Пружинна втулкае композитен компонент, който съчетава функциите на еластични елементи и втулки в механични системи. Той се използва широко в сценарии като абсорбиране на удари, буфериране, позициониране и намаляване на триенето. Основните му функции могат да бъдат обобщени, както следва:
1. Абсорбиране на удари и амортизация
Пружинните втулки абсорбират механични вибрации и моментна енергия на удара чрез еластични материали (като напримергума, полиуретанови или метални пружинни конструкции). Например, в автомобилната система за окачване, между носача и рамата са монтирани пружинни втулки, които могат ефективно да намалят вибрациите, предавани на каросерията от неравности на пътя, и да подобрят комфорта при возене. Неговите еластични деформационни характеристики могат да преобразуват високочестотните вибрации в разсейване на топлинна енергия и да намалят риска от системен резонанс.
2. Намалете триенето и износването
Като интерфейсна среда за движещи се части, пружинните втулки намаляват коефициента на триене, като изолират директния контакт между металите. Например, задвижващият валвтулкаизползва вътрешен смазочен слой или самосмазващ се материал (като PTFE), за да намали съпротивлението при въртене, като същевременно предпазва шийката от износване и удължава живота на компонента. При възвратно-постъпателните механизми, неговата еластичност може също да компенсира аксиални отклонения и да избегне ненормално износване, причинено от несъосност.
3. Поддръжка и позициониране
Пружинните втулки осигуряват гъвкава опора за движещи се части и имат позициониращи функции. В съединенията на индустриалните роботи те могат да издържат на радиални натоварвания и да позволяват малки ъглови отклонения, осигурявайки гъвкаво движение на роботното рамо, като същевременно поддържа структурна стабилност. Освен това, конструкцията с предварително натоварване може да регулира разстоянието между компонентите, за да предотврати шум или загуба на прецизност, причинени от разхлабване.
4. Контрол на шума
Високите демпфиращи свойства на еластичните материали могат да потиснат разпространението на вибрационен шум. Например, използването нагумени втулкив основата на двигателите на домакинските уреди може да намали работния шум с 10-15 децибела. В скоростните кутии пружинните втулки могат също да блокират пътя на предаване на структурния звук и да подобрят NVH (шум, вибрации и грубост) характеристиките.
5. Удължете живота на оборудването
Чрез цялостно поглъщане на удари, намаляване на шума и намаляване на триенето, пружинните втулки значително намаляват механичните повреди от умора. Статистиката показва, че в машиностроенето оптимизираните втулки могат да увеличат живота на ключови компоненти с повече от 30%. Причината за повреда е предимно стареене на материала, а не внезапно счупване, което е удобно за прогнозна поддръжка.
Избор на материали и дизайн
- Гумена втулка: ниска цена, добри амортисьорни характеристики, но лоша устойчивост на високи температури (обикновено <100℃).
- Полиуретанова втулка: висока износоустойчивост, подходяща за сценарии с високо натоварване, но лесна за чупливост при ниска температура.
- Метална пружинна втулка: устойчивост на висока температура, дълъг живот, използва се най-вече в екстремни среди като аерокосмическата индустрия, но изисква система за смазване.
Типични приложения
- Автомобилна област: окачване на двигателя, мотовилки за окачване.
- Промишлено оборудване: опора за тръбопроводи на помпа, вентил, буфер за матрици за щамповане.
- Прецизни инструменти: сеизмична изолация на оптични платформи, позициониране на полупроводниково оборудване.
Пружинните втулки постигат баланс между твърда опора и гъвкаво регулиране чрез комбинацията от еластична механика и материалознание. Проектирането им трябва да отчита цялостно вида на натоварването (статично/динамично), честотния диапазон и факторите на околната среда. Бъдещата тенденция ще се развива към интелигентни материали (като магнитореологични еластомери) и модуларизация, за да се адаптират към по-сложни инженерни нужди.
Време на публикуване: 10 март 2025 г.
