Прогиб при сжатии пены EPDM и набор при сжатии | АИТО

Прокладка из пенопласта EPDM может казаться мягкой в ​​руке, но для закрытия корпуса все равно потребуется слишком много усилий.

Другой материал может легко сжиматься, когда он новый, но не может хорошо восстановиться после длительного пребывания в сжатом состоянии.

Это разные проблемы выбора материала.

Для покупателей прокладок и инженеров-конструкторов деформация пены EPDM при сжатии , остаточная деформация при сжатии и релаксация напряжений описывают различные аспекты поведения материала. Взгляд только на одно число может привести к тому, что будет выбран неправильный пенопласт.

Поэтому полезное сравнение должно ответить на три отдельных вопроса:

Ни одно из этих значений не следует оценивать без соблюдения условий испытаний.

Что такое прогиб пены EPDM при сжатии?

Отклонение при сжатии описывает, какое давление необходимо для сжатия пены на определенный процент от ее первоначальной толщины.

Например, поставщик может сообщить о напряжении сжатия по адресу:

• 10% сжатие

• 25% сжатия

• 30% сжатие

• 50% сжатие

Процент имеет значение.

Материал, требующий относительно небольшого давления при сжатии 25%, может вести себя совсем по-другому при сжатии до 50%.

Это особенно важно, когда прокладка установлена ​​между двумя поверхностями с неравномерным зазором.

Почему прогиб при сжатии имеет значение для прокладки?

Представьте себе корпус, в котором между крышкой и металлическим корпусом находится прокладка из пенопласта.

Если пена слишком твердая, для закрытия крышки может потребоваться чрезмерная сила.

Возможные результаты включают в себя:

• Искажение панели

• Пластическая деформация корпуса

• Чрезмерная нагрузка на крепеж

• Сложная сборка

• Непоследовательное закрытие

• Высокая нагрузка вокруг петель или зажимов

Если пена слишком мягкая, может возникнуть обратная проблема.

Он может не создавать достаточной силы контакта с сопрягаемыми поверхностями, чтобы компенсировать неровности или поддерживать требуемое уплотнение.

Поэтому цель состоит не в том, чтобы просто выбрать самую мягкую пену.

Цель состоит в том, чтобы определить подходящий диапазон сжатия для реальной сборки.

Простой способ оценить нагрузку сжатия пены

Предположим, что гипотетическая пена сообщает о напряжении сжатия:

5 кПа

при предполагаемом сжатии.

Если номинальная площадь сжатой прокладки составляет:

0,01 м²

упрощенный расчет дает:

5000 Н/м² × 0,01 м² = примерно 50 Н

Это может дать первую оценку нагрузки сжатия пены.

Однако это не то же самое, что измеренная сила, необходимая для закрытия готового корпуса.

На фактическую силу сборки также могут влиять:

• Геометрия прокладки

• Угловая конструкция

• Трение

• Клей

• Неравномерные зазоры

• Жесткость корпуса

• Позиции крепежа

• Локальное чрезмерное сжатие

Для важных проектов оцените пену в реальном корпусе, а не полагайтесь только на лабораторные значения.

Одной точки сжатия часто недостаточно

Общая цитата может отображать только:

Отклонение сжатия при 25%

Это число полезно, но оно может не отражать реальную установку клиента.

Предположим, толщина прокладки равна 10 мм.

Из-за производственных допусков установленный зазор может варьироваться от 6 мм до 8,5 мм.

Таким образом, пена может испытывать очень разные уровни сжатия в одном и том же корпусе.

В этой ситуации более полезно запросить данные сжатия в ожидаемом рабочем диапазоне.

Практический запрос будет:

Укажите напряжение сжатия при минимальном, номинальном и максимальном установленном сжатии, а также метод испытания, толщину образца и условия кондиционирования.

Это дает поставщику настоящий инженерный вопрос, а не просто просит «мягкую пену EPDM».

Что такое набор сжатия?

Набор сжатия оценивает, насколько хорошо материал восстанавливается после сжатия в течение определенного периода, а затем высвобождения.

