Ugięcie przy ściskaniu pianki EPDM w porównaniu do zestawu ściskającego | AITO

Uszczelka z pianki EPDM może być miękka w dłoni, a mimo to wymagać zbyt dużej siły, aby zamknąć obudowę.

Inny materiał może łatwo się ściskać, gdy jest nowy, ale nie może się dobrze zregenerować po skompresowaniu przez długi czas.

Są to różne problemy z wyborem materiału.

Dla nabywców uszczelek i inżynierów projektantów ugięcie pianki EPDM po ściskaniu , odkształcenie po ściskaniu i relaksacja naprężeń opisują różne części zachowania materiału. Patrzenie tylko na jedną liczbę może prowadzić do wybrania niewłaściwej pianki.

Użyteczne porównanie powinno zatem odpowiedzieć na trzy osobne pytania:

Żadnej z tych wartości nie należy oceniać bez warunków testowych.

Co to jest ugięcie pianki EPDM przy ściskaniu?

Ugięcie przy ściskaniu opisuje, jakie ciśnienie jest wymagane do skompresowania pianki o określony procent jej pierwotnej grubości.

Na przykład dostawca może zgłosić naprężenie ściskające pod adresem:

• Kompresja 10%.

• Kompresja 25%.

• Kompresja 30%.

• Kompresja 50%.

Procent ma znaczenie.

Materiał wymagający stosunkowo małego nacisku przy ściśnięciu 25% może zachowywać się zupełnie inaczej po ściśnięciu do 50%.

Jest to szczególnie ważne, gdy uszczelkę montuje się pomiędzy dwiema powierzchniami o nierównej szczelinie.

Dlaczego ugięcie przy ściskaniu ma znaczenie dla uszczelki?

Wyobraź sobie obudowę, w której piankowa uszczelka znajduje się pomiędzy pokrywą a metalową obudową.

Jeżeli pianka jest zbyt twarda, zamknięcie pokrywy może wymagać użycia nadmiernej siły.

Możliwe wyniki obejmują:

• Zniekształcenie panelu

• Deformacja plastikowej obudowy

• Nadmierne obciążenie elementu złącznego

• Trudny montaż

• Niespójne zamknięcie

• Wysokie naprężenia wokół zawiasów lub zacisków

Jeśli pianka jest zbyt miękka, może wystąpić odwrotny problem.

Może nie generować wystarczającej siły styku z współpracującymi powierzchniami, aby skompensować nierówności lub utrzymać zamierzone uszczelnienie.

Celem nie jest zatem po prostu wybór najmiększej pianki.

Celem jest określenie odpowiedniego zakresu kompresji dla rzeczywistego zespołu.

Prosty sposób oszacowania obciążenia ściskającego pianki

Załóżmy, że hipotetyczna pianka wykazuje naprężenie ściskające wynoszące:

5 kPa

przy zamierzonej kompresji.

Jeżeli nominalna powierzchnia ściśniętej uszczelki wynosi:

0,01 m²

uproszczone obliczenia dają:

5000 N/m² × 0,01 m² = około 50 N

Może to zapewnić pierwsze oszacowanie obciążenia ściskającego pianki.

Nie jest to jednak to samo, co zmierzona siła potrzebna do zamknięcia gotowej obudowy.

Na rzeczywistą siłę montażu mogą wpływać także:

• Geometria uszczelki

• Projekt narożnika

• Tarcie

• Spoiwo

• Nierówne odstępy

• Sztywność obudowy

• Pozycje elementów złącznych

• Lokalna nadmierna kompresja

W przypadku ważnych projektów należy ocenić piankę w rzeczywistej obudowie, a nie polegać wyłącznie na wartościach laboratoryjnych.

Jeden punkt kompresji często nie wystarczy

Typowy cytat może pokazywać tylko:

Ugięcie przy ściskaniu przy 25%

Numer ten jest przydatny, ale może nie opisywać rzeczywistej instalacji klienta.

Załóżmy, że grubość uszczelki wynosi 10 mm.

Ze względu na tolerancje produkcyjne, zainstalowana szczelina może wynosić od 6 mm do 8,5 mm.

Dlatego też pianka może doświadczać bardzo różnych poziomów kompresji w tej samej obudowie.

W tej sytuacji bardziej przydatne jest zażądanie danych dotyczących kompresji w oczekiwanym zakresie roboczym.

Praktyczną prośbą byłoby:

Proszę podać naprężenie ściskające przy minimalnym, nominalnym i maksymalnym zainstalowanym ściskaniu, wraz z metodą badania, grubością próbki i warunkami kondycjonowania.

To daje dostawcy prawdziwe pytanie inżynieryjne, zamiast po prostu prosić o „miękką piankę EPDM”.

Co to jest zestaw kompresji?

Zestaw kompresji ocenia, jak dobrze materiał regeneruje się po skompresowaniu przez określony czas, a następnie zwolnieniu.

