Kumipeitteet – löydä valmistajia ja toimittajia

Kumijouset yhdistävät jousituksen ja vaimennuksen yhteen komponenttiin.

Kumijouset ovat joustavia mekaanisia komponentteja, jotka vaimentavat voimia, pehmentävät liikkeitä ja vähentävät tärinää. Toisin kuin metallijouset, ne tarjoavat luontaista vaimennusta elastomeerin sisäisen kitkan ansiosta. Tämän ansiosta ne voivat hoitaa sekä jousitus- että vaimennustoiminnot yhdessä kompaktissa komponentissa.
Kumijousia käytetään kone- ja laitosrakentamisessa, ajoneuvoissa, kuljetinjärjestelmissä, puristimissa ja lukuisissa muissa teknisissä sovelluksissa. Rakenteestaan riippuen ne voivat joutua puristus-, leikkaus- tai vääntökuormituksen alaisiksi tai näiden kuormitustyyppien yhdistelmän alaisiksi.

Seuraavassa kerrotaan, miten kumijouset toimivat, mitä tyyppejä on saatavilla, missä niitä käytetään ja mitkä kriteerit ovat tärkeitä niitä valittaessa.

Kumijousien rakenne ja toiminta

Kumijouset valmistetaan luonnonkumista tai teknisistä elastomeereistä, ja materiaalin koostumus räätälöidään kunkin sovelluksen mukaan. Monet mallit on kiinnitetty metallilevyihin, holkkeihin, kierretappiin tai muihin metallisiin kiinnikkeisiin. Kumin ja metallin välinen sidos muodostetaan usein vulkanoinnin avulla.
Kuormitettaessa elastomeerirunko muodonmuuttuu ja tuottaa palautusvoimaa. Samalla osa liike-energiasta muuttuu lämmöksi sisäisen kitkan kautta. Kumijouset tarjoavat siis paitsi jousitoimintaa myös toimivat vaimentimina.
Jousen ominaiskäyrä määräytyy geometrian, materiaalin kovuuden ja kuormituksen suunnan perusteella. Monilla kumijousilla on progressiivinen ominaiskäyrä: muodonmuutoksen kasvaessa tarvittava voima kasvaa suhteettomasti. Tämä mahdollistaa pienempien kuormitusten joustavan vaimentamisen ja samalla rajoittaa asteittain suurempia liikkeitä.
Koska elastomeerit käyttäytyvät eri tavalla staattisissa ja dynaamisissa kuormituksissa, suunnittelussa tulisi mahdollisuuksien mukaan käyttää valmistajan kuormitus-taipuma-käyriä ja dynaamisia ominaisuuksia.

Kumijousien tyypit

Kiinteät kumijouset

Kiinteillä kumijousilla on kompakti elastomeerirunko, ja ne kuormitetaan pääasiassa puristuksella. Ne sopivat pieniin taipumiin, suuriin kuormituksiin sekä sovelluksiin, joissa tarvitaan vankkaa ja yksinkertaista jousijärjestelmää.
Muodostaan riippuen ne voivat olla sylinterimäisiä, suorakulmaisia, kartiomaisia tai kaarevia. Geometria vaikuttaa käytettävissä olevaan liikealueeseen ja jousen ominaiskäyrän muotoon.

Ontot kumijouset

Ontelokumijousissa on ontelo tai erikoisesti muotoiltu profiili. Tämän ansiosta ne kestävät suurempia taipumia kuin vastaavat kiinteärakenteiset mallit. Jousen puristuessa sen geometria muuttuu, mikä johtaa usein selvästi progressiiviseen jousikarakteristiseen.
Tätä mallia käytetään muun muassa apujousena, pysäytyselementtinä tai suurta kuormitusta kestävänä jousielementtinä koneissa ja ajoneuvoissa.

