Vrste gumenih mijehova: materijali, vodič za odabir i usporedbu

Vrste gumenih mijehova

Gumeni mijeh općenito se klasificiraju na dva načina: prema obliku poprečnog presjeka i prema tome kako su izgrađeni. Oblik određuje kako se mijeh uklapa u određeni sklop, dok način konstrukcije određuje kako se drži pod opterećenjem, toplinom i opetovanim savijanjem.

Po obliku, najčešći tipovi uključuju:

• Okrugli (cilindrični) mijeh — profil koji se najviše koristi, postavlja se oko osovina, šipki i okruglih kućišta
• Kvadratni i pravokutni mijeh — koristi se na linearnim vodilicama, portalnim osovinama i poklopcima strojeva s ravnim montažnim površinama
• Stožasti (suženi) mijeh — spojite dva različita promjera, uobičajena na prtljažniku upravljača i CV zgloba
• Višeosni mijeh — konstruirano s nepravilnim razmakom zavoja kako bi se istovremeno prilagodilo kombiniranom aksijalnom, bočnom i kutnom pomicanju

Prema konstrukciji, mijehovi spadaju u dvije široke kategorije. Kalupirani mijeh proizvode se u jednom komadu od gumene smjese, dajući glatku, ujednačenu stijenku koja odgovara primjenama umjerenog pritiska i umjerenog ciklusa. Mjehovi ojačani tkaninom ugraditi tkani tekstilni sloj unutar gumene stijenke, dodajući otpornost na trganje i dimenzionalnu stabilnost za veće dijelove, veće unutarnje pritiske ili primjene u kojima mijeh mora biti otporan na probijanje oštrih krhotina.

Materijali gumenih mijehova: pregled

Odabir materijala je najveći pojedinačni čimbenik u tome koliko dugo gumeni mijeh traje u službi, jer ekstremne temperature, izloženost kemikalijama i izloženost UV/ozonu različito degradiraju elastomere. Dolje je usporedba elastomera koji se najčešće koriste u industrijskim gumenim mijehovima.

EPDM gumeni mijeh

EPDM gumeni mijehovi cijenjeni su zbog svoje otpornosti na vodu, paru, izlaganje UV zračenju i širok raspon polarnih kemikalija uključujući mnoge kiseline i lužine. Zbog toga je EPDM uobičajeni izbor za vanjsku opremu, strojeve za obradu vode i primjene s redovitim pranjem ili izlaganjem vremenskim uvjetima. EPDM se također dobro drži u širokom temperaturnom rasponu, obično radeći pouzdano od oko -50°C do 130°C bez značajnog otvrdnjavanja ili pucanja.

Glavno ograničenje EPDM-a je slaba kompatibilnost s uljima, gorivima i mastima na bazi nafte, koji uzrokuju bubrenje i omekšavanje materijala. Iz tog razloga, EPDM mijeh se općenito specificira tamo gdje okolno okruženje uključuje vodu, paru ili opće atmosferske uvjete, a ne strojeve s teškim uljem — hidraulične i podmazane mehaničke primjene obično zahtijevaju nitril ili neopren umjesto toga.

Silikonski gumeni mijeh

Mijehovi od silikonske gume standardni su izbor kada mijeh mora ostati fleksibilan u neuobičajeno širokom ili ekstremnom temperaturnom rasponu. Silikon održava svoju elastičnost od otprilike -60°C do 200°C ili više, ovisno o formulaciji, i otporan je na ozon, UV zračenje i dugotrajno toplinsko starenje daleko bolje od elastomera opće namjene.

Zbog toga su silikonski mijehovi česti u visokotemperaturnoj industrijskoj opremi, pećnicama, komponentama uz ispuh i elektronici ili medicinskim uređajima gdje su toplinska stabilnost i čistoća materijala važni. Kompromis je mehanički: silikon ima manju otpornost na trganje i habanje od nitrila ili neoprena, tako da je manje prikladan za okruženja s oštrim krhotinama, jakom abrazijom ili velikim mehaničkim opterećenjem.

Neoprenski gumeni mijeh

Neoprenski gumeni mjehovi nude uravnoteženu kombinaciju otpornosti na vremenske uvjete, umjerene otpornosti na ulje i dobre otpornosti na savijanje, zbog čega neopren ostaje jedan od najrasprostranjenijih materijala za pokrivače opće namjene i opreme za vanjske prostore. Otporan je na sunčevu svjetlost, ozon i općenito starenje bolje od prirodne gume, dok podnosi povremeni kontakt s uljima i mastima bolje od EPDM-a.

