کاربرد دیافراگم لاستیکی در صنعت لاستیک سازی

مقدمه

دیافراگم لاستیکی قطعه ای است که در طیف گسترده ای از انواع مختلف ماشین آلات و تجهیزات از جمله تجهیزات خودروسازی، پزشکی، هوافضا و … برای تنظیم جریان سیالات و گازها طراحی شده و استفاده می شود. این قطعات معمولا از موادی مانند لاستیک طبیعی، لاستیک مصنوعی یا الاستومرها ساخته می شوند. انتخاب مواد اولیه برای دیافراگم لاستیکی و یا انواع اورینگ وایتون بسته به موقعیت هایی که قرار است این قطعه در آن استفاده شود، بستگی دارد. به عنوان مثال، لاستیک طبیعی ممکن است برای موقعیت هایی مناسب باشد که نیاز به کشسانی و انعطاف پذیری بالایی باشد. در حالی که لاستیک مصنوعی ممکن است برای موقعیت هایی که نیاز به مقاومت در برابر مواد شیمیایی و دماهای بالا دارند، مناسب تر باشد. در این مقاله قصد داریم تا درباره کاربرد انواع دیافراگم لاستیکی در صنعت لاستیک سازی توضیح دهیم. همچنین می خواهیم به سوالاتی همچون سوالات زیر پاسخ دهیم.

• کاربرد دیافراگم لاستیکی چیست؟
• مزایا و معایب استفاده از دیافراگم لاستیکی در صنعت لاستیک سازی چیست؟
• شرایط استفاده از دیافراگم لاستیکی چیست؟
• استانداردهای استفاده از دیافراگم لاستیکی کدام اند؟

کاربرد دیافراگم لاستیکی

دیافراگم های لاستیکی غشاهای لاستیکی انعطاف پذیری هستند و هنگامی به کار می روند که ممکن است موادی مانند مایعات یا گازها بین دو قسمت به صورت ناخواسته جا به جا شوند. گاهی به منظور عملکرد بهتر و ارتقا این قطعات از پارچه استفاده می شود. هنگامی که یک دیافراگم لاستیکی در یک طرف تحت فشار قرار می گیرد، خم می شود و به سمت دیگر حرکت می کند و تغییری در حجم و فشار ایجاد می کند. این حرکت ناشی از خاصیت ارتجاعی مواد لاستیکی است که به آن اجازه می دهد تحت فشار کشیده و منقبض شود. در این بخش قصد داریم تا به برخی از پرکاربردترین موقعیت هایی که از دیافراگم لاستیکی استفاده می شود، بپردازیم.

کاربرد دیافراگم لاستیکی در صنعت خودروسازی

یکی از کاربردهای اولیه دیافراگم های لاستیکی در صنعت خودروسازی است. از این قطعات در پمپ های سوخت، کاربراتورها و سایر قسمت های موتور برای تنظیم جریان سوخت و هوا استفاده می شود. همچنین از دیافراگم های لاستیکی در سیستم های ترمز برای تنظیم فشار روغن ترمز خودرو استفاده می شوند. این دیافراگم ها به دلیل ساختار لاستیکی خود در برابر روغن و سایر مواد شیمیایی مقاوم هستند و همین امر آن ها را برای استفاده در محیط های سخت، ایده آل می کند. علاوه بر دیافراگم لاستیک سازی از انواع اورینگ ها از جمله اورینگ nbr نیز در صنعت لاستیک سازی استفاده می شود.

کاربرد دیافراگم صنعتی در پمپ ها و کمپرسورها

یکی از کاربردهای اولیه دیافراگم های لاستیکی در صنعت لاستیک سازی در پمپ ها و کمپرسورها می باشد. دیافراگم های لاستیکی برای تنظیم جریان سیالات و گازها در این ماشین ها استفاده می‌شوند که باعث می شود تا از عملکرد کارآمد و موثر این ماشین آلات اطمینان حاصل شود. همانطور که پمپ یا کمپرسور کار می کند، دیافراگم خم می شود و به جلو و عقب حرکت می کند و جریان ضربانی سیال یا گاز را ایجاد می کند. این قطعات همچنین در سوئیچ های فشار و شیرها استفاده می شوند که اجزای حیاتی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی به شمار می آیند. با فشار بیش از حد در یک طرف، دیافراگم خم می شود، حرکت می کند و سوپاپ یا سوئیچ را باز یا بسته می کند.