Kumi-metalli-liitosjouset

Liimatuissa kumi-metalli-jousissa elastomeerirunko on kiinnitetty lujasti metallisiin päätykappaleisiin. Kierteitetyt pultit, sisäkierteet, laipat tai kiinnityslevyt helpottavat asennusta ja mahdollistavat määritellyn voiman siirron.
Rakenteesta riippuen kumi-metalli-jouset voivat vaimentaa puristus-, leikkaus- ja yhdistettyjä kuormia. Vetovoimat ovat sallittuja vain, jos elementti on nimenomaan suunniteltu tätä tarkoitusta varten ja tarvittaessa suojattu repeytymiseltä.

Kumivääntöjouset

Kumivääntöjouset hyödyntävät kumirunkojen elastista muodonmuutosta pyörimisliikkeiden vaimentamiseen. Niitä voidaan käyttää palautusjousielementteinä, joustavina liitoksina tai värähtelevien järjestelmien osina.
Tyypillisiä käyttökohteita ovat kiinnityslaitteet, kääntövarret, kuljetinjärjestelmät, hihnankiristimet ja joustavasti kiinnitetyt koneen osat.

Kumirenkaat ja -levyjouset

Rengas- ja kiekkomuotoiset kumijouset altistuvat aksiaalisille tai radiaalisille kuormituksille. Useita elementtejä voidaan yhdistää jousikokoonpanoiksi, jotta kantavuus, jousen liike ja ominaiskäyrä voidaan sovittaa kuhunkin sovellukseen.
Niitä käytetään esimerkiksi iskunvaimennusjärjestelmissä, kytkimissä, jousituksissa ja teollisissa kiinnityksissä.

Kumijousien käyttökohteet

Kone- ja laitostekniikka

Kumijouset tarjoavat joustavan kiinnityksen koneille, moottoreille, pumpuille, kompressoreille ja muille yksiköille. Ne voivat vähentää dynaamisia voimia, vaimentaa rakenteiden kautta välittyvää melua ja suojata herkkiä komponentteja iskuilta.

Kuljetin- ja seulontatekniikka

Kuljetinlavoissa, tärisevissä kuljettimissa ja seulakoneissa kumijouset toimivat kantavina ja palauttavina elementteinä. Ne mahdollistavat hallitut tärinäliikkeet ja toimivat monissa sovelluksissa lähes huoltovapaasti.

Työkalu-, puristin- ja muottivalmistus

Kumijousia käytetään puristusmuotteissa, lävistyslaitteissa ja poistojärjestelmissä. Ne voivat pitää työkappaleet paikoillaan, palauttaa komponentit alkuperäiseen asentoonsa tai vaimentaa liikkeitä työstöiskun lopussa.

Autoteollisuus

Ajoneuvoissa kumijousia käytetään pääjousina, apujousina tai iskunvaimentimina. Niitä löytyy myös akselijousituksista, ohjaamoista, perävaunuista, maatalouskoneista ja rakennuskoneista.

Kiristys- ja käyttötekniikka

Vääntöjouset voivat pitää hihnat, ketjut tai kaapimet kireällä ja samalla vaimentaa huippukuormituksia. Elastisen joustavuutensa ansiosta ne voivat kompensoida pituuden muutoksia ja kulumista tietyissä rajoissa.

Kumijousien edut

• Jousitus ja vaimennus yhdistyvät yhteen komponenttiin.
• Monissa malleissa on progressiivinen jousivakiokäyrä.
• Iskut ja lyhytaikaiset ylikuormitukset voidaan vaimentaa joustavasti.
• Kumijouset toimivat hiljaisesti.
• Ne eivät yleensä vaadi voitelua.
• Monet mallit ovat huoltotarpeeltaan vähäisiä tai huoltovapaita.
• Erilaiset geometriat ja elastomeeriseokset mahdollistavat sovelluskohtaisen suunnittelun.
• Kumi-metalli-rakenteet voidaan helposti integroida rakenteisiin.
• Elastomeerinen jousirunko ei ole alttiina korroosiolle.
• Jousitoimintaa voidaan hyödyntää useisiin suuntiin.

