공압식 기계 주조 재료의 열팽창 계수가 기밀 설계에 어떤 영향을 미칩니 까?

열팽창계수의 기초

선팽창 계수라고도 알려진 열팽창 계수는 온도 변화에 따른 단위 길이당 재료의 치수 변화 비율을 나타냅니다. 공압 기계 주조에서 부품은 압축 공기 가열, 국부적 마찰 발생 열 또는 주변 환경 변화로 인해 온도 변동을 겪는 경우가 많습니다. 재료의 열팽창 거동은 치수 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다.

밀봉에 대한 열팽창의 영향

밀봉이 중요합니다. 공압 기계 주조 특히 실린더, 밸브 본체 및 밀폐된 공간에서 그렇습니다. 재료의 열 팽창은 내부 치수와 밀봉 표면을 변경하여 기밀성에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다. 설계 시 열팽창 계수를 고려하지 않으면 다음과 같은 몇 가지 문제가 발생할 수 있습니다.

1. 과도한 밀봉 간격: 높거나 고르지 않은 재료 팽창으로 인해 밀봉 링이나 표면이 긴밀한 접촉을 유지하지 못하고 공기 누출이 발생할 수 있습니다.

2. 과도한 응력을 받는 밀봉 부품: 제한된 팽창으로 인해 내부 응력이 발생하여 잠재적으로 밀봉이 변형 또는 손상되거나 주물에 미세 균열이 발생할 수 있습니다.

3. 접합 오정렬: 열팽창률이 서로 다른 다중 재료 주조 또는 조립품은 온도 변화, 결합 표면 느슨함 및 밀봉 성능 저하로 인해 전단 응력을 경험할 수 있습니다.

씰링 설계에는 씰 크기나 모양 이상의 것이 포함됩니다. 온도 범위 전반에 걸쳐 안정적인 기밀성을 보장하려면 재료 열팽창 특성, 적절한 간극 계산, 예압 설정 및 호환 가능한 씰 재료의 통합이 필요합니다.

재료 선택 및 설계 전략

열팽창 계수는 공압식 기계 주조 재료를 선택할 때 중요한 요소입니다. 알루미늄 및 마그네슘 합금은 가볍고 가공이 쉽지만 열팽창이 높으면 고온 환경에서 밀봉 표면에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 설계자는 보상을 위해 조정 가능한 씰 간격이나 탄성 씰을 통합하는 경우가 많습니다.

스테인레스강과 구리 합금은 열팽창이 낮기 때문에 고온 또는 고정밀 기밀 응용 분야에 적합합니다. 그러나 처리 난이도와 비용이 더 높습니다. 설계자는 재료 특성, 열팽창 및 제조 제약 조건의 균형을 맞춰야 합니다.

다중 재료 주조에서는 열팽창을 일치시키는 것이 중요합니다. 예를 들어, 강철 밀봉 표면과 결합된 알루미늄 합금 하우징에는 온도 변화에 따른 선형 팽창 차이를 정확하게 계산해야 합니다. 고온 및 저온 모두에서 긴밀한 접촉을 유지하려면 탄성 또는 조정 가능한 씰 구조가 필요합니다.

온도 보상 및 씰 최적화

열팽창은 밀봉 요소의 선택과 설계에도 영향을 미칩니다. 고무 또는 폴리우레탄 O-링과 같은 탄성 씰은 금속 팽창을 부분적으로 보상할 수 있습니다. 설계자는 온도 변동에도 기밀 성능을 유지하기 위해 주조 재료의 열팽창 계수를 기반으로 적절한 경도, 단면 형상 및 예압을 선택해야 합니다.

유한요소해석(FEA)은 씰링 설계에 널리 사용됩니다. 온도 변화에 따른 팽창 분포와 응력 집중을 시뮬레이션할 수 있어 씰링 구조를 최적화하기 위한 과학적 기반을 제공합니다. 고압 또는 고온 공압 시스템에서는 열팽창 계수를 고려하는 것이 장기적인 밀봉 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다.