EN
Як в’язкопружне гасіння в поліуретанових релаксаційних екранах зменшує руйнування частинок
Наука про в’язкопружне поглинання енергії під час удару та вібрації
Екрани для релаксації з поліуретану працюють як складні енергетичні губки завдяки своєму унікальному складу, що поєднує тверду пружність із рідиноподібною липкістю. Коли щось вдаряє в ці екрани, довгі полімерні молекули всередині справді рухаються під час удару, поглинаючи більшу частину енергії. Приблизно дві третини цих вібрацій перетворюються на тепло за рахунок тертя всередині самого матеріалу. Те, що залишається, повільно розповсюджується по взаємопов’язаній мережі, тож жодна окрема ділянка не сприймає весь удар одразу. Порівняно зі звичайними жорсткими екранами поліуретан довше відновлює свою форму після удару. Це означає, що тривалість удару збільшується — мілісекунди замість мікросекунд — що зменшує пікові напруження приблизно вдвічі. Результат? Матеріали не просто руйнуються під тиском, а стискаються контрольованим чином. Збереження цілісності конструкцій протягом багатьох циклів сортування має велике значення, особливо коли робоча температура відповідає тій, за якої матеріал здатний стабільно функціонувати, не втрачаючи своїх властивостей поглинання ударів.
Порівняльне зниження руйнування: поліуретанові екрани порівняно зі стальними/сітчастими екранами (покращення цілісності гранул на 62 %)
Щодо процесів сортування, сталеві сітки відбивають приблизно 89 % енергії удару назад у матеріал, що підлягає обробці. Це призводить до утворення тріщин уздовж кристалічних меж, особливо помітно це у крихких речовин. Натомість сітки з поліуретану, що працюють за принципом релаксації, сприяють збереженню цілісності гранул приблизно на рівні 62 %. Чому? Такі сітки розподіляють силове навантаження протягом більш тривалого часу, що означає меншу концентрацію напруження в будь-якій окремій точці. Це дуже важливо під час обробки чутливих мінеральних структур або фармацевтичних сполук, де збереження цілісності кристалів має вирішальне значення. Наприклад, у разі абразивів на основі кварцу поліуретан забезпечує сталість розмірів частинок на рівні 97 %, тоді як традиційна плетена дротяна сітка досягає лише 78 %. У разі крихкого вугілля кількість мікротріщин зменшується приблизно втричі порівняно з традиційними методами. З експлуатаційної точки зору ця механічна різниця перекладається в реальну економію. Компанії повідомляють про значне зниження витрат на повторну обробку та покращення загального виходу продукції в рамках виробничих циклів.
Перерозподіл напружень і стійкість до утворення тріщин завдяки архітектурі екрана з релаксуючим поліуретаном
Динамічне розсіювання напружень по поверхні екрана та опорній підтримці
Щодо екранів для релаксації з поліуретану: вони працюють шляхом розподілу ударних навантажень у всіх напрямках по їхньому спеціальному в’язкопружному матеріалу замість того, щоб дозволяти напруженням накопичуватися в конкретних точках контакту. Молекулярні ланцюги при цьому розтягуються й поглинають енергію ударів. Будь-яке залишкове навантаження передається досить ефективно міцній опорній основі, розташованій позаду екрана. Така конструкція запобігає утворенню неприємних «гарячих точок» тиску, які з часом можуть спричинити виникнення мікротріщин. Випробування, проведені в реальних умовах експлуатації, також демонструють цікавий результат: екрани з твердістю за Шором A у діапазоні приблизно 70–90 зменшують концентрацію напружень близько на 40 % порівняно з більш жорсткими аналогами, доступними на сучасному ринку. Крім того, відкрита пориста структура дозволяє силовим навантаженням розповсюджуватися в кількох напрямках, що значно підвищує стійкість таких матеріалів до утворення тріщин навіть за тривалого впливу інтенсивних вібрацій.
