산업용 고무 버퍼의 에너지 흡수 및 버퍼링 효율

1. 탄성 변형 : 충격 에너지의 초기 흡수

영향이 산업용 고무 범퍼 즉시 고무 몸체가 즉시 반응하여 탄성 변형 단계에 먼저 들어갑니다. 이 단계에서 고무 본체는 잘 훈련 된 에너지 흡수 장치와 같으며, 이는 충격 운동 에너지를 자체 탄성 전위 에너지로 효율적으로 변환하여 저장합니다. 미세한 수준에서 고무 재료는 다수의 장쇄 분자로 구성됩니다. 외부 힘에 영향을 미치지 않을 때,이 분자 사슬은 무질서하고 상대적으로 느슨하며 약한 분자간 힘에 의해 유지된다. 일단 영향을 받으면, 분자 사슬은 뻗어 있거나 압축 된 스프링과 같이 질서 정연한 방식으로 배열되고 뻗기 시작합니다. 분자 사슬 사이의 간격은 변화하고 원래 컬링 된 분자 사슬은 점차적으로 곧게 똑바로 또는 압축됩니다. 이 과정에서, 충격 운동 에너지는 분자 사슬의 탄성 전위 에너지로 전환됩니다. 일반적인 고무 버퍼 패드를 예로 들면, 중장비의 진동이 완충 패드로 전달 될 때, 고무 본체는 충격력의 작용 하에서 탄성 변형을 겪고, 완충 패드의 두께가 즉시 감소되고, 스퀴지드 스폰지와 마찬가지로 표면적이 증가된다.
탄성 변형 과정에서, 고무 분자 사슬은 단순한 기계적 움직임을 수행 할뿐만 아니라 복잡한 상호 작용을 수행합니다. 분자 사슬은 서로 문지르고 미끄러 져 미끄러집니다. 미세한 수준 에서이 마찰과 슬라이딩은 수많은 작은 "브레이크 요소"와 유사하며, 이는 충격 에너지의 일부를 열 에너지로 변환하여 소멸시킵니다. 이 에너지 전환 과정은 매우 중요하므로 충격 에너지의 초기 감소를 달성하고 후속 버퍼링 공정의 압력을 크게 줄입니다. 관련 연구에 따르면, 탄성 변형 단계에서, 분자 체인 사이의 마찰과 슬라이딩은 장비의 원활한 작동을위한 중요한 기초를 놓았다. ​
2. 플라스틱 변형 : 충격 에너지의 깊은 소산
충격의 지속적인 적용으로 고무 본체의 탄성 변형이 점차 한계에 접근하고 완충액은 소성 변형 단계로 들어갑니다. 플라스틱 변형 단계는 산업용 고무 버퍼가 강력한 버퍼링 능력을 입증하기위한 핵심 링크입니다. 이 단계에서, 고무 분자 사슬은보다 과감한 변화를 겪고, 충격 에너지를 더 깊이 사로냅니다. ​
탄성 변형이 한계에 도달하면 고무 분자 사슬에 의해 보낸 응력은 탄성 한계를 초과하고 분자 사슬 사이의 힘이 파손되고 분자 사슬이 파손되기 시작합니다. 충격 에너지에 의해 구동되는이 깨진 분자 사슬은 재 배열되어 결합됩니다. 이 과정은 현미경 세계의 "분자 재조합 공정"과 유사합니다. 분자 사슬은 파손 및 재 조립 과정에서 충격 에너지를 계속 흡수합니다. ​
자동차 서스펜션 시스템에서 고무 버퍼 블록을 예로 들어 보겠습니다. 차가 거친 도로에서 운전할 때, 휠의 충격력은 서스펜션 시스템을 통해 고무 버퍼 블록으로 전달됩니다. 탄성 변형 단계에서, 고무 버퍼 블록은 충격 에너지의 일부를 흡수하여 초기에 비히클 본체의 진동을 완화시킨다. 충격이 계속됨에 따라 버퍼 블록은 플라스틱 변형 단계로 유입됩니다. 분자 체인의 파손 및 재 조립은 많은 양의 충격 에너지를 더 소비하여 차량 본체가 복잡한 도로 조건 하에서 비교적 안정적인 운전 상태를 유지하고 운전자와 승객에게 편안한 운전 경험을 제공합니다. ​
플라스틱 변형 과정에서 고무 재료의 미세 구조는 영구적 인 변화를 겪습니다. 원래 규칙적인 분자 사슬 배열은 더 혼란스럽고 컴팩트하여 새로운 안정적인 구조를 형성합니다. 이러한 구조적 변화는 고무 버퍼가 더 큰 충격 힘을 견딜 수있게하고 충격 에너지를 흡수하는 능력을 더욱 향상시킵니다. 연구 데이터에 따르면 플라스틱 변형 단계에서 고무 버퍼는 나머지 충격 에너지의 70% -90%를 흡수하여 장비를 충격 손상으로부터 효과적으로 보호 할 수 있습니다.
