Absorção de energia e eficiência de tamponamento de tampão de borracha industrial

1. Deformação elástica: absorção inicial de energia de impacto

Quando o impacto age no Pára -choque de borracha industrial Instantaneamente, o corpo de borracha responde imediatamente e entra primeiro no estágio de deformação elástica. Nesse estágio, o corpo de borracha é como uma unidade de absorção de energia bem treinada, que converte eficientemente o impacto da energia cinética em sua própria energia potencial elástica e a armazena. De um nível microscópico, os materiais de borracha são compostos por um grande número de moléculas de cadeia longa. Quando não estão sujeitos a forças externas, essas cadeias moleculares são desordenadas e relativamente soltas e são mantidas por forças intermoleculares fracas. Uma vez impactado, as cadeias moleculares começam a organizar e se alongar de uma maneira ordenada, como molas esticadas ou comprimidas. O espaçamento entre as cadeias moleculares muda e as cadeias moleculares originalmente curritadas são gradualmente endireitadas ou comprimidas. Nesse processo, a energia cinética de impacto é convertida na energia potencial elástica das cadeias moleculares. Tomando a almofada de tampão de borracha comum como um exemplo, quando a vibração de equipamentos pesados ​​é transmitida à almofada tampão, o corpo de borracha passa por deformação elástica sob a ação da força de impacto, a espessura da almofada de tampão é instantaneamente reduzida e a área de superfície é aumentada, assim como uma esponja elástica, que absorve efetivamente a energia de impacto nas mudanças de alterações da Molecular.
Durante o processo de deformação elástica, a cadeia molecular de borracha não apenas realiza um movimento mecânico simples, mas também possui interações complexas. As cadeias moleculares esfregam e deslizam um contra o outro. Esse atrito e deslizamento no nível microscópico são semelhantes aos inúmeros "elementos de freio", que convertem parte da energia de impacto em energia térmica e a dissipam. Esse processo de conversão de energia é extremamente crítico, alcançando a redução inicial da energia de impacto e reduzindo bastante a pressão do processo de buffer subsequente. De acordo com a pesquisa relevante, no estágio de deformação elástica, o atrito e o deslizamento entre as cadeias moleculares estabelecem uma base importante para a operação suave do equipamento. ​
2. Deformação plástica: dissipação profunda da energia de impacto
Com a aplicação contínua de impacto, a deformação elástica do corpo de borracha se aproxima gradualmente do limite e o buffer entra no estágio de deformação plástica. O estágio de deformação plástica é o link principal dos tampões de borracha industrial para demonstrar sua forte capacidade de buffer. Nesse estágio, a cadeia molecular de borracha sofre mudanças mais drásticas, dissipando profundamente a energia de impacto. ​
Quando a deformação elástica atinge o limite, a tensão transmitida pela cadeia molecular de borracha excede seu limite elástico, a força entre as cadeias moleculares é quebrada e a cadeia molecular começa a quebrar. Impulsionados pela energia do impacto, essas cadeias moleculares quebradas são reorganizadas e combinadas. Esse processo é semelhante ao "processo de recombinação molecular" no mundo microscópico. As cadeias moleculares continuam a absorver a energia de impacto durante o processo de quebra e remontagem. ​
Pegue o bloco de tampão de borracha no sistema de suspensão de automóveis como exemplo. Quando o carro está dirigindo em uma estrada áspera, a força de impacto na roda é transmitida ao bloco de tampão de borracha através do sistema de suspensão. No estágio de deformação elástica, o bloco de tampão de borracha absorve parte da energia de impacto, que inicialmente alivia a vibração do corpo do veículo. À medida que o impacto continua, o bloco de buffer entra no estágio de deformação plástica. A quebra e a remontagem das cadeias moleculares consomem ainda mais uma grande quantidade de energia de impacto, garantindo que o corpo do veículo mantenha um estado de direção relativamente estável sob condições complexas de estrada e proporcionando uma experiência de condução confortável para o motorista e os passageiros. ​
Durante o processo de deformação plástica, a microestrutura do material de borracha sofre mudanças permanentes. O arranjo da cadeia molecular originalmente regular se torna mais caótico e compacto, formando uma nova estrutura estável. Essa mudança estrutural permite que o tampão de borracha suporta maior força de impacto e aumente ainda mais sua capacidade de absorver a energia de impacto. Os dados de pesquisa mostram que, no estágio de deformação plástica, o tampão de borracha pode absorver 70% - 90% da energia de impacto restante, protegendo efetivamente o equipamento contra danos causados ​​pelo impacto.