کاربرد دیافراگم لاستیکی در تولید محصولات لاستیکی

یکی دیگر از کاربردهای مهم انواع دیافراگم لاستیکی در صنعت لاستیک سازی در تولید محصولات لاستیکی است. از دیافراگم های لاستیکی در فرآیند قالب گیری برای ایجاد اشکال و طرح های پیچیده استفاده می شود. همچنین این قطعات در فرآیند پخت به کار می روند تا اطمینان حاصل شود که محصولات لاستیکی به درستی شکل گرفته و سخت می شوند. برای مثال یکی از پرکاربردترین کاربردهای دیافراگم های لاستیکی در تولید تایر یا لاستیک خودروهاست. تایرها به اجزای لاستیکی مختلفی از جمله دیافراگم نیاز دارند تا اطمینان حاصل شود که با دوام، ایمن و کارآمد هستند. به این صورت که دیافراگم داخل قالب لاستیک قرار می گیرد و با فشار خاصی باد می شود تا شکل و ساختار لاستیک را ایجاد کند. هنگامی که لاستیک خشک شد، دیافراگم برداشته می شود و یک تایر کاملا فرم گرفته باقی می ماند. علاوه بر این، دیافراگم های لاستیکی در تولید کالاهای مصرفی مانند اسباب بازی، تجهیزات ورزشی و تجهیزات پزشکی نیز استفاده می شوند.

مزایای استفاده از دیافراگم لاستیکی در صنعت لاستیک سازی

دیافراگم لاستیکی همانند هر قطعه دیگری دارای مزایب و معایب احتمالی برای استفاده به خصوص در صنایع لاستیک سازی هستند. در این بخش قصد داریم تا به این موضوع بپردازیم.

• انعطاف پذیری: انواع دیافراگم لاستیکی به دلیل انعطاف پذیری خود، قابلیت تحمل فشارهای بالا را دارند.
• مقاومت در برابر خوردگی: دیافراگم های لاستیکی در برابر خوردگی مقاوم هستند و در برابر تأثیرات شیمیایی و حرارت قوی نیز مقاومت خوبی از خود نشان می دهند.
• قابلیت تولید به صورت سفارشی: دیافراگم های لاستیکی به صورت سفارشی قابل تولید هستند و برای کاربردهای خاص قابل طراحی و اجرا می باشند.
• کارآیی بالا: دیافراگم های لاستیکی با تبدیل انرژی مکانیکی به فشار سیال یا گاز، قادر به انجام وظایف خاصی هستند و کارایی بالایی دارند.

معایب دیافراگم لاستیکی در صنعت لاستیک سازی

• عمر محدود: انواع دیافراگم لاستیکی عمر محدودی دارند و پس از یک مدت زمان مشخص (بسته به نوع، جنس، شرایط محیط و …) نیاز به تعویض دارند.
• حساسیت به شرایط محیطی: دیافراگم های لاستیکی به شرایط محیطی مانند درجه حرارت و شرایط شیمیایی حساس هستند و در صورت عدم رعایت شرایط محیطی، آسیب می بینند.
• هزینه بالا: دیافراگم های لاستیکی در مقایسه با دیگر روش های تنظیم جریان سیالات و گازها هزینه بالایی دارند.
• نیاز به تعویض مکرر: دیافراگم های لاستیکی نیاز به تعویض مکرر دارند و در صورت عدم تعویض به موقع، ممکن است باعث خرابی و از کار افتادن دستگاه شوند.

شرایط استفاده از دیافراگم لاستیکی در صنعت لاستیک سازی

همانطور که در بالا اشاره کردیم یکی از محدودیت های استفاده از دیافراگم لاستیکی در صنعت لاستیک سازی، حساسیت به شرایط محیطی می باشد و در صورت رعایت نکردن، دیافراگم صدمه می بیند. در ادامه به برخی از این شرایط اشاره خواهیم کرد.

شرایط حرارتی برای استفاده از دیافراگم لاستیکی

شرایط حرارتی مناسب برای استفاده از دیافراگم های لاستیکی به چندین عامل بستگی دارد. از جمله نوع ماده لاستیکی، بهینه سازی هندسه دیافراگم، فضای کافی، تحمل در نظر گرفته شده و محدود کردن بار چرخه ای در حدود محدوده های امن از جمله این موارد می باشد. با رعایت این راهنماها، مهندسان می توانند اطمینان حاصل کنند که دیافراگم های لاستیکی در بسیاری از کاربردهای صنعتی به طور قابل اعتماد و کارآمد عمل می کنند.

