Trong hệ thống công nghiệp hiện đại, sự hợp tác giữabu lông và đai ốclà cơ sở của kết nối cơ học, vàmáy giặt, là thành phần chính giữa hai thành phần, quyết định trực tiếp đến độ tin cậy và độ bền của kết nối. Mặc dù có kích thước nhỏ, nhưng vòng đệm có thể đối phó hiệu quả với các điều kiện làm việc phức tạp như rung động, nhiệt độ cao, ăn mòn, v.v. thông qua thiết kế khoa học, tối ưu hóa vật liệu và sản xuất chính xác, và đã trở thành một yếu tố kỹ thuật không thể thiếu trong kỹ thuật cơ khí.
Chức năng cốt lõi của vòng đệm được phản ánh ở ba khía cạnh. Đầu tiên, vòng đệm phẳng làm giảm đáng kể áp suất bề mặt tiếp xúc bằng cách phân tán tải trọng dọc trục phát sinh khi bu lông được siết chặt trước. Theo nghiên cứu tiêu chuẩn ASTM F436, vòng đệm phẳng có thể làm giảm 40%-60% ứng suất tập trung của bề mặt tiếp xúc, do đó tránh được tình trạng đè bẹp hoặc biến dạng của nền. Thứ hai, vòng đệm lò xo sử dụng lực phản ứng liên tục do biến dạng đàn hồi tạo ra để bù đắp cho sự mất tải trước do rung động. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy trong điều kiện tần số rung 50Hz và biên độ 0,5mm, thời gian nới lỏng bu lông có vòng đệm lò xo có thể kéo dài hơn 3 lần giá trị cơ bản. Ngoài ra, gioăng không phải kim loại đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực bịt kín và cách nhiệt. Ví dụ, gioăng cao su nitrile được sử dụng trong hệ thống thủy lực có thể duy trì ổn định trong phạm vi nhiệt độ từ -40°C đến 120°C và chịu được áp suất bịt kín là 10MPa.
Lựa chọn vật liệu là yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất của vòng đệm. Vòng đệm thép cacbon có độ bền kéo 500-800MPa và lợi thế về chi phí thấp, chiếm 65% thị phần toàn cầu và trở thành giải pháp phổ biến. Vòng đệm thép không gỉ (304/316L) có khả năng chống ăn mòn được xác minh bằng thử nghiệm phun muối 1000 giờ và phù hợp với môi trường hóa chất và biển. Trong bối cảnh nhu cầu dẫn điện, vòng đệm hợp kim đồng được sử dụng rộng rãi do tính chất dẫn điện tuyệt vời của chúng. Về mặt vật liệu phi kim loại, polytetrafluoroethylene đã trở thành sự lựa chọn tiêu chuẩn cho ngành công nghiệp hóa chất với hệ số ma sát là 0,05 và khả năng chống ăn mòn mạnh; trong khi nhựa kỹ thuật PEEK vẫn ổn định ở nhiệt độ cao 260°C và khả năng chống biến dạng của nó cao hơn 5 lần so với nylon, có thể đáp ứng các yêu cầu tải trọng cao của động cơ máy bay.
Các kịch bản ứng dụng của vòng đệm bao gồm nhiều lĩnh vực từ thiết bị chính xác cấp micron đến thiết bị công nghiệp quy mô lớn. Trong ngành sản xuất ô tô, mỗi xe ô tô chở khách sử dụng trung bình 200-300 vòng đệm, trong đó vòng đệm thép cứng được sử dụng trong bu lông thanh truyền động cơ phải vượt qua hơn 100 triệu lần thử nghiệm tải trọng tuần hoàn theo tiêu chuẩn SAE J429. Trong lĩnh vực điện gió, vòng đệm cường độ cao có đường kính hơn 50 cm và cường độ kéo 1000 MPa đảm bảo tính ổn định về mặt cấu trúc của tháp tuabin gió dưới áp suất gió cấp 12. Lĩnh vực hàng không vũ trụ dựa vào vòng đệm hợp kim titan (Ti-6Al-4V) để đạt được sự cân bằng giữa việc giảm trọng lượng và hiệu suất - so với hợp kim nhôm truyền thống, trọng lượng của chúng giảm 30% trong khi khả năng chống mỏi tăng gấp 2 lần, khiến chúng trở thành giải pháp được ưa chuộng cho hệ thống kết nối vỏ máy bay.
Những đột phá trong công nghệ xử lý bề mặt đã cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn của gioăng. Ví dụ, lớp phủ Dacromet có thể đạt được tuổi thọ bảo vệ hơn 1.200 giờ trong môi trường phun muối thông qua cấu trúc hỗn hợp lớp kẽm-nhôm, vượt xa giới hạn 300 giờ của các quy trình mạ kẽm truyền thống.
Là một thành phần cơ bản của hệ thống kết nối cơ học, sự phát triển công nghệ của miếng đệm luôn theo kịp nhu cầu phát triển công nghiệp. Từ việc cải thiện độ tin cậy của thiết bị truyền thống đến hỗ trợ các đột phá sáng tạo trong các lĩnh vực tiên tiến như hàng không vũ trụ và năng lượng mới, thiết kế và sản xuất miếng đệm tiếp tục chứng minh giá trị của kỹ thuật chính xác. Với sự tiến bộ của khoa học vật liệu và công nghệ cảm biến thông minh, thành phần có vẻ đơn giản này sẽ tiếp tục đóng vai trò không thể thay thế trong hệ thống công nghiệp.
Thời gian đăng: 18-03-2025