วิธีปรับพื้นผิวสำเร็จและค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานในระบบนิวแมติกให้เหมาะสม

ในขอบเขตของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมที่รวดเร็ว- ความแตกต่างระหว่างสายการประกอบที่มีความแม่นยำสูงและปัญหาการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่องมักจะขึ้นอยู่กับคุณภาพพื้นผิวเพียงไม่กี่ไมครอน ระบบนิวแมติกส์ร่วมสมัยซึ่งขึ้นชื่อในด้านการเคลื่อนไหวที่รวดเร็วและซ้ำๆ ทำให้เกิดความเครียดอย่างมากต่อซีลแบบไดนามิก เมื่อกระบอกนิวแมติกไม่ได้ใช้งานเป็นระยะเวลาหนึ่ง อีลาสโตเมอร์จะเกาะติดกับพื้นผิวสัมผัส ส่งผลให้เกิดสถานการณ์ที่เรียกว่า Stick-Slip Effect

หากค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีไม่ได้รับการควบคุมอย่างพิถีพิถัน ระบบจะประสบ "การติด"- การกระแทกอย่างกะทันหันเมื่อสตาร์ท ซึ่งนำไปสู่ตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง การสะสมความร้อนมากเกินไป และการสึกหรอของขอบซีลตั้งแต่เนิ่นๆ สำหรับวิศวกร การจัดการการซีลแบบไดนามิกอย่างมีประสิทธิภาพจำเป็นต้องเข้าใจปฏิกิริยาไตรโบโลยีระหว่างอีลาสโตเมอร์และพื้นผิวโลหะอย่างละเอียด

ในแง่วิศวกรรมนั้นค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (μ)คืออัตราส่วนของแรงเสียดทานระหว่างวัตถุทั้งสองต่อแรงที่วัตถุทั้งสองกดทับกัน อย่างไรก็ตาม ในวิทยาศาสตร์โพลีเมอร์ เราต้องแยกแยะระหว่างระยะวิกฤติสองระยะ:

แรงเสียดทานฝ่าวงล้อม (คงที่):แรงเริ่มต้นที่จำเป็นในการเอาชนะการยึดเกาะของโมเลกุลระหว่างซีลและผนังกระบอกสูบ โดยทั่วไปแล้วจะสูงกว่าแรงเสียดทานขณะวิ่งอย่างมาก เนื่องจากธรรมชาติของยางมีความหนืด ซึ่งช่วยให้ยางไหลลงสู่หุบเขาขนาดเล็กของพื้นผิวการผสมพันธุ์เมื่อเวลาผ่านไป

แรงเสียดทานขณะวิ่ง (จลนศาสตร์):แรงที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง

ในตัวจ่ายลมที่มีความแม่นยำสูง- แรงเสียดทานที่ทะลุทะลวงสูงทำให้เกิด "ความล่าช้าในการตอบสนอง" ระบบต้องการแรงกดดันมากขึ้นในการเริ่มเคลื่อนที่มากกว่าการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนไหวที่ไม่เสถียรและการสั่นที่อาจสร้างความเสียหายให้กับส่วนประกอบของหุ่นยนต์ที่มีความละเอียดอ่อนได้

การเสียดสีของยางมีลักษณะเฉพาะเนื่องจากประกอบด้วยสององค์ประกอบ:การยึดเกาะและการเสียรูป. การยึดเกาะเกิดขึ้นในระดับโมเลกุลโดยที่โซ่อีลาสโตเมอร์เกาะติดกับพื้นผิวผสมพันธุ์ แรงเสียดทานจากการเสียรูปเกิดขึ้นเมื่อยางถูก "ไถ" โดยความหยาบผิวของกระบอกสูบ

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน เรามุ่งเน้นไปที่เรขาคณิตจุลภาค-ของพื้นผิวซีล ด้วยการออกแบบโครงสร้างพื้นผิวเฉพาะ ซีลจะทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บขนาดเล็กสำหรับการหล่อลื่น เมื่อซีลเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง มันจะดึงสารหล่อลื่นจากหุบเขาเหล่านี้ ทำให้เกิดฟิล์มหล่อลื่นอุทกพลศาสตร์. ฟิล์มน้ำมันหรือจาระบีบางๆ นี้แยกยางออกจากโลหะ โดยแทนที่แรงเสียดทาน "แข็ง-ถึง- แข็ง" ได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยแรงเสียดทาน "ของไหล" ซึ่งมีลำดับความสำคัญต่ำกว่า

ที่ชิงเต่า ไบรท์ รับเบอร์ แอนด์ พลาสติก บจกเราใช้กลยุทธ์หลักสามประการเพื่อลดแรงเสียดทานและป้องกันการติดขัด:

การหล่อลื่นภายใน (NBR แรงเสียดทาน-ต่ำ):เรากำหนดสารประกอบไนไตรล์ (NBR) ด้วยสารเติมแต่งภายใน เช่น กราไฟท์ โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ (โมS2) หรือผงไมโคร PTFE- เนื่องจากซีลสึกหรอเล็กน้อยตลอดอายุการใช้งาน สารหล่อลื่นเหล่านี้จะเคลื่อนตัวไปที่พื้นผิว ทำให้เกิดอินเทอร์เฟซการหล่อลื่นในตัวเอง-อย่างต่อเนื่อง