محدوده دمایی برای استفاده از دیافراگم لاستیکی

شرایط حرارتی انواع دیافراگم لاستیکی به دامنه دمایی اشاره دارد که این قطعات می توانند بدون از دست دادن خواص مکانیکی یا تخریب ترکیب شیمیایی خود، مقاومت کنند. این دامنه دمایی به چندین عامل بستگی دارد. مانند نوع ماده لاستیکی، ضخامت دیافراگم، فرکانس و بزرگی بار چرخه ای و مدت زمان حرارت از جمله این موارد می باشند. به طور کلی، بیشتر دیافراگم های لاستیکی می توانند در دامنه دمایی (-40) تا 150 درجه سانتیگراد عمل کنند. اما برخی مواد می توانند با دمای بالاتر یا پایین تر مطابقت داشته باشند.

عوامل اساسی در شرایط حرارتی برای دیافراگم لاستیکی

یکی از عوامل اساسی که بر شرایط حرارتی دیافراگم های لاستیکی تأثیر می گذارد، دمای گذار شیشه ای (Tg) است. Tg دمایی است که ماده لاستیکی در آن از حالت شیشه ای به حالت لاستیکی تبدیل می شود. ماده لاستیکی در دمایی زیر Tg سفت و شکننده است، در حالی که در دمای بالای Tg نرم و منعطف است.

عامل دیگری که بر شرایط حرارتی دیافراگم های لاستیکی تأثیر می گذارد، هدایت حرارتی (Thermal conductivity) است. مواد لاستیکی به طور کلی هدایت حرارتی ضعیفی دارند، به این معنی که حرارت را سریع یا کارآمد انتقال نمی دهند. بنابراین، زمانی که دیافراگم های لاستیکی در معرض دمای بالا قرار می گیرند، به تحمل حرارت و انبساط حرارتی دچار می شوند. این انبساط حرارتی ممکن است باعث تغییرات ابعادی، خمیدگی یا پاره شدن آن شود. بنابراین، طراحی دیافراگم های لاستیکی با فضای کافی و تحمل در نظر گرفته شده برای جلوگیری از تداخل مکانیکی حرارتی الزامی است.

علاوه بر این، فرکانس و بزرگی بار چرخه ای که به دیافراگم های لاستیکی اعمال می شود، می تواند بر شرایط حرارتی آن ها تأثیر بگذارد. زمانی که دیافراگم های لاستیکی بار چرخه ای را تحمل می کنند، اصطکاک داخلی و حرارت به وجود می آیند. این حرارت خواص مکانیکی دیافراگم لاستیکی را مانند سختی، مهارت و مقاومت خستگی تحت تأثیر قرار می دهد. بنابراین، حداکثر بار چرخه ای دیافراگم های لاستیکی را در محدوده امن طراحی کرده و از لرزش یا شوک بیش از حد که ممکن است باعث آسیب حرارتی شود، پرهیز می شود.

شرایط شیمیایی برای استفاده از دیافراگم لاستیکی

شرایط شیمیایی محیط ها برای استفاده از دیافراگم های لاستیکی بر عملکرد و عمر آن ها بسیار تاثیرگذار است. در این بخش، شرایط شیمیایی مناسب برای دیافراگم های لاستیکی و نحوه تاثیر آن ها بر عملکرد آن ها مورد بحث قرار خواهد گرفت.

مقاومت شیمیایی دیافراگم های لاستیکی

دیافراگم های لاستیکی ممکن است با انواع مختلفی از مواد شیمیایی مانند اسیدها، قلیایی ها، حلال ها و روغن ها در تماس باشند. مقاومت شیمیایی دیافراگم های لاستیکی بستگی به نوع ماده لاستیکی مورد استفاده دارد. به عنوان مثال، لاستیک NBR مقاوم در برابر روغن ها و سوخت ها است. اما برای استفاده با اسیدها یا قلیایی ها مناسب نیست. از طرفی، لاستیک وایتون یا FKM مقاوم در برابر اسیدها، قلیایی ها و حلال ها است. اما برای استفاده با روغن ها مناسب نیست. بنابراین، انتخاب نوع مناسبی از ماده لاستیکی بر اساس شرایط شیمیایی که دیافراگم در آن استفاده می شود، بسیار حائز اهمیت است.