Это особенно актуально, когда прокладка:

• Остается сжатым в течение длительного времени

• Открывается и закрывается неоднократно

• Испытывает повышенную температуру

• Необходимо восстановить после технического обслуживания или ремонта

Более низкий результат сжатия при сжатии обычно указывает на меньшую остаточную деформацию при указанных условиях испытаний.

Но условия испытаний имеют важное значение.

Значение набора сжатия в идеале должно сопровождаться:

• Процент сжатия

• Продолжительность теста

• Температура испытания

• Толщина образца

• Время восстановления

• Метод испытания

Без этих подробностей два процента не могут быть напрямую сопоставимы.

Например, результат, полученный после сжатия при комнатной температуре, не следует автоматически сравнивать с другим результатом, полученным после длительного воздействия при повышенной температуре.

Компрессионный комплекс — это не релаксация стресса

Эти два свойства часто путают.

Набор сжатия учитывает восстановление формы после снятия нагрузки..

Релаксация напряжения предполагает сохранение силы, пока пена остается сжатой..

Рассмотрим прокладку, которая установлена ​​и никогда не открывается.

Даже если пена остается физически сжатой между двумя поверхностями, сила отталкивания, которую она оказывает, может постепенно уменьшаться.

Эта потеря силы является релаксацией стресса.

Для долговременного статического уплотнения такое поведение может быть важным, поскольку поддержание контактного давления может быть столь же важным, как и восстановление размеров.

Для критически важных применений уплотнения спросите, доступны ли соответствующие данные по удержанию силы или расслаблению напряжения, вместо того, чтобы полагаться только на сжатие.

Прогиб сжатия против набора сжатия

Простой способ запомнить разницу:

Отклонение сжатия:

Насколько сложно сжимать пену?

Набор сжатия:

Насколько хорошо он восстанавливается после сжатия?

Релаксация стресса:

Какую силу уплотнения он сохраняет, оставаясь сжатым?

Эти три измерения отвечают на разные вопросы.

Пенопласт с хорошей остаточной деформацией при сжатии автоматически не является самой легкой для сжатия пеной.

Аналогичным образом, очень мягкая пена автоматически не является лучшим герметизирующим материалом для длительного срока службы.

Плотность — это не то же самое, что твердость

Покупатели пенопласта часто используют плотность как сокращенное обозначение твердости.

Например:

90 кг/м³ должен быть тверже, чем 65 кг/м³.

Это предположение не всегда достоверно.

Плотность измеряет массу единицы объема.

Прогиб при сжатии измеряет сопротивление материала сжатию.

Рецептура, клеточная структура, сшивка и условия производства могут позволить материалам с одинаковой плотностью иметь различную реакцию на сжатие.

Аналогичным образом, два материала с разной плотностью иногда могут создавать одинаковые силы сжатия.

Для выбора прокладки Поэтому вспененный материал EPDM следует оценивать, используя фактические данные о сжатии, а не только плотность.

EPDM с открытыми порами или с закрытыми порами?

Клеточная структура является еще одним важным фактором отбора.

Пенопласт EPDM с открытыми порами можно рассмотреть, если проект требует:

• Мягкая совместимость

• Низкая сила закрытия

• Заполнение пробелов

• Акустическое поглощение

• Воздухопроницаемость в соответствующих применениях

Например, Образец пенопласта EPDM с открытыми порами можно протестировать, когда приоритетом является низкая сила сжатия и прилегаемость.

EPDM с закрытыми порами можно рассматривать, когда применение требует другой структуры уплотнения, влагостойкости или более низкой проницаемости.

Однако выбор материала с закрытыми порами не гарантирует автоматически водонепроницаемость или пыленепроницаемость готового корпуса.

Производительность также зависит от:

• Геометрия прокладки

• Уровень сжатия

• Суставы

• Углы

• Ровность поверхности

• Крепежи

• Клей

• Проектирование сборки

Готовый корпус должен быть проверен на уровне системы, если требуется определенная степень герметичности.

Какую информацию следует отправить поставщику пенопласта?

Вместо отправки только:

Нужен мягкий пенопласт EPDM толщиной 10 мм.