Kumijousien tärkeimmät hankintakriteerit

Kuormitus ja liike

Valintaa varten on tiedettävä staattiset ja dynaamiset kuormitukset. Tavallisen käyttökuormituksen lisäksi on otettava huomioon iskuvoimat, kuormituksen vaihtelu ja mahdolliset ylikuormitukset. Kumijousen tulisi toimia valmistajan määrittelemän kuormitus- ja muodonmuutosalueen rajoissa.

Jousen ominaiskäyrä

Voima-siirtymä-käyrä osoittaa tiettyyn muodonmuutokseen tarvittavan voiman. Sovelluksesta riippuen saatetaan tarvita joko suunnilleen lineaarista tai selvästi progressiivista käyrää. Dynaamisissa sovelluksissa pelkästään staattisesti määritetyt arvot eivät useinkaan riitä.

Kuormituksen suunta

Kumijouset voivat joutua puristus-, leikkaus- tai vääntökuormituksen kohteeksi tai näiden yhdistelmän kohteeksi. Sallitut voimat ja jousen liikealue vaihtelevat kuormituksen suunnan mukaan. Tahattomat vetovoimat, kallistuminen tai sivuttaiset ylikuormitukset on estettävä asianmukaisella suunnittelulla.

Elastomeerimateriaali

Luonnonkumilla on hyvät elastiset ja dynaamiset ominaisuudet, mutta se ei sovellu kaikkiin ympäristöihin. NBR tarjoaa paremman kestävyyden monille öljyille ja polttoaineille, kun taas EPDM:ää käytetään usein sovelluksissa, joissa altistutaan sään vaikutuksille, otsonille ja kuumalle vedelle. Muita materiaaleja, kuten CR:ää, silikonia tai polyuretaania, voidaan käyttää erityisten lämpötila-, väliaine- tai kulutusvaatimusten täyttämiseksi.
Todellinen kestävyys riippuu väliaineesta, pitoisuudesta, lämpötilasta ja altistuksen kestosta, ja se on tarkistettava valmistajan teknisten tietojen perusteella.

Kovuus ja lämpötila-alue

Elastomeerin kovuus vaikuttaa kantokykyyn, muodonmuutokseen ja jousitusominaisuuksiin. Samalla korkeat ja matalat lämpötilat muuttavat materiaalin jäykkyyttä ja vaimennusominaisuuksia. Siksi suuresti vaihtelevissa lämpötiloissa tarvitaan sopivia materiaaliseoksia ja riittäviä turvamarginaaleja.

Mitat ja asennus

Asennustilan, asennuskorkeuden, kiinnitysmittojen, kierteiden ja kiinnitysmenetelmän on oltava yhteensopivia rakenteen kanssa. Viereiset komponentit eivät saa rajoittaa vaadittua jousen liikealuetta. Kumi-metallijousien osalta myös metalliosien korroosiosuojaus ja kumin ja metallin välisen sidoksen laatu ovat tärkeitä.

Käyttöikä

Elastomeerien ominaisuudet voivat muuttua ikääntymisen, lämmön, UV-säteilyn, otsonin, kemikaalien ja pysyvän muodonmuutoksen vaikutuksesta. Huollon yhteydessä on tarkastettava, ettei metalliosissa ole halkeamia, haurastumista, turpoamista, pysyvää muodonmuutosta tai delaminaatiota.

Yhteenveto

Kumijouset ovat kompakteja koneen osia, joissa yhdistyvät joustava jousitoiminta ja materiaalin aiheuttama vaimennus. Rakenteesta riippuen ne voivat vaimentaa puristus-, leikkaus- tai vääntövoimia ja tarjota lineaarisia tai progressiivisia jousikarakteristikoita.
Tuotevalikoima ulottuu kiinteistä ja onteloista kumijousista kumi-metalli-rakenteisiin sekä vääntö-, rengas- ja levyjousiin. Oikean valinnan avaintekijöitä ovat kuormitus, liikealue, jousen ominaiskäyrä, kuormituksen suunta, elastomeerimateriaali, lämpötila-alue ja kiinnitystapa.

Kumijousia voi ostaa useilta valmistajilta ja toimittajilta. Exportpages-palvelusta löydät kattavat tiedot kumijousien valmistajista ja toimittajista ympäri maailmaa.