В какой-то момент может возникнуть необходимость убедиться, что некоторые части системы правильно поглощают энергию, а также что конструкция креплений этих частей обеспечивает надежный резиновый амортизатор.

Как правило, резиновый амортизатор используется в машинах для амортизации после достижения ими полного хода. В таких случаях применяется небольшой резиновый амортизатор, поскольку машина работает в условиях ограниченного пространства и времени. Кроме того, он должен замедлять движущуюся массу, ограничивать максимальную приложенную силу и при этом выдерживать многократное использование. Следовательно, статическая грузоподъемность сама по себе не является подходящим критерием для описания работы такого резинового амортизатора.

Формованные резиновые амортизаторы обеспечивают защиту упоров машин, погрузочно-разгрузочного оборудования, дверей, тележек, движущихся узлов и т. д. Поведение резиновых амортизаторов зависит от энергии удара, скорости, температуры, формы и способа сборки деталей. Изделие, выбранное только по внешнему диаметру, может быть либо слишком твердым, либо легко раздавливаться.

Начните с энергии, а не с веса.

При рассмотрении сил в точке столкновения масса каретки не только представляет собой основной источник удара, но и несет энергию, которая может быть поглощена лишь частично на ограниченном расстоянии, и с которой затем должен будет справиться упор, как это было в данном примере.

Промышленный амортизатор должен обеспечивать точное определение максимального хода сжатия. В случае, если амортизатор сжимается до полного сжатия, это может привести к резкому увеличению силы и, следовательно, передаче удара на раму или крепежный элемент. С другой стороны, если амортизатор слишком мягкий, движущаяся часть может продолжать движение за пределы безопасных значений.

Частота событий — ещё один очень важный фактор. Ежемесячные аварийные ситуации дают достаточно времени для охлаждения оборудования и извлечения деталей. Однако повторяющиеся удары, происходящие каждые несколько секунд, могут привести к кратковременному нагреву резины и изменению её жёсткости, что повлияет на последующий контакт.

Форма определяет кривую зависимости силы от нагрузки.

В зависимости от формы амортизатора, кривые деформации будут различаться. Одна из форм зоны контакта может вызывать постепенное увеличение силы. Например, пустотелая или конусообразная стенка может увеличить ход амортизатора, но в то же время деформация может концентрироваться в углах или тонких частях амортизатора.

При проектировании резиновых амортизаторов следует учитывать боковые смещения и перекосы.

Смещение центра удара может привести к деформации крепежного штифта или срезанию резины без ее сжатия. Широкая контактная поверхность и подвижный направляющий элемент помогут сохранить траекторию передачи нагрузки.

Изготовление резиновых отбойников на заказ может включать в себя добавление приклеенной металлической полосы, вставку металлических элементов или сверление блока. Хотя эти методы упрощают установку отбойника, они могут привести к образованию швов, коррозии и зон концентрации напряжений.

При проектировании следует учитывать максимальное отклонение, заданное геометрией металла.

Динамическая жесткость не равна статической жесткости.

Резина, как правило, более жестко реагирует на быструю деформацию, чем на медленное сжатие. Гистерезис, то есть потеря энергии, частично преобразуется в тепло. Фактически, тот же механизм, который помогает уменьшить отскок, также повышает внутреннюю температуру при многократных ударных нагрузках.

Компания Trelleborg называет производимый ею буфер ANB цилиндрическим корпусом из нитриловой резины, в котором, по ее словам, высокогистерезисный компаунд помогает ограничить перемещение оборудования. В опубликованном ассортименте указаны различные максимальные нагрузки в зависимости от размера, а также выделены краны, лесозаготовительная техника и погрузочно-разгрузочное оборудование в качестве типичных областей применения.

В приведенном примере из каталога мы видим, что рейтинг буфера указывается только после учета его конструктивных особенностей. Он не способен выдерживать нагрузку от материалов другого состава или геометрии.

Испытания резиновых амортизаторов на ударную нагрузку следует проводить в условиях, соответствующих скорости, энергии и способу крепления в предполагаемом применении амортизатора (конечном назначении).

Выбор материала зависит от наличия достаточной энергии и возможности восстановления.

Некоторые механические изделия можно сделать более долговечными и износостойкими, используя подходящий тип резины, например, натуральный каучук.

При использовании минерального масла можно выбрать нитрилбутадиеновый каучук (NBR), поскольку он менее подвержен его воздействию, тогда как этиленпропиленовый каучук (EPDM) практически не подвержен воздействию погодных условий и солнечного света. Абразивные материалы быстро изнашивают полиуретан, но при соблюдении необходимых нагрузок он может прослужить дольше.

