Спружынная ўтулка— гэта кампазітны кампанент, які спалучае ў сабе функцыі пругкіх элементаў і ўтулак у механічных сістэмах. Ён шырока выкарыстоўваецца ў такіх выпадках, як паглынанне ўдараў, буферызацыя, пазіцыянаванне і зніжэнне трэння. Яго асноўныя функцыі можна абагульніць наступным чынам:
1. Паглынанне і амартызацыя ўдараў
Спружынныя ўтулкі паглынаюць механічныя ваганні і імгненную энергію ўдару з дапамогай эластычных матэрыялаў (напрыклад,гума, поліўрэтанавыя або металічныя спружынныя канструкцыі). Напрыклад, у аўтамабільнай падвесцы паміж рычагом і рамай усталёўваюцца спружынныя ўтулкі, якія могуць эфектыўна памяншаць вібрацыю, якая перадаецца кузаву ад няроўнасцей дарогі, і паляпшаць камфорт язды. Іх характарыстыкі пругкай дэфармацыі могуць пераўтвараць высокачашчынныя ваганні ў рассейванне цеплавой энергіі і зніжаць рызыку рэзанансу сістэмы.
2. Зніжэнне трэння і зносу
Як інтэрфейс для рухомых дэталяў, спружынныя ўтулкі зніжаюць каэфіцыент трэння, ізалюючы непасрэдны кантакт паміж металамі. Напрыклад, прывадны валутулкавыкарыстоўвае ўнутраны змазвальны пласт або самазмазвальны матэрыял (напрыклад, PTFE) для зніжэння супраціву кручэнню, адначасова абараняючы шыпку ад зносу і падаўжаючы тэрмін службы кампанента. У зваротна-паступальных механізмах яго эластычнасць таксама можа кампенсаваць восевыя адхіленні і пазбегнуць анамальнага зносу, выкліканага няправільным сумяшчэннем.
3. Падтрымка і пазіцыянаванне
Спружынныя ўтулкі забяспечваюць гнуткую апору для рухомых дэталяў і выконваюць функцыі пазіцыянавання. У прамысловых злучэннях робатаў яны могуць вытрымліваць радыяльныя нагрузкі і дапускаць невялікія вуглавыя адхіленні, забяспечваючы гнуткі рух маніпулятара робата, захоўваючы пры гэтым структурную ўстойлівасць. Акрамя таго, канструкцыя папярэдняга нацяжэння можа рэгуляваць зазор паміж кампанентамі, каб прадухіліць шум або страту дакладнасці, выкліканую аслабленнем.
4. Кантроль шуму
Высокія дэмпфіруючыя ўласцівасці эластычных матэрыялаў могуць падаўляць распаўсюджванне вібрацыйнага шуму. Напрыклад, выкарыстаннегумовыя ўтулкіу аснове рухавікоў бытавых прыбораў могуць знізіць працоўны шум на 10-15 дэцыбел. У каробках перадач спружынныя ўтулкі таксама могуць блакаваць шлях перадачы структурнага гуку і паляпшаць паказчыкі NVH (шум, вібрацыя і жорсткасць).
5. Падоўжыць тэрмін службы абсталявання
Дзякуючы комплекснай амартызацыі, зніжэнню шуму і трэння, спружынныя ўтулкі значна памяншаюць механічныя пашкоджанні ад стомленасці. Статыстыка паказвае, што ў машынабудаўнічай тэхніцы аптымізаваныя ўтулкі могуць павялічыць тэрмін службы ключавых кампанентаў больш чым на 30%. Прычынай іх паломкі ў асноўным з'яўляецца старэнне матэрыялу, а не раптоўнае разбурэнне, што зручна для прафілактычнага абслугоўвання.
Выбар матэрыялу і дызайну
- Гумавая ўтулка: нізкі кошт, добрая дэмпфіруючая здольнасць, але дрэнная ўстойлівасць да высокіх тэмператур (звычайна <100℃).
- Паліўрэтанавая ўтулка: высокая зносаўстойлівасць, падыходзіць для высокіх нагрузак, але лёгка ломкая пры нізкай тэмпературы.
- Металічная спружынная ўтулка: устойлівасць да высокіх тэмператур, працяглы тэрмін службы, у асноўным выкарыстоўваецца ў экстрэмальных умовах, такіх як аэракасмічная прамысловасць, але патрабуе сістэмы змазкі.
Тыповыя прымянення
- Аўтамабільная галіна: падвеска рухавіка, шатун падвескі.
- Прамысловае абсталяванне: апора трубаправода, клапан помпы, буфер прэс-формы для штампавальнага станка.
- Дакладныя прыборы: сейсмічная ізаляцыя аптычных платформаў, пазіцыянаванне паўправадніковага абсталявання.
Спружынныя ўтулкі дасягаюць балансу паміж жорсткай апорай і гнуткім рэгуляваннем дзякуючы спалучэнню пругкай механікі і матэрыялазнаўства. Іх канструкцыя павінна ўсебакова ўлічваць тып нагрузкі (статычная/дынамічная), дыяпазон частот і фактары навакольнага асяроддзя. У будучыні будзе развівацца тэндэнцыя да разумных матэрыялаў (напрыклад, магнітарэалагічных эластамераў) і модулярызацыі для адаптацыі да больш складаных інжынерных патрэб.
Час публікацыі: 10 сакавіка 2025 г.