مقاومت دیافراگم لاستیکی در برابر فشار

دیافراگم های لاستیکی اغلب در موقعیت هایی استفاده می شوند که نیاز به مقاومت در برابر فشار بالا دارند. مقاومت در برابر فشار دیافراگم های لاستیکی به ضخامت و نوع ماده لاستیکی مورد استفاده دارد. دیافراگم های ضخیم تر ساخته شده از مواد لاستیکی با مقاومت بالا نسبت به دیافراگم های نازک تر ساخته شده از مواد لاستیکی نرم تر می توانند فشار بالاتری را تحمل کنند. بنابراین، انتخاب ضخامت و نوع مناسبی از ماده لاستیکی بر اساس شرایط فشاری که دیافراگم در آن استفاده می شود اهمیت دارد.

مقاومت دیافراگم لاستیکی در برابر پرتو UV

دیافراگم های لاستیکی ممکن است در معرض نور خورشید قرار بگیرند که این مسئله می تواند باعث تخریب آن ها در طول زمان شود. مقاومت دیافراگم های لاستیکی در برابر پرتو UV به نوع ماده لاستیکی مورد استفاده دارد. به عنوان مثال، لاستیک EPDM در برابر تابش UV بسیار مقاوم است و اغلب در موقعیت هایی مانند فضای باز استفاده می شود.

استانداردهای استفاده از دیافراگم لاستیکی در صنعت لاستیک سازی

برای استفاده از دیافراگم های لاستیکی در صنایع لاستیک سازی، باید به استانداردهای موجود در این صنایع توجه کرد. با رعایت استانداردها می توان از خطرات ناشی از استفاده نامناسب دیافراگم های لاستیکی جلوگیری کرد و از صحت و سلامت کارکنان و محصولات تولید شده اطمینان حاصل کرد.

استانداردهای استفاده از دیافراگم لاستیکی در صنایع لاستیک سازی عبارتند از:

استاندارد ASTM D2240: این استاندارد برای تعیین سختی دیافراگم های لاستیکی استفاده می شود.

استاندارد ASTM D412: این استاندارد برای تعیین مقاومت به کشش دیافراگم های لاستیکی در نظر گرفته می شود.

استاندارد ASTM D573: این استاندارد برای تعیین مقاومت دیافراگم های لاستیکی در برابر شرایط زیست محیطی مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

استاندارد ISO 9001: این استاندارد برای تضمین کیفیت و بهبود پایدار در فرآیندهای تولید دیافراگم های لاستیکی به کار گرفته می شود.

انواع دیافراگم پلاستیکی

انواع دیافراگم لاستیکی به صورت کلی به چند دسته اصلی تقسیم می شوند:

• دیافراگم الاستومری همگن (تمام لاستیک)
• دیافراگم لاستیکی تقویت شده با پارچه
• دیافراگم با پارچه دو طرفه
• دیافراگم لاستیکی متصل به فلز
• دیافراگم لاستیکی متصل به تفلون

اما از نظر جنس و مواد اولیه نیز، دیافراگم های لاستیکی به چندین دسته تقسیم می شوند که در ادامه به رایج ترین آن ها می پردازیم.

رایج ترین دیافراگم های لاستیکی بر اساس ماده اولیه

انواع مختلفی از دیافراگم های لاستیکی در بازار موجود است و هر نوع دارای ویژگی های منحصر به فرد خود است که آن را برای کاربردهای خاص مناسب می کند. انتخاب نوع مناسب دیافراگم لاستیکی به نیازهای کاربرد مانند دما، مقاومت شیمیایی و فشار بستگی دارد. در اینجا به برخی از رایج ترین انواع دیافراگم های لاستیکی می پردازیم.

دیافراگم های لاستیکی NBR یا ضد روغن: دیافراگم های لاستیکی نیتریل از مواد لاستیکی مصنوعی ساخته شده اند که در برابر روغن، سوخت و سایر محصولات نفتی مقاوم است. این دیافراگم ها معمولا در پمپ های سوخت، کاربراتورها و سایر کاربردهای خودرو استفاده می شوند.

