Co powoduje przedwczesne pękanie gumowych części maszyn?

Gumowe części maszyn pracują pod wpływem obciążeń mechanicznych, zmian temperatury i kontaktu z różnymi substancjami. Z czasem materiał może tracić elastyczność, odkształcać się i pękać. Problem pojawia się jednak wtedy, gdy uszkodzenia występują znacznie wcześniej, niż przewiduje producent urządzenia. Przyczyną bywa niewłaściwy dobór mieszanki gumowej, przeciążenie, błąd montażowy lub nieodpowiednie warunki eksploatacji.

Jak powtarzające się obciążenia prowadzą do pękania gumy?

Guma wykazuje dużą elastyczność, ale nie posiada nieograniczonej odporności na odkształcenia. Podczas pracy maszyny tuleje, poduszki amortyzujące, wibroizolatory i inne części gumowe wielokrotnie zmieniają swój kształt. Każdy cykl rozciągania, ściskania lub zginania obciąża strukturę materiału.

Jeżeli obciążenia przekraczają możliwości wyrobu, w gumie pojawiają się mikropęknięcia. Początkowo trudno je dostrzec, jednak kolejne cykle pracy powodują ich stopniowe powiększanie. Ostatecznie materiał traci spójność i może ulec rozerwaniu.

Szczególnie niekorzystne są sytuacje, w których część pracuje jednocześnie pod dużym obciążeniem statycznym i zmiennym obciążeniem dynamicznym. Takie warunki występują m.in. w mocowaniach silników, zawieszeniach urządzeń przemysłowych i układach tłumienia drgań.

Dlaczego rodzaj mieszanki gumowej wpływa na trwałość części?

Poszczególne elastomery różnią się odpornością na oleje, temperaturę, ozon i odkształcenia mechaniczne. Materiał odpowiedni do jednego zastosowania może szybko ulec degradacji w innych warunkach.

Przykładowo kauczuk NBR wykazuje dobrą odporność na wiele olejów mineralnych, natomiast EPDM lepiej znosi kontakt z ozonem i warunki atmosferyczne. EPDM nie sprawdza się jednak przy długotrwałym kontakcie z olejami mineralnymi.

Dlatego producent wyrobów gumowych powinien znać warunki eksploatacji zamawianej części. Informacje o temperaturze, rodzaju obciążeń, środowisku chemicznym i wymaganej elastyczności pozwalają określić odpowiednie parametry materiału.

Znaczenie mają również twardość mieszanki, jej odporność na rozdzieranie oraz prawidłowy przebieg procesu wulkanizacji.

Jak temperatura i warunki środowiskowe przyspieszają starzenie gumy?

Wysoka temperatura przyspiesza reakcje chemiczne odpowiedzialne za starzenie elastomerów. Materiał może stopniowo twardnieć, tracić sprężystość i wykazywać większą podatność na pękanie. Niska temperatura z kolei ogranicza elastyczność niektórych mieszanek, przez co gwałtowne odkształcenia łatwiej powodują uszkodzenia.

Na trwałość gumy wpływają również:

• Ozon – wywołuje charakterystyczne pęknięcia powierzchniowe, często przebiegające prostopadle do kierunku rozciągania materiału.
• Promieniowanie UV – przyspiesza degradację powierzchni części wykonanych z mieszanek o niewystarczającej odporności na światło słoneczne.
• Oleje i rozpuszczalniki – mogą powodować pęcznienie, zmiękczenie lub pogorszenie właściwości mechanicznych nieodpowiedniego elastomeru.
• Duże wahania temperatury – sprzyjają zmianom właściwości materiału i zwiększają obciążenia wynikające z jego rozszerzalności cieplnej.

Niektóre mechanizmy degradacji występują jednocześnie, co dodatkowo skraca żywotność części.

Czy nieprawidłowy montaż może powodować pękanie gumowych podzespołów?

Nawet materiał o odpowiednich parametrach może szybko ulec uszkodzeniu, jeżeli monter nie zachowa właściwych warunków instalacji.

Zbyt mocne ściskanie uszczelnień, nadmierne rozciąganie osłon czy niewłaściwe ustawienie tulei prowadzą do powstawania dodatkowych naprężeń. Ostre krawędzie metalowych części mogą natomiast nacinać powierzchnię gumy i ułatwiać rozwój pęknięć.

W częściach metalowo-gumowych problemem bywa również niewłaściwe obciążenie połączenia obu materiałów. W takich przypadkach mogą występować uszkodzenia gumy przy granicy mocowania lub utrata przyczepności do metalu.

Jak ustalić przyczynę przedwczesnego zużycia?

Sama wymiana pękniętej części nie zawsze eliminuje problem. Jeżeli nowy podzespół ulega podobnemu uszkodzeniu, należy sprawdzić rzeczywiste warunki jego pracy.

Diagnostykę najlepiej rozpocząć od określenia lokalizacji i przebiegu pęknięć. Następnie trzeba zweryfikować obciążenia, temperaturę, kontakt z substancjami chemicznymi oraz sposób montażu. Pomocne okazuje się także porównanie parametrów uszkodzonej części z wymaganiami konstrukcyjnymi urządzenia.

Jeśli szukasz wyrobów gumowych lub metalowo-gumowych do maszyn przemysłowych, zapoznaj się z ofertą firmy POZGUM. Producent oferuje części katalogowe oraz realizuje zamówienia według dokumentacji technicznej lub dostarczonego wzoru. Pozwala to uwzględnić wymagania konkretnego urządzenia i ograniczyć ryzyko ponownego zastosowania nieodpowiedniego podzespołu.