Energieabsorptie en bufferingsefficiëntie van industriële rubberbuffers

1. Elastische vervorming: initiële absorptie van impactsenergie

Wanneer de impact werkt op de Industriële rubberen bumper Onmiddellijk reageert het rubberen lichaam onmiddellijk en komt eerst de elastische vervormingsfase binnen. In dit stadium is het rubberlichaam als een goed opgeleide energieabsorptie-eenheid, die de impactkinetische energie efficiënt omzet in zijn eigen elastische potentiële energie en het opslaat. Vanuit microscopisch niveau zijn rubbermaterialen samengesteld uit een groot aantal moleculen met lange ketens. Wanneer ze niet worden onderworpen aan externe krachten, zijn deze moleculaire ketens wanordelijk en relatief los en worden ze gehandhaafd door zwakke intermoleculaire krachten. Eenmaal getroffen, beginnen de moleculaire ketens op een ordelijke manier te regelen en zich uit te strekken zoals uitgerekte of gecomprimeerde veren. De afstand tussen de moleculaire ketens verandert en de oorspronkelijk gekrulde moleculaire ketens worden geleidelijk rechtgezet of gecomprimeerd. In dit proces wordt de impactkinetische energie omgezet in de elastische potentiële energie van de moleculaire ketens. Als een voorbeeld van het gemeenschappelijke rubberen bufferpad als een voorbeeld wordt genomen, wordt de rubberen lichaam wanneer de trillingen van zware apparatuur naar het bufferpad wordt overgedragen, elastische vervorming onder de werking van de impactkracht ondergaat, wordt de dikte van het bufferpad onmiddellijk verminderd en wordt het oppervlak verhoogd, net als een geperste spons, die effectief absorbeert in de elastische veranderingen van de moleculaire keten.
Tijdens het elastische vervormingsproces voert de rubberen moleculaire keten niet alleen eenvoudige mechanische beweging uit, maar heeft ook complexe interacties. De moleculaire ketens wrijven en glijden tegen elkaar. Deze wrijving en glijden op microscopisch niveau is vergelijkbaar met talloze kleine "remelementen", die een deel van de impactsenergie omzetten in warmte -energie en het afzetten. Dit energieconversieproces is uiterst kritisch, het bereiken van de initiële vermindering van de impactenergie en het aanzienlijk vermindert van de druk van het daaropvolgende bufferingsproces. Volgens relevant onderzoek legden de wrijving en glijden tussen moleculaire ketens in de elastische vervormingsfase een belangrijke basis voor de soepele werking van de apparatuur. ​
2. Plastische vervorming: diepe dissipatie van impactergie
Met de continue toepassing van impact benadert de elastische vervorming van het rubberlichaam geleidelijk de limiet en komt de buffer de plastic vervormingsfase binnen. De plastic vervormingsfase is de kernverbinding voor industriële rubberen buffers om hun sterke buffering te demonstreren. In dit stadium ondergaat de rubberen moleculaire keten meer drastische veranderingen, waardoor de impactsenergie verder diep wordt afgevoerd. ​
Wanneer de elastische vervorming de limiet bereikt, overschrijdt de stress die wordt gedragen door de rubberen moleculaire keten zijn elastische limiet, de kracht tussen de moleculaire ketens wordt verbroken en begint de moleculaire ketting te breken. Gedreven door de impactsenergie, worden deze gebroken moleculaire ketens herschikt en gecombineerd. Dit proces is vergelijkbaar met het "moleculaire recombinatieproces" in de microscopische wereld. De moleculaire ketens blijven de impactenergie absorberen tijdens het proces van breken en opnieuw samenstellen. ​
Neem het rubberen bufferblok in het autoverhangsysteem als voorbeeld. Wanneer de auto op een ruwe weg rijdt, wordt de impactkracht op het wiel overgedragen naar het rubberen bufferblok door het ophangsysteem. In de elastische vervormingsfase absorbeert het rubberen bufferblok een deel van de impactsenergie, die aanvankelijk de trilling van het voertuiglichaam verlicht. Naarmate de impact doorgaat, komt het bufferblok de plastic vervormingsfase binnen. Het breken en opnieuw monteren van de moleculaire ketens verbruiken verder een grote hoeveelheid impactergie, zodat het voertuiglichaam een ​​relatief stabiele rijstaat onderhoudt onder complexe wegomstandigheden en een comfortabele rijervaring biedt voor de bestuurder en passagiers. ​
Tijdens het plastic vervormingsproces ondergaat de microstructuur van het rubbermateriaal permanente veranderingen. De oorspronkelijk reguliere moleculaire ketenopstelling wordt chaotischer en compacter en vormt een nieuwe stabiele structuur. Met deze structurele verandering kan de rubberen buffer een grotere impactkracht weerstaan ​​en verbetert het vermogen om de impactenergie te absorberen verder. Onderzoeksgegevens tonen aan dat in de plastic vervormingsfase de rubberen buffer 70% - 90% van de resterende impactsenergie kan absorberen, waardoor de apparatuur effectief wordt beschermd tegen impactschade.
