использованием несущего элемента, корпуса, крепежных элементов и покрытий, предназначенных для промышленного производства. Применяйте крутящий момент, давление, вибрацию, воздействие жидкости и термические циклы в репрезентативной последовательности. Измерьте утечку и смещение соединения, затем проверьте прочность сцепления и остаточную деформацию после разборки.

Используйте конструкции с экстремальными допусками, чтобы проверить герметичность при минимальном и максимальном сжатии. Если корпус предназначен для контроля сжатия, проверьте его толщину и деформацию под нагрузкой болта. Если используется пластиковый фиксатор, учтите ползучесть и влагостойкость.

При повторном анализе компонентов из эластомера, соединенных между собой, следует учитывать условия эксплуатации. Замена, очистка и защита от гальванической коррозии могут измениться, когда уплотнение и несущая часть станут единой деталью. Инструкции по техническому обслуживанию являются частью решения об интеграции.

При сравнении также следует сохранять общепринятый базовый уровень. Измерьте массу несущей конструкции, установленное оборудование, герметичность, время сборки и частоту повреждений для обеих конструкций. Это предотвратит представление локального снижения веса как преимущества системы, когда дополнительные кронштейны или крепежные элементы его нивелируют.

В тех случаях, когда важна переработка или разделение материалов, необходимо задокументировать, как осуществляется обращение с соединенными элементами по окончании срока службы. Прочный интерфейс, имеющий важное значение в процессе эксплуатации, может затруднить разделение, поэтому программа должна определять применимый способ восстановления, не ослабляя при этом требования к прочности соединения.

Компания Yida может проводить анализ легких резинометаллических компонентов, если заказчик предоставит информацию о материале и покрытии несущей конструкции, жесткости фланца, схеме крепления, температурных колебаниях, используемых жидкостях, нагрузках и способе эксплуатации. Эти данные позволяют проверить снижение массы с учетом герметичности и запаса прочности соединения.