Підвищена механічна міцність завдяки сітчастим поліуретановим структурам
Хімічно зшиті поліуретанові сітки виявляють виняткову стійкість до руйнування, маючи межу міцності на розрив щонайменше 80 кН/м та відносне подовження при розриві понад 500 %. Ковалентні зв’язки між ланцюгами утворюють спеціальні шляхи розсіювання енергії. Коли накопичується напруження, воно перенаправляється на ці жертвені зв’язки. Також присутня цікава функція відновлення: матеріал повертає свою початкову форму після деформації, а також гістерезисне демпфування, що перетворює енергію удару на тепло. Контролюючи різноманітність довжин полімерних ланцюгів, виробники можуть зменшити кількість слабких місць, одночасно зберігаючи достатню гнучкість матеріалу для більшості застосувань. Такі зшиті структури витримують приблизно вдвічі більше циклів деформації порівняно зі звичайними лінійними полімерами. Ця довговічність безпосередньо перекладається на практичні переваги, зокрема на спостережуване покращення збереження цілісності гранул на 62 % під час абразивних процесів просіювання.
Оптимізація конфігурації екрана з поліуретану для операцій, чутливих до розриву
Ключові параметри: твердість за шкалою Шора A, відсоток відкритої площі та геометрія профілю
Правильна настройка означає знаходження оптимального балансу між захистом частинок, забезпеченням тривалого терміну служби обладнання та підтримкою ефективного руху матеріалів. Шкала твердості за Шором A відіграє важливу роль у визначенні кількості поглиненої ударної енергії. М’якші матеріали з твердістю в діапазоні приблизно 55A–70A найкраще підходять для обробки ніжних матеріалів, забезпечуючи додаткове амортизаційне зниження навантаження. Однак, якщо пріоритетом є стійкість до зносу, доцільно обрати матеріали з твердістю 70A–90A, навіть за рахунок меншої еластичності. Щодо співвідношення відкритої площі, у більшості систем цей показник становить від 30 % до 40 %. Такий діапазон забезпечує гарний потік матеріалу без ризику закупорювання. Також має значення форма профілю отворів: закруглені або трапецієподібні отвори розподіляють механічні навантаження ефективніше, ніж отвори з гострими кутами. Випробування показують, що такі форми можуть зменшити кількість точок руйнування приблизно на 20 % — це досить суттєве покращення. У застосуваннях, де особливо важливо запобігти руйнуванню (наприклад, при сортуванні фармацевтичних порошків або легко руйнованих мінералів), поєднання середньої твердості (приблизно 65A) з трапецієподібними отворами дає чудові результати. Таке поєднання сприяє перенаправленню зусиль убік від чутливих частинок, завдяки чому їх кристалічна структура залишається незмінною навіть під час процесів сортування.
ЧаП
Що таке віскоеластичне гасіння?
Віскоеластичне гасіння — це властивість певних матеріалів, наприклад поліуретану, здатних поглинати енергію від ударів і вібрацій і перетворювати її на тепло. Це сприяє зменшенню напружень і запобігає руйнуванню матеріалів.
Як сітки з поліуретану для релаксації зменшують руйнування частинок?
Сітки з поліуретану для релаксації поглинають енергію удару й рівномірно розподіляють напруження по всій їхній структурі, зменшуючи пікові напруження, які можуть призводити до руйнування частинок, і зберігаючи цілісність гранул приблизно на 62 % порівняно з традиційними сітками.
Чому сітки з поліуретану переважають сталеві або сітчасті сітки?
Сітки з поліуретану значно зменшують руйнування частинок, розподіляючи силові впливи удару протягом часу й запобігаючи виникненню локалізованих зон підвищених напружень, на відміну від сталевих або сітчастих сіток, які можуть спричиняти мікротріщини.
Які параметри є критичними при оптимізації конфігурацій сіток з поліуретану?
Ключові параметри включають твердість за Шором A, співвідношення відкритої площі та геометрію профілю. Вони впливають на поглинання ударів, розподіл напружень та ефективність потоку, що є важливим для збереження цілісності частинок.