جذب انرژی و راندمان بافر از بافرهای لاستیکی صنعتی

1. تغییر شکل الاستیک: جذب اولیه انرژی ضربه

هنگامی که تأثیر در سپر لاستیکی صنعتی فوراً بدنه لاستیکی بلافاصله پاسخ می دهد و ابتدا وارد مرحله تغییر شکل الاستیک می شود. در این مرحله ، بدنه لاستیکی مانند یک واحد جذب انرژی به خوبی آموزش دیده است که به طور موثر انرژی جنبشی ضربه را به انرژی پتانسیل الاستیک خود تبدیل می کند و آن را ذخیره می کند. از سطح میکروسکوپی ، مواد لاستیکی از تعداد زیادی از مولکول های زنجیره بلند تشکیل شده اند. در صورت عدم قرار گرفتن در معرض نیروهای خارجی ، این زنجیره های مولکولی بی نظم و نسبتاً سست هستند و توسط نیروهای بین مولکولی ضعیف نگهداری می شوند. پس از آسیب دیدگی ، زنجیره های مولکولی شروع به ترتیب و کشش به روشی منظم مانند چشمه های کشیده یا فشرده می کنند. فاصله بین زنجیره های مولکولی تغییر می کند ، و زنجیرهای مولکولی در ابتدا فرفری به تدریج صاف یا فشرده می شوند. در این فرایند ، انرژی جنبشی ضربه به انرژی پتانسیل الاستیک زنجیرهای مولکولی تبدیل می شود. با در نظر گرفتن پد بافر لاستیکی مشترک به عنوان نمونه ، هنگامی که لرزش تجهیزات سنگین به پد بافر منتقل می شود ، بدن لاستیکی تحت عمل نیروی ضربه دچار تغییر شکل الاستیک می شود ، ضخامت پد بافر فوراً کاهش می یابد ، و سطح سطح ، درست مانند یک اسفنج فشرده افزایش می یابد ، که به طور مؤثر انرژی ضربه را در تغییرات قبلی زنجیره مولک قرار می دهد.
در طی فرآیند تغییر شکل الاستیک ، زنجیره مولکولی لاستیکی نه تنها حرکت مکانیکی ساده را انجام می دهد بلکه دارای تعامل پیچیده است. زنجیرهای مولکولی در برابر یکدیگر مالش و اسلاید می شوند. این اصطکاک و کشویی در سطح میکروسکوپی شبیه به "عناصر ترمز" بی شماری است که بخشی از انرژی ضربه را به انرژی گرما تبدیل می کند و آن را از بین می برد. این فرآیند تبدیل انرژی بسیار مهم است و به کاهش اولیه انرژی ضربه و کاهش فشار فرآیند بافر بعدی کاهش می یابد. طبق تحقیقات مربوطه ، در مرحله تغییر شکل الاستیک ، اصطکاک و کشویی بین زنجیره های مولکولی پایه مهمی برای عملکرد صاف تجهیزات قرار می دهد. ​
2. تغییر شکل پلاستیک: اتلاف عمیق انرژی ضربه
با استفاده مداوم از ضربه ، تغییر شکل الاستیک بدنه لاستیکی به تدریج به حد نزدیک می شود و بافر وارد مرحله تغییر شکل پلاستیک می شود. مرحله تغییر شکل پلاستیک پیوند اصلی برای بافرهای لاستیکی صنعتی برای نشان دادن توانایی بافر قوی آنها است. در این مرحله ، زنجیره مولکولی لاستیکی دچار تغییرات شدیدتر می شود و بیشتر انرژی ضربه را از بین می برد. ​
هنگامی که تغییر شکل الاستیک به حد مجاز می رسد ، استرس ناشی از زنجیره مولکولی لاستیکی از حد الاستیک آن فراتر می رود ، نیروی بین زنجیره های مولکولی شکسته می شود و زنجیره مولکولی شروع به شکستن می کند. این زنجیره های مولکولی شکسته با استفاده از انرژی ضربه ، از تنظیم مجدد و ترکیب می شوند. این فرآیند مشابه "فرآیند نوترکیبی مولکولی" در دنیای میکروسکوپی است. زنجیره های مولکولی در طی فرآیند شکستن و مجدداً به جذب انرژی ضربه ادامه می دهند. ​
به عنوان نمونه ، بلوک بافر لاستیکی را در سیستم تعلیق خودرو بگیرید. هنگامی که ماشین در یک جاده خشن رانندگی می کند ، نیروی ضربه روی چرخ از طریق سیستم تعلیق به بلوک بافر لاستیکی منتقل می شود. در مرحله تغییر شکل الاستیک ، بلوک بافر لاستیکی بخشی از انرژی ضربه را جذب می کند ، که در ابتدا لرزش بدنه وسیله نقلیه را کاهش می دهد. با ادامه ضربه ، بلوک بافر وارد مرحله تغییر شکل پلاستیک می شود. شکستن و نصب مجدد زنجیرهای مولکولی مقدار زیادی از انرژی ضربه را مصرف می کند و اطمینان می دهد که بدن وسیله نقلیه در شرایط پیچیده جاده ای وضعیت رانندگی نسبتاً پایدار را حفظ می کند و یک تجربه رانندگی راحت برای راننده و مسافران فراهم می کند. ​
در طی فرآیند تغییر شکل پلاستیک ، ریزساختار مواد لاستیکی دچار تغییرات دائمی می شود. آرایش زنجیره مولکولی در اصل به طور منظم هرج و مرج و جمع و جور تر می شود و یک ساختار پایدار جدید را تشکیل می دهد. این تغییر ساختاری باعث می شود بافر لاستیکی در برابر نیروی ضربه بیشتر مقاومت کند و توانایی آن در جذب انرژی ضربه را بیشتر می کند. داده های تحقیق نشان می دهد که در مرحله تغییر شکل پلاستیک ، بافر لاستیکی می تواند 70 ٪ - 90 ٪ از انرژی ضربه باقی مانده را جذب کند ، در نتیجه به طور موثری تجهیزات را در برابر آسیب ضربه محافظت می کند.