Iii. Balanço energético e proteção de equipamentos durante o processo de buffer
Em todo o processo de buffer da deformação elástica à deformação plástica, o tampão de borracha industrial sempre segue a lei da conservação de energia e realiza conversão eficiente e equilíbrio de energia de impacto. Nesse processo, o tampão não apenas converte o impacto da energia cinética em energia potencial elástica e energia térmica, mas também consome a energia na mudança da microestrutura através da quebra e reorganização das cadeias moleculares. Esse mecanismo de conversão de balanço energético permite que o equipamento se disperse e consuma rapidamente a energia de impacto quando é impactada, evitando danos à estrutura e componentes do equipamento devido à concentração excessiva de energia. ​
Do ponto de vista da proteção do equipamento, o processo de buffer do tampão de borracha industrial é como equipar o equipamento com uma barreira de proteção sólida. No estágio de deformação elástica, o buffer constrói a primeira linha de defesa do equipamento através do armazenamento de energia potencial elástica e o consumo de energia térmica, reduzindo o impacto direto do impacto no equipamento. No estágio de deformação plástica, a ruptura e a reorganização das cadeias moleculares absorve e dispersam ainda mais a energia do impacto, evitando efetivamente falhas graves, como deformação e quebra do equipamento devido ao impacto excessivo. ​
Durante a operação do guindaste, quando o gancho é totalmente carregado com objetos pesados ​​e desce e para repentinamente, uma enorme força de impacto será gerada. At this time, the rubber buffer installed in the key part of the crane structure quickly takes effect, first absorbing part of the impact energy through elastic deformation, and then entering the plastic deformation stage to consume all the remaining impact energy, ensuring the structural safety of the crane, avoiding structural deformation and component damage caused by impact, and ensuring the normal operation of the crane and the life safety of the operator. ​
4. Desempenho de buffers de borracha sob diferentes condições de trabalho
Os tampões de borracha industriais mostram diferenças óbvias em seu desempenho tamponador, desde a deformação elástica até a deformação plástica sob diferentes condições de trabalho. Sob condições com baixa frequência de impacto e pequena energia de impacto, os tampões de borracha são principalmente deformados elasticamente, consumindo energia de impacto através do armazenamento de energia potencial elástica e calor de atrito entre as cadeias moleculares. Nesse caso, a capacidade de recuperação elástica dos tampões de borracha é forte e eles ainda podem manter um bom desempenho em buffer após vários impactos. É adequado para cenas com altos requisitos para estabilidade do equipamento e impactos relativamente leves, como suporte antivibração para instrumentos de precisão. ​
No entanto, sob condições com alta frequência de impacto e grande energia de impacto, os tampões de borracha precisam entrar no estágio de deformação plástica mais rapidamente para lidar com impactos de alta intensidade. Sob essa condição, a cadeia molecular do tampão de borracha quebra e reorganiza mais rapidamente e pode absorver rapidamente uma grande quantidade de energia de impacto. No entanto, como a deformação plástica causará alterações permanentes na microestrutura do material de borracha, o desempenho do tampão de borracha pode diminuir gradualmente em tais condições por um longo tempo e são necessárias inspeções e substituição regulares. Por exemplo, em equipamentos de mineração, como o equipamento é frequentemente atingido e vibrado por minério, o tampão de borracha precisa ter a capacidade de entrar rapidamente no estágio de deformação plástica e absorver efetivamente a energia de impacto para garantir a operação normal do equipamento.