دیافراگم های لاستیکی EPDM یا ضد اسید: دیافراگم های لاستیکی EPDM از مواد لاستیکی مصنوعی ساخته شده اند که در برابر گرما، ازن و هوا مقاوم می باشند. این دیافراگم ها معمولا در کاربردهای فضای باز مانند سیستم های HVAC، تصفیه خانه های آب و سایر کاربردهای صنعتی استفاده می شوند.

دیافراگم های لاستیکی سیلیکونی: دیافراگم های لاستیکی سیلیکونی از مواد لاستیکی مصنوعی ساخته شده اند که در برابر دماهای شدید و مواد شیمیایی مقاوم هستند. دیافراگم های سیلیکونی و اورینگ سیلیکون معمولا در دستگاه‌ های پزشکی، تجهیزات پردازش مواد غذایی و سایر موقعیت هایی که دمای بالایی دارند، استفاده می‌شوند.

دیافراگم های لاستیکی وایتون یا ضد مواد: دیافراگم های لاستیکی فلوئوروکربن (FKM) از مواد لاستیکی مصنوعی ساخته شده اند که در برابر مواد شیمیایی، سوخت و دماهای بالا مقاوم می باشند. این دیافراگم ها معمولا در هوافضا، خودروسازی استفاده می شوند.

دیافراگم های لاستیکی نئوپرن: دیافراگم های لاستیکی نئوپرن از مواد لاستیکی مصنوعی ساخته شده اند که در برابر روغن، هوا و ازن مقاوم هستند. این دیافراگم ها معمولا در کاربردهای صنعتی مانند پمپ ها، شیرها و محرک ها استفاده می شوند.

سوالات متداول در خصوص کاربرد دیافراگم لاستیکی در صنعت لاستیک سازی

دیافراگم های لاستیکی برای چه مواردی استفاده می شود؟

دیافراگم های لاستیکی در کاربردهای مختلفی از جمله دستگاه های کنترل سیال، پمپ ها، شیرها، محرک ها و سنسورها استفاده می شوند.

مزایای استفاده از دیافراگم های لاستیکی در دستگاه های کنترل سیال چیست؟

دیافراگم های لاستیکی مزایای متعددی را در دستگاه های کنترل سیال ارائه می دهند. از جمله دوام بالا، مقاومت در برابر سایش و پارگی، مقاومت شیمیایی و انعطاف پذیری می باشد.

هنگام انتخاب دیافراگم لاستیکی برای یک کاربرد خاص چه عواملی باید در نظر گرفته شود؟

هنگام انتخاب انواع دیافراگم لاستیکی برای یک کاربرد خاص، عواملی مانند نوع سیال یا گاز تحت کنترل، شرایط دما و فشار و دوام و مقاومت شیمیایی مورد نیاز باید در نظر گرفته شود.

انواع مختلف دیافراگم لاستیکی موجود چیست؟

انواع مختلفی از دیافراگم های لاستیکی  از جمله دیافراگم های تخت، دیافراگم های غلتشی و دیافراگم های پیچ خورده موجود است.

سخن نهایی

انواع دیافراگم لاستیکی به منظور جلوگیری از نشت سیالات در شرایط دینامیک و استاتیک مورد استفاده قرار می گیرند. کاربرد این نوع دیافراگم ها در صنعت لاستیک سازی به صورت استفاده آن ها در پمپ ها، کمپرسورها، سنسورها، شیرها و … می باشد. در این مقاله با عنوان کاربرد انواع دیافراگم لاستیکی در صنعت لاستیک سازی، تلاش کردیم تا به موضوعاتی از قبیل مزایا و معایب این قطعات، شرایط استفاده از دیافراگم های لاستیکی، استانداردهای مربوط به دیافراگم لاستیکی بپردازیم. انتخاب مناسب این قطعات با وجود انواع مختلف مواد اولیه، اشکال و اندازه های مختلف نیازمند اطلاعات دقیقی می باشد که شما می توانید با مشورت از مهندسین ما در شرکت فنی مهندسی پارت پلیمر ملل با اطمینان به سفارش محصول مورد نظر خود بپردازید. همچنین می توانید سوالات و ابهامات خود را در بخش نظرات و دیدگاه انتهای مقاله مطرح کنید تا کارشناسان ما در اسرع وقت پاسخگوی شما باشند.