Все эти варианты предполагают применение в различных температурных режимах и с использованием различных химических веществ. Вам необходимо выяснить это для каждого из них.

Твердость — это лишь одно из свойств используемого материала.

Другие факторы, такие как гистерезис, модуль упругости, остаточная деформация при сжатии, сопротивление разрыву и сопротивление старению под воздействием тепла, будут определять форму, или кривую, которой следует сила, и то, насколько эта сила восстановится.

Два изделия из резины с одинаковым показателем твердости по Шору А могут демонстрировать различное поведение при ударе.

Для проектирования резинового амортизатора необходимо знать минимальную рабочую температуру. Компаунд, затвердевающий при очень низких температурах, может передавать более высокое пиковое усилие.

Напротив, низкая прочность на растяжение в сочетании с накоплением тепла, вызванным низким сопротивлением сдвигу при высокой температуре, может быть причиной деформации, выходящей за пределы допустимых значений.

Общие тесты отвечают на ограниченное количество вопросов.

Стандарт ASTM D575 измеряет поведение при сжатии в заданных условиях испытаний. Он позволяет сравнивать различные составы или предоставлять контролируемый эталон зависимости нагрузки от деформации. Стандартный образец не воспроизводит изменение площади контакта буфера, вставки или ударной нагрузки.

Стандарт ASTM D395 оценивает остаточную деформацию после определенного периода сжатия и восстановления. Он помогает сравнить тенденцию к восстановлению, но не предсказывает полного возвращения в исходное состояние профилированного буфера после тысяч высокоскоростных ударов.

Стандарт ASTM D624 измеряет прочность на разрыв при заданной геометрии образца. Он может использоваться для сортировки образцов, где существует риск образования трещин. Сам стандарт предупреждает, что результат может не иметь прямой связи с эксплуатационными характеристиками.

Завершенная последовательность проверки буфера

Проверьте размеры, формуемую поверхность и расположение вставки. Медленно измерьте начальную кривую зависимости силы от деформации, чтобы определить состояние детали. Убедитесь, что буфер имеет достаточный зазор для деформации без контакта с острыми кромками или защемления материала рамой.

Проведите ударные испытания с использованием репрезентативной движущейся массы, скорости и выравнивания. Измерьте прогиб, отскок и пиковую силу там, где этого требует риск, связанный с оборудованием. Начните с значений ниже максимального значения и постепенно увеличивайте их в соответствии с контролируемым планом испытаний с использованием соответствующих защитных ограждений.

Для промышленной амортизации ударов подвергайте деталь циклической нагрузке с ожидаемой частотой событий и температурой. Контролируйте температуру поверхности и постоянное изменение высоты. Повторите измерение ударной нагрузки после предварительной подготовки, чтобы стало видно изменение кривой силы.

После циклической нагрузки осмотрите сцепление резины с металлом, зоны сгибов или выпуклостей, контактную поверхность и крепежный элемент. Трещины, ослабленные вставки или постоянный наклон могут указывать на внеосевую нагрузку. Критерии приемки должны включать как зазор между оборудованием и демпфированием, так и состояние буфера.

Информация, необходимая для разработки

Укажите движущуюся массу, скорость удара, высоту падения (где это применимо), максимально допустимое отклонение и частоту событий. Добавьте информацию о температуре, маслах, погодных условиях, допустимой пиковой силе, монтажном пространстве и последствиях отказа ограничителя.

При изготовлении резиновых отбойников на заказ необходимо указать угол контакта, детали крепления и любые боковые перемещения. Фотографии или фрагмент узла могут выявить проблемы с помехами и передачей нагрузки, которые не видны на чертеже отбойника.

Работа с Идой

Компания Dalian Yida Precision Rubber Products Co., Ltd. занимается разработкой деталей из эластомеров, изготовленных методом литья под давлением, и компонентов «резина-металл». В случае резиновых амортизаторов удара, Yida может оценить технологичность изготовления, варианты компаундов, геометрию вставок и критически важные размеры с учетом нагрузок, заданных заказчиком.

Резиновые буферы, изготовленные методом литья под давлением, должны быть одобрены путем испытаний готовой детали на репрезентативном оборудовании. Когда определены энергия, ход и частота событий, план выборки может измерять то, что действительно необходимо оборудованию, вместо того, чтобы полагаться на общее значение твердости.