Iii. Energiebalans en apparatuurbescherming tijdens het bufferingsproces
In het gehele bufferingsproces van elastische vervorming tot plastische vervorming, volgt de industriële rubberbuffer altijd de wet van het behoud van energie en realiseert het een efficiënte conversie en balans van impactergie. In dit proces zet de buffer niet alleen de impactkinetische energie om in elastische potentiële energie en thermische energie, maar verbruikt ook de energie in de verandering van microstructuur door het breken en reorganisatie van moleculaire ketens. Dit energiebalansconversiemechanisme stelt de apparatuur in staat om snel te verspreiden en de impactsenergie te consumeren wanneer deze wordt beïnvloed, waardoor schade aan de apparatuurstructuur en componenten wordt vermeden als gevolg van overmatige energieconcentratie. ​
Vanuit het perspectief van apparatuurbescherming is het bufferingsproces van de industriële rubberen buffer als het uitrusten van de apparatuur met een vaste beschermende barrière. In de elastische vervormingsfase bouwt de buffer de eerste verdedigingslinie voor de apparatuur door de opslag van elastische potentiële energie en het verbruik van thermische energie, waardoor de directe impact van de impact op de apparatuur wordt verminderd. In de plastische vervormingsfase absorbeert en verspreidt het breken en reorganisatie van moleculaire ketens de impactsenergie verder en verspreidt het effectief ernstige fouten, zoals vervorming en breuk van de apparatuur als gevolg van overmatige impact. ​
Tijdens de werking van de kraan, wanneer de haak volledig wordt geladen met zware objecten en afdaalt en plotseling stopt, zal een enorme impactkracht worden gegenereerd. Op dit moment wordt de rubberen buffer geïnstalleerd in het belangrijkste deel van de kraanstructuur snel van kracht, waarbij het eerst een deel van de impactsenergie wordt geabsorbeerd door elastische vervorming en vervolgens de plastic vervormingsstadium in te voeren om alle resterende impactsenergie te verbruiken, waarvoor de structurele veiligheid van de kraan wordt vermeden, waardoor structurele vervorming en componentschade wordt veroorzaakt door de impact en de normale werking van de kraan en de normale werking van de operator te waarborgen. ​
IV. Prestaties van rubberen buffers onder verschillende werkomstandigheden
Industriële rubberbuffers vertonen duidelijke verschillen in hun bufferingsprestaties van elastische vervorming tot plastische vervorming onder verschillende werkomstandigheden. Onder omstandigheden met een lage impactfrequentie en kleine impactsenergie zijn rubberen buffers voornamelijk elastisch vervormd, waardoor de impactsenergie consumeren door de opslag van elastische potentiële energie en wrijvingswarmte tussen moleculaire ketens. In dit geval is het elastische herstelvermogen van rubberbuffers sterk en kunnen ze nog steeds goede bufferingsprestaties behouden na meerdere effecten. Het is geschikt voor scènes met hoge vereisten voor stabiliteit van apparatuur en relatief milde effecten, zoals ondersteuning voor antivibratie voor precisie-instrumenten. ​
Onder omstandigheden met een hoge impactfrequentie en grote impactsenergie moeten rubberen buffers echter sneller de plastic vervormingsfase binnenkomen om de effecten van hoge intensiteit het hoofd te bieden. Onder deze toestand breekt de moleculaire keten van de rubberen buffer sneller en reorganiseert sneller en kan snel een grote hoeveelheid impactsenergie absorberen. Aangezien plastic vervorming echter permanente veranderingen in de microstructuur van het rubbermateriaal zal veroorzaken, kunnen de prestaties van de rubberen buffer geleidelijk onder dergelijke omstandigheden afnemen en zijn regelmatige inspectie en vervanging vereist. Bij mijnbouwapparatuur, omdat de apparatuur bijvoorbeeld vaak wordt geraakt en getribpt door erts, moet de rubberen buffer de mogelijkheid hebben om snel de plastische vervormingsfase binnen te gaan en effectief de impactsenergie te absorberen om de normale werking van de apparatuur te waarborgen.