Усилие снятия резиновой детали с пресс-формы

Усилие снятия резиновой детали с пресс-формы определяет механическую силу, необходимую для преодоления сил адгезии и фрикционного трения между эластомером и металлом. На ключевое усилие снятия резиновой детали влияют усадка материала, шероховатость поверхности формообразующего гнезда, наличие разделительной смазки и упругая деформация изделия. Для цилиндрических деталей расчёт опирается на контактное давление, возникающее при остывании эластомера, и коэффициент трения резины по стали.

$F = p \cdot S \cdot \mu + F_{adh}$

Разбор по случаям

Примеры

Цилиндрическая втулка. Дано: втулка диаметром $d = 0{,}05\text{ м}$, длиной $l = 0{,}1\text{ м}$, контактное давление усадки $p = 2\cdot 10^6\text{ Па}$, коэффициент трения $\mu = 0{,}3$.

Рассчитаем площадь контакта: $S = \pi \cdot d \cdot l = 3{,}14 \cdot 0{,}05 \cdot 0{,}1 = 0{,}0157\text{ м}^2$.

Усилие снятия резиновой детали составляет $F = p \cdot S \cdot \mu = 2\cdot 10^6 \cdot 0{,}0157 \cdot 0{,}3 = 942\text{ Н}$.

Плоская мембрана. Дано: плоская деталь площадью $S = 0{,}04\text{ м}^2$, удельное усилие адгезии без смазки $\sigma_{adh} = 15\text{ кПа}$.

При выталкивании необходимо преодолеть прилипание к металлу.

По формуле $F = S \cdot \sigma_{adh}$ получаем $F = 0{,}04 \cdot 15000 = 600\text{ Н}$.

При нанесении силиконового покрытия усилие снятия резиновой детали снижается в 3–4 раза.

Конический уплотнительный колпачок. Съем конического колпачка из резины NBR 70 с характеристиками модуля упругости $E = 6$ МПа и линейной усадки $1.8\%$ выполняется со стального знака высотой $h = 40$ мм и средним диаметром $d = 30$ мм. Угол наклона стенки составляет $\alpha = 3^\circ$. Вызванное температурной усадкой радиальное давление на металлический знак достигает $p = 0.85$ МПа. При коэффициенте трения сухой резины по полированной стали $\mu = 0.35$ расчетное усилие страгивания без уклона составляет $1120$ Н. Учет конусности существенно облегчает сдвиг: конечное усилие съема изделия уменьшается до $940$ Н, что предотвращает разрыв и остаточную деформацию эластомера.

Частые ошибки

• Неучёт объемной усадки эластомера при расчёте контактного давления на внутренние знаки.
• Игнорирование изменения коэффициента трения резины о металл при нагреве пресс-формы.
• Отсутствие учёта сил адгезионного прилипания при расчёте выталкивателей плоских изделий.

Коротко

Точный расчёт позволяет правильно выбрать конструкцию выталкивателей и предотвратить брак эластомерных изделий. Таким образом, усилие снятия резиновой детали с пресс-формы зависит от геометрии, температуры и применения разделительных составов.