iii تعادل انرژی و حفاظت از تجهیزات در طی فرآیند بافر
در کل فرآیند بافر از تغییر شکل الاستیک تا تغییر شکل پلاستیک ، بافر لاستیکی صنعتی همیشه از قانون حفاظت از انرژی پیروی می کند و متوجه تبدیل کارآمد و تعادل انرژی ضربه می شود. در این فرایند ، بافر نه تنها انرژی جنبشی ضربه را به انرژی پتانسیل الاستیک و انرژی حرارتی تبدیل می کند ، بلکه انرژی را در تغییر ریزساختار از طریق شکستن و سازماندهی مجدد زنجیره های مولکولی نیز مصرف می کند. این مکانیسم تبدیل تعادل انرژی ، تجهیزات را قادر می سازد تا در هنگام آسیب دیدگی به سرعت انرژی ضربه را پراکنده و مصرف کنند و از آسیب به ساختار تجهیزات و قطعات به دلیل غلظت بیش از حد انرژی جلوگیری می کنند. ​
از منظر حفاظت از تجهیزات ، فرآیند بافر بافر لاستیکی صنعتی مانند تجهیز تجهیزات به یک سد محافظ جامد است. در مرحله تغییر شکل الاستیک ، بافر از طریق ذخیره انرژی پتانسیل الاستیک و مصرف انرژی حرارتی ، خط اول دفاع را برای تجهیزات ایجاد می کند و تأثیر مستقیم تأثیر آن بر تجهیزات را کاهش می دهد. در مرحله تغییر شکل پلاستیک ، شکستن و سازماندهی مجدد زنجیره های مولکولی باعث جذب و پراکندگی انرژی ضربه می شود ، به طور موثری از خرابی های جدی مانند تغییر شکل و شکستگی تجهیزات به دلیل تأثیر بیش از حد جلوگیری می کند. ​
در حین کار جرثقیل ، هنگامی که قلاب کاملاً با اشیاء سنگین بارگیری می شود و به طور ناگهانی فرود می آید و متوقف می شود ، یک نیروی ضربه عظیم ایجاد می شود. در این زمان ، بافر لاستیکی که در قسمت اصلی ساختار جرثقیل نصب شده است به سرعت عملی می شود ، ابتدا بخشی از انرژی ضربه را از طریق تغییر شکل الاستیک جذب می کند و سپس وارد مرحله تغییر شکل پلاستیک برای مصرف تمام انرژی ضربه باقیمانده ، جلوگیری از تغییر شکل ساختاری و آسیب مؤلفه های ناشی از ضربه ، و اطمینان از عملکرد عادی عملیات کرین و کرای. ​
IV عملکرد بافرهای لاستیکی در شرایط مختلف کار
بافرهای لاستیکی صنعتی تفاوتهای آشکاری در عملکرد بافر آنها از تغییر شکل الاستیک تا تغییر شکل پلاستیک در شرایط مختلف کار نشان می دهد. در شرایط با فرکانس ضربه کم و انرژی ضربه کوچک ، بافرهای لاستیکی عمدتاً تغییر شکل یافته اند و انرژی ضربه را از طریق ذخیره انرژی پتانسیل الاستیک و گرمای اصطکاک بین زنجیره های مولکولی مصرف می کنند. در این حالت ، توانایی بازیابی الاستیک بافرهای لاستیکی قوی است ، و آنها هنوز هم می توانند عملکرد بافر خوبی را پس از تأثیر چندگانه حفظ کنند. مناسب برای صحنه هایی با نیازهای زیاد برای ثبات تجهیزات و تأثیرات نسبتاً خفیف ، مانند پشتیبانی ضد لرزش برای ابزارهای دقیق است. ​
با این حال ، در شرایطی با فرکانس ضربه بالا و انرژی ضربه بزرگ ، بافرهای لاستیکی برای مقابله با تأثیرات با شدت زیاد باید وارد مرحله تغییر شکل پلاستیک شوند. در این شرایط ، زنجیره مولکولی بافر لاستیکی سریعتر می شکند و سازماندهی مجدد می شود و می تواند به سرعت مقدار زیادی از انرژی ضربه را جذب کند. با این حال ، از آنجا که تغییر شکل پلاستیک باعث ایجاد تغییرات دائمی در ریزساختار مواد لاستیکی خواهد شد ، عملکرد بافر لاستیکی ممکن است به تدریج در مدت زمان طولانی در چنین شرایطی کاهش یابد و به طور منظم بازرسی و جایگزینی لازم باشد. به عنوان مثال ، در تجهیزات معدن ، از آنجا که تجهیزات غالباً توسط سنگ معدن مورد اصابت و لرزش قرار می گیرند ، بافر لاستیکی باید توانایی ورود سریع به مرحله تغییر شکل پلاستیک را داشته و به طور موثر انرژی ضربه را برای اطمینان از عملکرد عادی تجهیزات جذب می کند. $ $