ซีลฝา PTFE (ยาง/คอมโพสิต PTFE):สำหรับการใช้งานที่ต้องการการติดเกือบเป็นศูนย์- เราใช้การออกแบบแบบคอมโพสิต วงแหวนเลื่อน PTFE (โพลีเตตร้าฟลูออโรเอทิลีน) จะจัดการกับส่วนต่อประสานไดนามิก ในขณะที่วงแหวนโอ- แบบยืดหยุ่นจะให้แรง "เพิ่มพลัง" ที่จำเป็นเพื่อรักษาการผนึก ซึ่งเป็นการผสมผสาน-แรงเสียดทานต่ำระดับโลกของ PTFE เข้ากับหน่วยความจำแบบยืดหยุ่นของ NBR หรือ FKM

การรักษาพื้นผิว (ฮาโลเจน):เราใช้เพื่อลด "ความเหนียว" ของยางฮาโลเจน(โดยทั่วไปคือคลอรีน) กระบวนการนี้จะปรับเปลี่ยนโครงสร้างโมเลกุลของพื้นผิวของซีล เพิ่มความแข็งและลดพลังงานพื้นผิว ผลลัพธ์ที่ได้คือพื้นผิว "เรียบ" ที่ทนทานต่อการเกาะติดแม้ว่าจะไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานานก็ตาม

ประสิทธิภาพของไดนามิกซีลนั้นขึ้นอยู่กับพื้นผิวที่ผสมพันธุ์เป็นอย่างมาก เราขอแนะนำกความหยาบผิว (Ra)ของ0.1 ถึง 0.4μmสำหรับกระบอกสูบหรือแกน

หากพื้นผิวเรียบเกินไป (Ra<0.1μm):ฟิล์มหล่อลื่นไม่สามารถก่อตัวขึ้นได้ ทำให้เกิดผลการดูดเหมือนสุญญากาศ{0}}ซึ่งเพิ่มแรงเสียดทานจากการแตกหักอย่างมาก

หากพื้นผิวหยาบเกินไป (Ra>0.4μm):พีคของพื้นผิวโลหะทำหน้าที่เหมือนตะไบ ขัดขอบซีลอย่างรวดเร็วและทำให้เกิดการรั่วไหล

นอกจากนี้,ความแข็ง(วัดในฝั่ง A) มีบทบาทสำคัญ สารประกอบที่แข็งกว่า (เช่น 85 Shore A) จะแสดงพื้นที่สัมผัสน้อยกว่าภายใต้ความกดดัน ซึ่งโดยทั่วไปจะช่วยลดแรงเสียดทานทั้งหมด อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการรบกวนที่สูงกว่าเพื่อรักษาการปิดผนึก ซึ่งอาจเพิ่มความเครียดเฉพาะจุดได้ โดยทั่วไปเราจะสร้างสมดุลให้กับปัจจัยเหล่านี้โดยกำหนดเป้าหมายไปที่ช่วง 70-80 Shore A สำหรับการใช้งานเกี่ยวกับลมส่วนใหญ่

สถานการณ์การใช้งานสำหรับซีลไดนามิกสูง-

เครื่องเลื่อนแบบนิวแมติกความเร็วสูง-:จำเป็นสำหรับ-และ-วางโรบ็อตซึ่งมีการวัดรอบเวลาเป็นมิลลิวินาที

แขนหุ่นยนต์อัตโนมัติทางอุตสาหกรรม:ซีลในข้อต่อและแอคชูเอเตอร์จะต้องให้แรงบิดที่สม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าการเคลื่อนไหวราบรื่น{0}}เหมือนมนุษย์

เครื่องจ่ายไฮดรอลิก/นิวแมติกความถี่สูง-:โดยที่แกนวาล์วต้องเลื่อนหลายพันครั้งต่อชั่วโมงโดยไม่ "เกาะติด" ในตำแหน่งเปิดหรือปิด

การปิดผนึกแบบไดนามิกอย่างเชี่ยวชาญไม่ใช่แค่การเลือกวัสดุเท่านั้น เป็นเรื่องเกี่ยวกับวิศวกรรมระบบไตรโบโลยี ด้วยการรวมคอมโพสิต NBR/PTFE แบบพิเศษเข้ากับการรักษาพื้นผิวขั้นสูง เช่น การใช้ฮาโลเจนชิงเต่า ไบรท์ รับเบอร์ แอนด์ พลาสติก บจกช่วยให้ผู้ผลิตขจัดปัญหาการลื่นไถล{0}}และยืดอายุการใช้งานของระบบอัตโนมัติของพวกเขา

หากสายการผลิตของคุณประสบกับการเคลื่อนไหวที่ผิดปกติหรือการซีลล้มเหลวก่อนเวลาอันควร โปรดติดต่อทีมวิศวกรของเรา เรามีการทดสอบ CoF แบบกำหนดเองและการเพิ่มประสิทธิภาพวัสดุเพื่อให้แน่ใจว่าระบบนิวแมติกของคุณทำงานด้วยความแม่นยำสูงสุดและแรงเสียดทานน้อยที่สุด