Bij het ontwerpen en gebruiken van luchtveren zijn de gebruikte materialen van cruciaal belang. Deze materialen hebben namelijk directe invloed op de prestatie, duurzaamheid en efficiëntie van luchtveren in verschillende toepassingen. In dit artikel bespreken we de verschillende materialen luchtveren voordelen en hoe deze bijdragen aan de prestaties en betrouwbaarheid van luchtveren.
Rubber- en Stofversterkte Compounds
Rubber- en stofversterkte compounds worden het meest gebruikt in de productie van luchtveren. Een van de meest gebruikte combinaties is natuurlijk rubber (NR) samen met styreen-butadieenrubber (SBR). Deze compound biedt uitstekende algemene eigenschappen, zoals een breed temperatuurbereik (-40°C tot +70°C), hoge dynamische capaciteit en een grote flexibiliteit. Luchtveren met dit materiaal zijn ideaal voor toepassingen waarbij continue bewegingen en schommelingen een rol spelen, zoals voertuigophanging of trillingsisolatie.
Daarnaast biedt chlorobutylrubber (CIIR) een superieure weerstand tegen zuren, wat deze geschikt maakt voor industriële toepassingen waarbij het materiaal in contact komt met chemische stoffen. Het temperatuurbereik varieert van -30°C tot +115°C. De voordelen van dit type rubber is de uitzonderlijke weerstand tegen veroudering, ozon en chemicaliën, waardoor de luchtveer langer meegaat in zware omgevingen.
Nitrilrubber (NBR) wordt vaak gebruikt wanneer luchtveren in contact komen met olie, brandstoffen en ozon. De bestendigheid tegen deze stoffen maakt nitril een uitstekende keuze voor toepassingen waarbij een combinatie van weerstand tegen chemicaliën en flexibiliteit vereist is. Het temperatuurbereik van NBR ligt tussen de -25°C en +110°C, wat betekent dat het ook bestand is tegen hoge temperaturen, terwijl het zijn flexibiliteit behoudt.
Voor toepassingen waarbij extreme hitte en weerstand tegen weersinvloeden vereist zijn, is ethyleen-propyleen-dieenrubber (EPDM) een goede keuze. Dit materiaal biedt een uitstekend temperatuurbereik van -20°C tot +115°C, en is bijzonder geschikt voor buitentoepassingen waarbij bescherming tegen UV-straling en ozon belangrijk is.
Metaaldelen en Slijtvastheid
De metaaldelen van luchtveren zijn net zo belangrijk als de rubberen componenten. Standaard worden de metalen onderdelen van luchtveren geleverd in elektroverzinkt staal, dat bescherming biedt tegen corrosie en slijtage. Voor toepassingen waarbij de luchtveer in contact komt met bijtende stoffen, kunnen de metalen delen echter worden vervangen door roestvrij staal, zoals AISI-304 of AISI-316L. Dit zorgt voor een langere levensduur en verhoogde slijtvastheid, wat essentieel is in omgevingen waarin luchtveren worden blootgesteld aan agressieve chemicaliën.
Een ander belangrijk aspect is het gebruik van bead ringen en mechanische krimptechnieken om de luchtveer luchtdicht te maken en de metalen onderdelen stevig met het rubber te verbinden. Deze methoden zorgen ervoor dat de luchtveer bestand is tegen hoge druk (tot wel 12 bar bij vier-laags constructie), wat nodig is voor toepassingen die hoge belastingen moeten dragen of extreme drukvereisten hebben.
Voordelen van Verschillende Materialen
Het gebruik van verschillende materialen luchtveren voordelen varieert sterk, afhankelijk van de specifieke toepassing. Een van de belangrijkste voordelen van luchtveren, ongeacht het type materiaal, is het vermogen om trillingen te isoleren en bewegingen soepel op te vangen. Dit zorgt voor minder slijtage aan andere machineonderdelen en verlengt de levensduur van de apparatuur waarin de luchtveer is geïntegreerd.
Daarnaast bieden luchtveren een constante isolatiefrequentie, zelfs bij variabele belasting. Dit betekent dat ze goed presteren in dynamische omgevingen, zoals bijvoorbeeld in voertuigophangingen, waar de belasting continu verandert. Door de mogelijkheid om de luchtdruk in de luchtveer te regelen, kan een consistente werkhoogte worden gegarandeerd, wat essentieel is voor stabiliteit en prestaties.
Bovendien zijn luchtveren ontworpen voor een onderhoudsarme werking. Dit is vooral te danken aan het ontbreken van bewegende metalen onderdelen zoals stangen en zuigers. Hierdoor zijn er minder potentiële storingspunten in vergelijking met conventionele hydraulische of pneumatische cilinders. Ook zijn luchtveren minder gevoelig voor vuil en slijtage door wrijving, wat resulteert in lagere onderhoudskosten en langere intervallen tussen onderhoudsbeurten.
Metaalopties en Constructies
Naast het rubber kan het type metaal dat wordt gebruikt voor de bead ringen en montageplaten variëren. Voor zwaardere toepassingen worden vaak stalen of aluminium bead ringen gebruikt. De krimptechniek voor de bead ringen zorgt ervoor dat de luchtveer geschikt is voor toepassingen met hoge druk en extreme belasting. Aluminium wordt soms gebruikt voor lichtere toepassingen of wanneer gewichtsbesparing belangrijk is, terwijl staal wordt gekozen voor robuustheid en duurzaamheid.
Het gebruik van een hulpreservoir kan de capaciteit van de luchtveer vergroten en de natuurlijke frequentie verlagen, waardoor de isolatiegraad toeneemt. Hulpreservoirs moeten dicht bij de luchtveer worden geplaatst en de verbindingsleidingen moeten een hoge doorstroomcapaciteit hebben om effectief te zijn. Dit verhoogt de isolatiegraad tot meer dan 99%, waardoor ongewenste trillingen bijna volledig worden geabsorbeerd.
Samenvatting van de Voordelen
- Flexibiliteit en veelzijdigheid: Luchtveren kunnen worden gebruikt als zowel actuatoren als isolatoren, afhankelijk van de vereisten van de toepassing.
- Onderhoudsarm ontwerp: Door het ontbreken van inwendige metalen onderdelen zijn luchtveren vrijwel onderhoudsvrij.
- Hoog isolatievermogen: In combinatie met een hulpreservoir kunnen luchtveren meer dan 99% van de trillingen isoleren.
- Breed temperatuurbereik: Dankzij de keuze uit verschillende elastomeren zijn luchtveren bestand tegen uiteenlopende temperatuur- en omgevingsomstandigheden.
- Weerstand tegen chemicaliën en slijtage: Specifieke materialen zoals CIIR en EPDM maken luchtveren geschikt voor gebruik in omgevingen met agressieve stoffen en extreme temperaturen.
Het selecteren van het juiste materiaal voor luchtveren is afhankelijk van de specifieke eisen van de toepassing, zoals temperatuurbereik, druk, chemische weerstand en dynamische belasting. Door de combinatie van hoogwaardige materialen en geavanceerde productieprocessen kunnen luchtveren uitstekende prestaties leveren en een lange levensduur garanderen.