የፀረ-ኤክስትራክሽን ቀለበቶች የፀረ-ኤክስትራክሽን ቀለበቶች፡ ከፍተኛ ግፊት በሚደረግባቸው ስርዓቶች ውስጥ ዋና ማህተሞችን የሚከላከሉ ወሳኝ አካላት

በሃይድሮሊክ ሲስተሞች፣ እጅግ በጣም ወሳኝ በሆኑ መሳሪያዎች እና በሃይል ማመንጨት ጭነቶች ውስጥ የፀረ-ኤክስትራክሽን ቀለበት ከፍተኛ ጫና በሚደርስበት ጊዜ ከኤክስትራክሽን ብልሽት ለመከላከል ዋና ዋና የማተሚያ ክፍሎችን (እንደ ኦ-rings እና የከንፈር ማህተሞች) የሚጠብቅ ቁልፍ አካል ነው። ጠንከር ያለ ድጋፍ፣ ክፍተት መሙላት እና የጭንቀት መበታተን፣ የማተም ስርዓቱን ግፊት የመሸከም አቅም በ5-10 ጊዜ ይጨምራል። ይህ መጣጥፍ የፀረ-ኤክስትራክሽን ቀለበቶችን ከአራት ቁልፍ ልኬቶች ቴክኒካዊ መርሆዎች እና የምህንድስና ልምዶችን በዘዴ ያብራራል-መዋቅራዊ ሜካኒክስ ፣ የቁስ ፈጠራ ፣ የንድፍ ስሌት እና የኢንዱስትሪ አተገባበር።
እኔ. ዋና ተልዕኮ፡ የከፍተኛ ግፊት ማህተም አለመሳካትን መፍታት
የከፍተኛ ግፊት ማኅተም አለመሳካት ዘዴዎች፡

የስርዓተ-ፆታ ግፊት ከዋናው ማኅተም የማስወጣት መቋቋም ሲያልፍ፡-
የማኅተም ቁሳቁስ፡ ጎማ/PTFE በግፊት ወደ ማጽጃ ክፍተቶች ይፈስሳል (ለምሳሌ፣ O-ring extrusion ከ>5 MPa በላይ ይጀምራል)።
ዘላቂ ጉዳት፡ የማኅተም ኤለመንት መላጨት የፍሳሽ መንገዶችን ይፈጥራል።
የተለመዱ የብልሽት ሁኔታዎች፡-

NBR O-Ring: 30% የድምጽ መጠን በ 0.1 ሚሜ ክፍተት በ 15 MPa.
PTFE V-Ring፡ የከንፈር መሰደድ በ0.05ሚሜ ክፍተት በ10 MPa ይከሰታል።

መካኒካል ጣልቃገብነት በፀረ-ኤክስትራሽን ቀለበቶች:

ጠንካራ ድጋፍ: ከፍተኛ-ሞዱሉስ ቁሶች (PEEK / ብረት) መበላሸትን ይቋቋማሉ, የግፊት ሽግግርን ወደ ዋናው ማህተም ያግዳሉ.
ክፍተት መሙላት፡ የማኅተም ክፍተት ማጽጃ (0.01 ~ 0.2ሚሜ) በትክክል ማዛመድ የሚዲያ የመጥለፍ መንገዶችን ያስወግዳል።
የጭንቀት መበታተን፡ የማዕዘን ዲዛይኖች የነጥብ ጭነቶችን ወደ ተከፋፈሉ ሸክሞች ይቀይራሉ፣ የእውቂያ ጭንቀትን በ50%-70% ይቀንሳል።

II. የቁሳቁስ ዝግመተ ለውጥ፡ ከተለመዱት ፕላስቲኮች እስከ ጥምር ማጠናከሪያዎች
የቁልፍ ቁሶች የአፈጻጸም መለኪያዎች፡

PTFE: የመጨመቂያ ጥንካሬ 25 MPa, የሙቀት መጠን -200 ° ሴ እስከ 260 ° ሴ, የግጭት መጠን 0.05 ~ 0.10. ዝቅተኛ ግፊት ለሚበላሹ አካባቢዎች (<35 MPa) ተስማሚ።
የተሞላ PTFE: የመጨመቂያ ጥንካሬ 40 ~ 60 MPa, የሙቀት መጠን -200 ° ሴ እስከ 260 ° ሴ, የግጭት ቅንጅት 0.08 ~ 0.15. ቅንጣት ላለው (ለምሳሌ፣ ጭቃ ቁፋሮ) ላለው ሚዲያ ተስማሚ።
PEEK: የመጨመቂያ ጥንካሬ 120 MPa, የሙቀት መጠን -60 ° ሴ እስከ 250 ° ሴ, የግጭት መጠን 0.15 ~ 0.25. በከፍተኛ ግፊት የሃይድሮሊክ ስርዓቶች (≤70 MPa) ውስጥ ተተግብሯል.
የመዳብ ቅይጥ: የመጭመቂያ ጥንካሬ 300 MPa, የሙቀት መጠን -200 ° ሴ እስከ 400 ° ሴ, የግጭት መጠን 0.10 ~ 0.20. እጅግ በጣም ከፍተኛ-ግፊት ቫልቮች (> 100 MPa) ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል.
ፖሊይሚድ (PI): የመጨመቂያ ጥንካሬ 150 MPa, የሙቀት መጠን -269 ° ሴ እስከ 350 ° ሴ, የግጭት ቅንጅት 0.20 ~ 0.30. ለከፍተኛ የአየር ጠባይ አከባቢዎች የተነደፈ።
ናኖኮምፖዚትስ: የመጨመቂያ ጥንካሬ ~ 180 MPa * (ግራፊን-የተጠናከረ PEEK ፣ 15% መሙያ ፣ 50% ጥንካሬ ጭማሪ) ፣ የሙቀት ክልል -50 ° ሴ እስከ 300 ° ሴ ፣ የግጭት ቅንጅት ~ 0.05 ~ 0.10 (60% ቅነሳ)። ለኒውክሌር ሪአክተር የመጀመሪያ ደረጃ loops (ጨረርን የሚቋቋም) ብቁ።