Jest to szczególnie istotne, gdy uszczelka:

• Pozostaje skompresowany przez długi czas

• Jest wielokrotnie otwierany i zamykany

• Doświadcza podwyższonych temperatur

• Należy odzyskać siły po konserwacji lub serwisowaniu

Niższy wynik odkształcenia po ściskaniu zazwyczaj wskazuje na mniej trwałe odkształcenie w podanych warunkach testowych.

Ale warunki testowe są niezbędne.

W idealnym przypadku wartości ustawionej kompresji powinny towarzyszyć:

• Procent kompresji

• Czas trwania testu

• Temperatura testowa

• Grubość próbki

• Czas regeneracji

• Metoda testowa

Bez tych szczegółów dwa odsetki mogą nie być bezpośrednio porównywalne.

Na przykład wynik zmierzony po kompresji w temperaturze pokojowej nie powinien być automatycznie porównywany z innym wynikiem zmierzonym po długotrwałej ekspozycji na podwyższoną temperaturę.

Zestaw uciskowy nie jest relaksacją stresu

Te dwie właściwości są często mylone.

Zestaw kompresyjny sprawdza powrót kształtu po usunięciu obciążenia.

Relaksacja naprężeń dotyczy utrzymania siły, podczas gdy pianka pozostaje ściśnięta.

Rozważ uszczelkę, która jest zainstalowana i nigdy nie otwierana.

Nawet jeśli pianka pozostaje fizycznie ściśnięta pomiędzy dwiema powierzchniami, wywierana przez nią siła odpychająca może stopniowo maleć.

Ta utrata siły to relaksacja naprężeń.

W przypadku długotrwałego uszczelnienia statycznego zachowanie to może być ważne, ponieważ utrzymanie nacisku kontaktowego może być równie ważne, jak przywrócenie wymiarów.

W przypadku krytycznych zastosowań uszczelniających należy zapytać, czy dostępne są odpowiednie dane dotyczące utrzymywania siły lub relaksacji naprężeń, zamiast polegać wyłącznie na zestawie ściskającym.

Ugięcie kompresji a zestaw kompresji

Prostym sposobem na zapamiętanie różnicy jest:

Ugięcie przy ściskaniu:

Jak trudno jest skompresować piankę?

Zestaw kompresyjny:

Jak dobrze regeneruje się po kompresji?

Relaksacja stresu:

Jaką siłę uszczelniającą zachowuje, pozostając ściśniętym?

Te trzy pomiary odpowiadają na różne pytania.

Pianka o dobrej wytrzymałości na ściskanie nie jest automatycznie pianką najłatwiejszą do sprasowania.

Podobnie bardzo miękka pianka nie jest automatycznie najlepszym długotrwałym materiałem uszczelniającym.

Gęstość to nie to samo, co twardość

Nabywcy pianki często używają gęstości jako skrótu do określenia twardości.

Na przykład:

90 kg/m3 musi być twardsze niż 65 kg/m3.

To założenie nie zawsze jest wiarygodne.

Gęstość mierzy masę na jednostkę objętości.

Ugięcie przy ściskaniu mierzy odporność materiału na ściskanie.

Formuła, struktura komórkowa, sieciowanie i warunki produkcyjne mogą sprawić, że materiały o podobnej gęstości będą miały różną reakcję na ściskanie.

Podobnie dwa materiały o różnych gęstościach mogą czasami wytwarzać podobne siły ściskające.

Aby wybrać uszczelkę, an Dlatego też materiał piankowy EPDM należy oceniać na podstawie rzeczywistych danych dotyczących ściskania, a nie samej gęstości.

EPDM o otwartych czy zamkniętych komórkach?

Struktura komórki jest kolejnym ważnym czynnikiem selekcji.

Pianka EPDM otwartokomórkowa może być brana pod uwagę, gdy projekt wymaga:

• Miękka zgodność

• Niska siła zamykania

• Wypełnienie szczeliny

• Absorpcja akustyczna

• Przepuszczalność powietrza w odpowiednich zastosowaniach

Na przykład: Próbkę pianki EPDM o otwartych komórkach można badać, gdy priorytetem jest niska siła ściskająca i zgodność.

EPDM o zamkniętych komórkach można rozważyć, gdy zastosowanie wymaga innej struktury uszczelniającej, odporności na wilgoć lub niższej przepuszczalności.

Jednak wybór materiału o zamkniętych komórkach nie gwarantuje automatycznie, że gotowa obudowa będzie wodoodporna lub pyłoszczelna.

Wydajność zależy również od:

• Geometria uszczelki

• Poziom kompresji

• Stawy

• Narożniki

• Płaskość powierzchni

• Elementy złączne

• Spoiwo

• Projekt montażu

Jeśli wymagana jest konkretna klasa szczelności, skompletowana obudowa powinna zostać poddana walidacji na poziomie systemu.

Jakie informacje należy przesłać dostawcy pianki?

Zamiast wysyłać tylko:

Potrzebujesz miękkiej pianki EPDM o grubości 10 mm.

zapewnić warunki pracy.