обеспечить условия труда.

Полезная информация включает в себя:

1. Номинальная толщина прокладки

2. Минимальный и максимальный монтажный зазор

3. Ширина прокладки

4. Форма или рисунок прокладки

5. Доступная сила закрытия

6. Ожидаемый процент сжатия

7. Контактная поверхность

8. Рабочая температура

9. Воздействие воды, масла, ультрафиолета или химических веществ

10. Открывается ли соединение повторно

11. Требуемый срок службы

12. Требуемый стандарт испытаний

13. Требование к клейкой основе

14. Годовое количество

Для корпуса с переменными зазорами полезный запрос может быть таким:

Закрытый зазор варьируется в зависимости от корпуса. Нам нужна прокладка из пенопласта EPDM, которая остается в контакте в самом большом зазоре, не создавая чрезмерного усилия закрытия в самом маленьком зазоре. Пожалуйста, порекомендуйте образцы и предоставьте сопоставимые данные по сжатию.

Это дает поставщику достаточно информации, чтобы предложить соответствующие материалы.

Как следует сравнивать два образца пенопласта EPDM?

По возможности используйте одни и те же условия испытаний.

Полезная сравнительная таблица может включать:

Если поставщики используют разные методы или условия испытаний, держите результаты отдельно, а не рассматривайте их как прямо эквивалентные.

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли меньшее прогибание при сжатии лучше?

Нет.

Меньшая сила сжатия может быть полезна, когда корпус легкий или имеет ограниченную силу крепления. Тем не менее, прокладка по-прежнему требует достаточного контактного давления, чтобы компенсировать неровности поверхности и соответствовать требованиям к герметизации.

Лучшая цена зависит от сборки.

Каков хороший процент оставшейся при сжатии пены EPDM?

Не существует единого процента, подходящего для каждого применения.

Результат необходимо оценивать вместе с уровнем сжатия, температурой, продолжительностью, временем восстановления и методом испытания.

Поэтому спецификация должна определять как целевой результат, так и условия, при которых он измеряется.

Могу ли я выбрать пену EPDM только по плотности?

Нет.

Плотность полезна для определения марки материала, но она не определяет однозначно силу сжатия, восстановление или долгосрочные характеристики уплотнения.

Данные о сжатии следует оценивать отдельно.

Должен ли я запрашивать прогиб сжатия на 25% или 50%?

Запросите данные на уровнях сжатия, соответствующих фактической установке.

Если прокладка может работать при сжатии примерно от 15% до 40% из-за изменения зазора, данные только при сжатии 50% могут иметь ограниченное значение для конструкции.

Гарантирует ли хорошая компрессия долговременное уплотнение?

Нет.

Набор сжатия указывает на восстановление после сжатия и отпускания.

Долговечность уплотнения также может зависеть от релаксации напряжений, старения под воздействием окружающей среды, геометрии прокладки, характеристик клея и конструкции сборки.

Укажите рабочий зазор в спецификации

Для проектов прокладок «мягкие», «средние» и «жесткие» не являются точными техническими характеристиками.

Самая полезная информация — это фактический рабочий диапазон:

минимальный зазор → номинальный зазор → максимальный зазор

в сочетании с имеющимся усилием закрытия и требуемыми характеристиками уплотнения.

Это позволяет сравнивать материалы на основе того, как они будут работать в готовом изделии, а не выбирать их только на ощупь или по плотности.

Отправьте AITO Foam чертеж прокладки, диапазон зазоров и условия эксплуатации, чтобы обсудить подходящие образцы пенопласта EPDM.

Окончательный материал должен быть одобрен при фактической сборке, а согласованные условия испытаний должны быть сохранены в спецификации на закупку, чтобы можно было последовательно сравнивать будущие производственные партии.

Технические ссылки

• ASTM D1056 — Гибкие пористые материалы: губка или вспененная резина

• ASTM D395 — Свойства резины: остаточная деформация при сжатии

• ISO 3384 — Резина вулканизированная или термопластичная: определение релаксации напряжений при сжатии.