Tuleja sprężynowato element kompozytowy łączący funkcje elementów sprężystych i tulei w układach mechanicznych. Jest szeroko stosowany w takich zastosowaniach, jak amortyzacja, buforowanie, pozycjonowanie i redukcja tarcia. Jego podstawowe funkcje można podsumować następująco:
1. Amortyzacja wstrząsów i tłumienie uderzeń
Tuleje sprężyste pochłaniają drgania mechaniczne i natychmiastową energię uderzenia za pomocą materiałów sprężystych (takich jakguma(poliuretanowe lub metalowe konstrukcje sprężynowe). Na przykład w układzie zawieszenia samochodowego, tuleje sprężynowe montowane są pomiędzy wahaczem a ramą, co może skutecznie tłumić drgania przenoszone na nadwozie przez nierówności drogi i poprawiać komfort jazdy. Ich sprężyste właściwości odkształcania pozwalają przekształcać drgania o wysokiej częstotliwości w rozpraszanie energii cieplnej i zmniejszać ryzyko rezonansu układu.
2. Zmniejsz tarcie i zużycie
Jako medium styku dla ruchomych części, tuleje sprężynowe zmniejszają współczynnik tarcia poprzez izolowanie bezpośredniego kontaktu między metalami. Na przykład wał napędowy.tulejaWykorzystuje wewnętrzną warstwę smarującą lub materiał samosmarujący (taki jak PTFE), aby zmniejszyć opory obrotowe, jednocześnie chroniąc czop przed zużyciem i wydłużając żywotność elementu. W mechanizmach posuwisto-zwrotnych jego elastyczność może również kompensować odchylenia osiowe i zapobiegać nadmiernemu zużyciu spowodowanemu niewspółosiowością.
3. Wsparcie i pozycjonowanie
Tuleje sprężynowe zapewniają elastyczne podparcie ruchomych części i pełnią funkcje pozycjonujące. W przegubach robotów przemysłowych wytrzymują obciążenia promieniowe i umożliwiają niewielkie odchylenia kątowe, zapewniając elastyczny ruch ramienia robota przy jednoczesnym zachowaniu stabilności konstrukcyjnej. Ponadto, konstrukcja z naprężeniem wstępnym pozwala regulować szczelinę między komponentami, zapobiegając hałasowi lub utracie precyzji spowodowanej luzowaniem.
4. Kontrola hałasu
Wysokie właściwości tłumiące materiałów elastycznych mogą tłumić rozprzestrzenianie się hałasu drgań. Na przykład zastosowanietuleje gumoweW podstawach silników urządzeń gospodarstwa domowego można zredukować hałas pracy o 10-15 decybeli. W przekładniach tuleje sprężynowe mogą również blokować drogę przenoszenia dźwięku strukturalnego i poprawiać parametry NVH (hałas, wibracje i szorstkość).
5. Wydłuż żywotność sprzętu
Dzięki kompleksowej amortyzacji wstrząsów, redukcji hałasu i tarcia, tuleje sprężynowe znacząco redukują uszkodzenia zmęczeniowe. Statystyki pokazują, że w maszynach inżynieryjnych zoptymalizowane tuleje mogą wydłużyć żywotność kluczowych podzespołów o ponad 30%. Przyczyną awarii jest głównie starzenie się materiału, a nie nagłe pęknięcie, co jest korzystne z punktu widzenia konserwacji predykcyjnej.
Wybór materiałów i projektu
- Tuleja gumowa: tania, dobre właściwości tłumiące, ale słaba odporność na wysokie temperatury (zwykle <100℃).
- Tuleja poliuretanowa: wysoka odporność na zużycie, odpowiednia do scenariuszy dużego obciążenia, ale łatwo kruszeje w niskich temperaturach.
- Metalowa tuleja sprężynowa: odporna na wysoką temperaturę, długa żywotność, stosowana głównie w ekstremalnych warunkach, np. w lotnictwie i kosmonautyce, ale wymaga układu smarowania.
Typowe zastosowania
- Branża motoryzacyjna: zawieszenie silnika, korbowód zawieszenia.
- Sprzęt przemysłowy: wsporniki rurociągów zaworów pompowych, bufory form narzędziowych maszyn do tłoczenia.
- Precyzyjna aparatura: optyczna izolacja sejsmiczna platform, pozycjonowanie sprzętu półprzewodnikowego.
Tuleje sprężynowe osiągają równowagę między sztywnym podparciem a elastyczną regulacją dzięki połączeniu mechaniki sprężystej i materiałoznawstwa. Ich konstrukcja musi kompleksowo uwzględniać rodzaj obciążenia (statyczne/dynamiczne), zakres częstotliwości i czynniki środowiskowe. Przyszły trend będzie zmierzał w kierunku materiałów inteligentnych (takich jak elastomery magnetoreologiczne) i modularności, aby dostosować się do bardziej złożonych potrzeb inżynieryjnych.
Czas publikacji: 10 marca 2025 r.