Neopren radi pouzdano u umjerenom temperaturnom rasponu, općenito od oko -35°C do 100°C, što ga čini praktičnim standardom za mobilnu opremu, poljoprivredne strojeve i vanjske mehaničke pokrove koji podnose mješavinu izloženosti vremenskim prilikama i laganog kemijskog kontakta bez potrebe za većom otpornošću na toplinu EPDM-a ili silikona.

Gumeni mijehovi za primjenu na visokim temperaturama

Visokotemperaturna okruženja zahtijevaju materijale koji su otporni ne samo na trenutno izlaganje toplini, već i na dugotrajno toplinsko starenje, koje postupno otvrdnjava i puca neprikladne elastomere. Silikon i određeni EPDM spojevi dva su najčešća izbora, pri čemu se silikon općenito preferira iznad otprilike 150°C, a EPDM nudi isplativiju opciju u rasponu od 100–130°C.

U ovim primjenama, debljina stijenke i dubina zavoja također moraju uzeti u obzir toplinsko širenje montiranih komponenti, budući da se mijeh veličine točno na sobnoj temperaturi može prenapregnuti nakon što oprema postigne radnu temperaturu. Proizvođači obično ugrade marginu za ovo proširenje kada je raspon radne temperature naveden unaprijed.

Gumeni mijehovi za kemijsku otpornost

Zahtjevi za kemijsku otpornost uvelike variraju ovisno o tome hoće li mijeh doći u kontakt s kiselinama, alkalijama, otapalima ili naftnim proizvodima, a niti jedan elastomer ne daje najbolje rezultate u svim njima. EPDM općenito nudi najveću otpornost na kemikalije na bazi vode, paru i mnoge kiseline i lužine, dok su nitril i neopren prikladniji za izloženost ulju, gorivu i ugljikovodicima. Fluoroelastomeri (FKM) obično su rezervirani za najagresivnija kemijska okruženja, uključujući jaka otapala i izloženost gorivu visokim temperaturama, iako uz veće troškove materijala.

Budući da se karte kemijske kompatibilnosti razlikuju ovisno o proizvođaču i točnoj koncentraciji i temperaturi uključene kemikalije, dobra je praksa potvrditi podatke o otpornosti za određeni spoj i uvjete izloženosti, a ne oslanjati se samo na opću klasu materijala.

Gumeni mijeh protiv gumenih čizama

Pojmovi "gumeni mijeh" i "gumene čizme" često se koriste kao sinonimi, au mnogim se slučajevima odnose na istu vrstu dijela. Gdje se povlači razlika, obično se temelji na obliku i primjeni, a ne na funkciji. Gumeni prtljažnik obično se odnosi na kraći, često stožasti ili asimetrični poklopac - klasični primjer je prtljažnik CV zgloba ili prtljažnik mjenjača - dizajniran za brtvljenje jednog, relativno kompaktnog zgloba.

Gumeni mijeh, nasuprot tome, češće opisuje dulji, ravnomjerno savijeni cilindrični ili pravokutni poklopac dizajniran za prilagodbu produženog putovanja duž osi, kao što je na šipki hidrauličkog cilindra ili linearnoj vodilici. U praksi, oba pojma opisuju fleksibilne, presavijene elastomerne navlake koje štite pomične spojeve od kontaminacije, a izbor terminologije često se svodi na industrijsku konvenciju koliko i bilo koja stroga tehnička definicija.

Vodič za odabir gumenih mijehova

Odabir pravog gumenog mijeha počinje radnim okruženjem, a ne samim dijelom. Pitanja u nastavku pomažu suziti i materijal i konstrukciju:

1. Koji temperaturni raspon će vidjeti mijeh? Ekstremna toplina usmjerena je prema silikonu; ekstremna hladnoća i općenito korištenje na otvorenom usmjereno je prema EPDM ili neoprenu.
2. S kojim će kemikalijama ili tekućinama doći u kontakt? Izlaganje ulju i gorivu pogoduje nitrilu ili neoprenu; voda, para i kiseline favoriziraju EPDM.
3. Koliko kretanja mora primiti? Određuje broj zavoja, korak i je li potreban standardni okrugli profil ili prilagođeni višeosni dizajn.
4. Koliko je okoliš abrazivan? Postavke velike količine krhotina zahtijevaju konstrukciju ojačanu tkaninom ili deblje zidne dijelove.
5. Je li montažna geometrija standardna ili nepravilna? Nepravilne ili sužene točke ugradnje obično zahtijevaju prilagođeni mijeh, a ne standardni dio.

Proučavanje ovih čimbenika prije određivanja materijala ili profila pomaže u izbjegavanju dva najčešća načina kvara tijekom rada: preuranjeno pucanje od nekompatibilnog elastomera i prekomjerno rastezanje ili izvijanje od mijeha neodgovarajuće veličine za njegov hod i ugradbene dimenzije.