የገጽታ ተግባራዊነት፡

ጠንካራ ቅባት ንብርብሮች;

MoS₂ ስፑተር ሽፋን (2 ~ 5μm)፡- ከዘይት ነጻ ለሆኑ አካባቢዎች የግጭት መጠን ወደ 0.03 ይቀንሳል።
DLC (አልማዝ-እንደ ካርቦን) ሽፋን፡- ጠንካራነት HV 3000፣የአገልግሎት ህይወትን 10x ከፍል ከቅንጣት መሸርሸር ጋር።
ፀረ-ተጣብቆ ሕክምና፡ የናኖ-ሲሊካ ማሻሻያ (የእውቂያ አንግል>150°) የጎማውን ቀለበቱ ላይ መጣበቅን ይከላከላል።

III. መዋቅራዊ ንድፍ፡ ጂኦሜትሪ የማኅተም አስተማማኝነትን ማጎልበት
የጥንታዊ መዋቅራዊ ዓይነቶች ማነፃፀር፡

ቀጥ ያለ የግድግዳ ዓይነት: አራት ማዕዘን ቅርጽ ያለው መስቀለኛ መንገድ. የግፊት ጭነት: አንድ አቅጣጫ. የመውጣት መቋቋም፡ መጠነኛ (≤40 MPa)። አፕሊኬሽኖች፡ የማይንቀሳቀስ ኦ-ring ማኅተሞች።
የማዕዘን አይነት፡ ትራፔዞይድል መስቀለኛ ክፍል በማእዘን ፊት(ዎች)። የግፊት ጭነት: ባለሁለት አቅጣጫ. የማስወጣት መቋቋም: ከፍተኛ (≤100 MPa). አፕሊኬሽኖች፡- የሃይድሮሊክ ሲሊንደር ተገላቢጦሽ ማህተሞች።
የተራመደ ዓይነት፡ ባለብዙ-ደረጃ ዘንበል መገለጫ። የግፊት ጭነት፡ ባለብዙ አቅጣጫ። የማስወጣት መቋቋም: እጅግ በጣም (> 150 MPa). መተግበሪያዎች: እጅግ በጣም ከፍተኛ-ግፊት ቫልቮች.
የተከፋፈለ ዓይነት: የተከፈለ ቀለበት መዋቅር. የግፊት ጭነት፡ መጠነኛ-ከፍተኛ (≤80 MPa)። አፕሊኬሽኖች: ትልቅ የፍላጅ ጥገና ሳይበታተኑ.

IV. የኢንዱስትሪ መተግበሪያዎች እና የአፈጻጸም ግኝቶች

እጅግ በጣም ከፍተኛ ግፊት የሃይድሮሊክ ሲስተምስ (የግንባታ ማሽነሪዎች)፡

ፈተና: 70 MPa የማያቋርጥ ግፊት, 0.1 ሚሜ ክፍተት, በጠንካራ ቅንጣቶች መበከል.
መፍትሄ: Graphene-PEEK የተቀናጀ ቀለበት (180 MPa comp. ጥንካሬ) ከ U-ቅርጽ ያለው የ polyurethane ማህተም + የማዕዘን ቀለበት ጋር ተጣምሯል.
ውጤት፡ የአገልግሎት እድሜ ከ500 ሰአት እስከ 5000 ሰአታት ተራዝሟል።
እጅግ በጣም ጥሩ የ CO₂ ተርባይኖች (የኃይል መሣሪያዎች):

ፈተና፡ 100 MPa/200°C እጅግ በጣም ወሳኝ ሁኔታ፣ ከፍተኛ የ CO₂ ሞለኪውል መተላለፍ።
መፍትሄ፡- በደረጃ የተሰራ የመዳብ ቅይጥ ቀለበት (MoS₂ የተሸፈነ) የብረት ሲ-ማኅተምን የሚደግፍ።
ውጤት፡ የመልቀቂያ መጠን <1×10⁻⁶ mbar·L/s
የኤሮስፔስ ሮኬት ነዳጅ ቫልቮች