Przydatne informacje obejmują:

1. Nominalna grubość uszczelki

2. Minimalna i maksymalna szczelina montażowa

3. Szerokość uszczelki

4. Kształt lub rysunek uszczelki

5. Dostępna siła zamykania

6. Oczekiwany procent kompresji

7. Powierzchnia kontaktu

8. Temperatura robocza

9. Narażenie na wodę, olej, promieniowanie UV lub chemikalia

10. Czy połączenie otwiera się wielokrotnie

11. Wymagany okres użytkowania

12. Wymagany standard testowy

13. Wymóg podkładu klejącego

14. Roczna ilość

W przypadku obudowy ze zmiennymi odstępami przydatne zapytanie może brzmieć:

Zamknięta szczelina jest różna w całej obudowie. Potrzebujemy uszczelki z pianki EPDM, która pozostaje w kontakcie w największej szczelinie, nie powodując nadmiernej siły zamykającej przy najmniejszej szczelinie. Proszę polecić przykładowe gatunki i dostarczyć porównywalne dane dotyczące kompresji.

Daje to dostawcy wystarczającą ilość informacji, aby zaproponować odpowiednie materiały.

Jak należy porównać dwie próbki pianki EPDM?

Jeśli to możliwe, należy stosować te same warunki testowe.

Przydatna tabela porównawcza może obejmować:

Jeżeli dostawcy stosują różne metody lub warunki testowe, należy zachować wyniki oddzielnie, zamiast traktować je jako bezpośrednio równoważne.

Często zadawane pytania

Czy mniejsze ugięcie przy ściskaniu jest zawsze lepsze?

NIE.

Mniejsza siła ściskająca może być przydatna, gdy obudowa jest lekka lub ma ograniczoną siłę mocowania. Jednak uszczelka nadal wymaga wystarczającego docisku, aby skompensować nierówności powierzchni i spełnić wymagania dotyczące uszczelnienia danego zastosowania.

Najlepsza wartość zależy od montażu.

Jaki jest dobry procent odkształcenia po ściskaniu pianki EPDM?

Nie ma jednego procentu, który byłby właściwy dla każdego zastosowania.

Wynik należy ocenić łącznie z poziomem ucisku, temperaturą, czasem trwania, czasem regeneracji i metodą badania.

Specyfikacja powinna zatem określać zarówno wynik docelowy, jak i warunki, w jakich jest on mierzony.

Czy mogę wybrać piankę EPDM tylko według gęstości?

NIE.

Gęstość jest przydatna do identyfikacji gatunku materiału, ale nie określa jednoznacznie siły ściskającej, powrotu do zdrowia ani długoterminowego zachowania uszczelniającego.

Dane dotyczące kompresji należy oceniać osobno.

Czy powinienem zażądać ugięcia przy ściskaniu na poziomie 25% czy 50%?

Żądaj danych na poziomach kompresji odpowiednich dla rzeczywistej instalacji.

Jeżeli uszczelka może pracować przy ściskaniu od około 15% do 40% ze względu na zmienność szczeliny, dane dotyczące jedynie kompresji 50% mogą mieć ograniczoną wartość dla projektu.

Czy dobry zestaw kompresyjny gwarantuje długotrwałe uszczelnienie?

NIE.

Zestaw kompresji wskazuje powrót do zdrowia po kompresji i zwolnieniu.

Długotrwałe uszczelnienie może również zależeć od relaksacji naprężeń, starzenia się w środowisku, geometrii uszczelki, właściwości klejących i projektu montażu.

Umieść lukę roboczą w specyfikacji

W przypadku projektów uszczelek określenia „miękkie”, „średnie” i „twarde” nie są precyzyjnymi specyfikacjami inżynieryjnymi.

Najbardziej przydatną informacją jest rzeczywisty zakres pracy:

minimalna szczelina → nominalna szczelina → maksymalna szczelina

w połączeniu z dostępną siłą zamykania i wymaganą wydajnością uszczelnienia.

Dzięki temu możliwe jest porównywanie materiałów na podstawie tego, jak będą działać w gotowym produkcie, zamiast wybierać je wyłącznie na podstawie dotyku lub gęstości.

Wyślij do firmy AITO Foam rysunek uszczelki, zakres szczelin i warunki pracy, aby omówić odpowiednie próbki pianki EPDM.

Materiał końcowy powinien zostać zatwierdzony podczas faktycznego montażu, a uzgodnione warunki testowe powinny zostać zachowane w specyfikacji zakupu, aby można było konsekwentnie porównywać przyszłe partie produkcyjne.

Referencje techniczne

• ASTM D1056 — Elastyczne materiały komórkowe: gąbka lub guma ekspandowana

• ASTM D395 — Właściwości gumy: Odporne na ściskanie

• ISO 3384 — Kauczuk wulkanizowany lub termoplastyczny: oznaczanie relaksacji naprężeń przy ściskaniu