III. 버퍼링 과정에서 에너지 균형 및 장비 보호
탄성 변형에서 플라스틱 변형에 이르기까지 전체 버퍼링 공정에서 산업용 고무 완충은 항상 에너지 보존 법칙을 따르며 효율적인 전환과 충격 에너지 균형을 실현합니다. 이 과정에서, 완충액은 충격 운동 에너지를 탄성 전위 에너지 및 열 에너지로 변환 할뿐만 아니라 분자 사슬의 파괴 및 재구성을 통해 미세 구조의 변화에서 에너지를 소비합니다. 이 에너지 균형 변환 메커니즘을 통해 장비는 과도한 에너지 농도로 인해 장비 구조 및 구성 요소의 손상을 피하면서 충격 에너지를 신속하게 분산시키고 소비 할 수 있습니다. ​
장비 보호의 관점에서 볼 때 산업용 고무 버퍼의 버퍼링 공정은 장비를 견고한 보호 장벽으로 장비하는 것과 같습니다. 탄성 변형 단계에서, 버퍼는 탄성 전위 에너지 저장과 열 에너지 소비를 통해 장비의 첫 번째 방어선을 구축하여 장비에 미치는 영향의 직접적인 영향을 줄입니다. 플라스틱 변형 단계에서, 분자 사슬의 파괴 및 재구성은 충격 에너지를 더 흡수하고 분산시켜 과도한 영향으로 인해 장비의 변형 및 파손과 같은 심각한 실패를 효과적으로 피합니다. ​
크레인의 작동 중에, 후크에 무거운 물체가 완전히로드되어 갑자기 내려 가서 멈출 때, 큰 충격 힘이 생성 될 것입니다. 이 시점에서 크레인 구조의 핵심 부분에 설치된 고무 버퍼는 신속하게 효력을 발휘하여 탄성 변형을 통해 충격 에너지의 일부를 흡수 한 다음 플라스틱 변형 단계로 들어가서 나머지 충격 에너지를 모두 소비하여 크레인의 구조적 안전성을 보장하고 충격으로 인한 구조적 변형 및 구성 요소의 수명 안전을 피합니다. ​
IV. 다양한 작업 조건에서 고무 버퍼의 성능
산업용 고무 버퍼는 다양한 작업 조건에서 탄성 변형에서 플라스틱 변형에 이르기까지 버퍼링 성능의 명백한 차이를 보여줍니다. 충격 주파수가 낮고 충격 에너지가 작은 조건 하에서, 고무 버퍼는 주로 탄력적으로 변형되어 탄성 전위 에너지의 저장 및 분자 체인 사이의 마찰 열을 통해 충격 에너지를 소비합니다. 이 경우 고무 버퍼의 탄성 회복 능력은 강하며 여러 가지 영향을받은 후에도 여전히 우수한 버퍼링 성능을 유지할 수 있습니다. 장비 안정성에 대한 요구 사항이 높은 장면에 적합하고 정밀 기기에 대한 안티 바이브레이션 지원과 같은 비교적 온화한 영향. ​
그러나, 충격 주파수가 높은 조건과 충격 에너지가 큰 조건에서 고무 버퍼는 고강도 영향에 대처하기 위해 플라스틱 변형 단계에 더 빨리 들어가야합니다. 이 조건 하에서, 고무 완충액의 분자 사슬은 더 빨리 파손되고 재구성되며, 많은 양의 충격 에너지를 빠르게 흡수 할 수 있습니다. 그러나, 플라스틱 변형은 고무 재료의 미세 구조에 영구적 인 변화를 일으킬 것이기 때문에, 고무 완충액의 성능은 오랫동안 그러한 조건에서 점차 감소 할 수 있으며, 정기적 인 검사 및 교체가 필요하다. 예를 들어, 채굴 장비에서 장비가 광석에 의해 자주 쳤고 진동하기 때문에 고무 버퍼는 플라스틱 변형 단계에 빠르게 들어가고 충격 에너지를 효과적으로 흡수하여 장비의 정상적인 작동을 보장 할 수 있어야합니다. .