ፈተና፡ LOX (-183°C) / LH2 (-253°C)፣ ንዝረት እስከ 20 ግራም ይጭናል።
መፍትሄ፡-የተከፋፈለ የፖሊይሚድ ቀለበት (ሲቲኢ ከብረት ጋር የተዛመደ) በሂሊየም የተሞላ ብረታ ብረት ኦ ቀለበትን ይደግፋል።
ማረጋገጫ፡- NASA-STD-5012 ክሪዮጅኒክ የብስክሌት ሙከራዎችን አልፏል።

ቪ. የመጫን ሂደቶች እና አለመሳካት መከላከል

ወሳኝ የመጫኛ ደረጃዎች:

ክፍተት መለካት፡ የአየር መለኪያን (± 0.001ሚሜ ትክክለኛነትን) በመጠቀም የ3D ክፍተት ልኬቶችን/መቻቻልን ያረጋግጡ።
የገጽታ አጨራረስ፡ የቀለበት መገጣጠሚያ ወለል ሸካራነት Ra≤0.4μm በአልማዝ ዊልስ ማጽጃ + ኤሌክትሮላይቲክ ማለፊያ።
የሙቀት ማሰባሰብ-ቀዝቃዛ ቀለበት ከ LN2 (-196 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) እና የፕሬስ-ምት (ጣልቃ ገብነት ተስማሚ 0.02 ሚሜ)።
የጭንቀት ክትትል፡ የመሰብሰቢያ ጭንቀትን ለመለየት የፎይል ማጣሪያ መለኪያዎችን በገመድ አልባ DAQ (ለምሳሌ HBM ሲስተሞች) ይጠቀሙ።
የተለመዱ የብልሽት ሁነታዎች እና መፍትሄዎች፡

የቀለበት ስብራት፡- ምክንያት፡ በቂ ያልሆነ የቁሳቁስ ጥንካሬ ወይም ተጽዕኖ ጭነቶች። መፍትሄ፡ ወደ PI/PEEK ውህዶች ቀይር።
የአንደኛ ደረጃ ማህተም የመሸርሸር ጉዳት፡ ምክንያት፡ ቻምፈር የሌለው ሹል የቀለበት ጠርዝ (ራዲየስ <0.1 ሚሜ)። መፍትሄው: R0.3mm ራዲየስ + ማበጠርን ይጨምሩ.
ከመጠን በላይ አለባበስ፡- ምክንያት፡ ፍርፋሪ የሆነ ሙቀት መጨመር ወደ ሙቀት መስፋፋት መናድ። መፍትሄው: የማቀዝቀዣ ግሩቭስ + ናኖ-ቅባት ሽፋን ይጨምሩ.

VI. የቴክኖሎጂ ድንበሮች፡ ብልህ እና ዘላቂ ፈጠራዎች

የተግባር-የተጣመሩ ቀለበቶች፡

የተከተቱ ዳሳሾች (ለምሳሌ፣ TE Connectivity MS series piezofilm) ለእውነተኛ ጊዜ የግፊት መቆጣጠሪያ።
የሙቀት-ማካካሻ ክፍተቱን ለመቆጣጠር ከ SMA (ቅርጽ ማህደረ ትውስታ ቅይጥ) ጋር እራስን ማስተካከል.
ተጨማሪ የማምረት እድገቶች፡-

ቶፖሎጂ-የተመቻቹ የላቲስ አወቃቀሮች (40% የክብደት መቀነስ, ግትርነት ይጠበቃል).
ቀስ በቀስ የቁስ ማተም፡ ከፍተኛ ጥንካሬ (ሴራሚክ) በእውቂያ ዞን፣ ከፍተኛ ጥንካሬ (ፖሊመር) በድጋፍ ዞን።
አረንጓዴ ሰርኩላር ቴክኖሎጂዎች፡-

ባዮ-ተኮር ፖሊመሮች (ለምሳሌ፣ Castor ዘይት-የተገኘ PEEK – Covestro APEC® ተከታታይ)።
እጅግ በጣም ወሳኝ በሆነ CO₂ በመጠቀም የኬሚካል ዲፖሊመርላይዜሽን መልሶ ጥቅም ላይ ማዋል፡ ሞኖመር የማገገሚያ መጠን>95% ለPEEK ቀለበቶች።

ማጠቃለያ፡ የከፍተኛ ግፊት መታተም “የማይታይ ጠባቂ”
የፀረ-ኤክስትራክሽን ቀለበት ዋጋው በሜካኒካዊ ዳግም-ምህንድስና ችሎታው ላይ ነው - ተጋላጭ የሆኑ ፖሊመር ማህተሞችን በመቶዎች የሚቆጠሩ ሜጋፓስካልን መቋቋም ወደሚችሉ ጠንካራ ምሽጎች መለወጥ።