o型圈橡膠材料的選用技巧

2018-09-27  來自: 西安美高梅平台真人密封 瀏覽次數:379

 

  o型圈橡膠材料的選用需考慮到以下幾個因素

  力學性能

  一般來說,工程上采用的各種橡膠o型圈,都是利用其彈性,使之起密封作用。所以要求使用的橡膠材料應具有一定的機械強度、良好的彈性而且在長時間使用情況下不改變起應有的性質。對比其它工程材料,從強度方麵來說,即使是以碳黑增強的硫化橡膠,其機械強度也是不高的。以強度好的橡膠,抗張強度(扯斷強度)隻有24~34N/mm2,強度最差的矽橡膠強度僅3.9~9.8N/mm2,與一般金屬材料相比,要差一個(甚至兩個)數量級。由於橡膠材料強度不高,尤其是表麵具有裂紋時,拉伸更容易使材料破壞,因此在選用中除應按橡膠零件要求的承載能力選擇適當的橡膠品種外,在設計中還應盡可能注意使橡膠件處於受壓狀態,而不是受剪或拉伸狀態。同時不要使橡膠零件承受的壓力過高,以免o型圈過早出現破壞。為了防止應力集中現象,橡膠o型圈的表麵一定要平滑。

  工作溫度

  橡膠材料又一比較大的缺點是使用溫度低,一般硫化橡膠允許長期使用工作溫度在100℃左右,最高的矽橡膠、氟橡膠也隻在200~300℃之間。而橡膠的力學性能有隨溫度升高而變化,尤其是強度隨溫度升高而有所下降。橡膠的彈性也與溫度變化有關。拉伸時,溫度升高,橡膠伸長率得到增大,但彈性卻下降。(需要說明的是,矽橡膠耐溫本領好,即使在200~300℃時還能保持其良好的彈性。)一般來說,橡膠短時間的加熱,冷卻後還能保持其原來的力學性能,但在長時間高溫下,內部發生了使橡膠分子結構變化的化學反應,加速了橡膠的熱老化。從其自身來說,這個老化反應是不可逆的,從而影響了材料的性能,使之不能恢複,導致橡膠零件的破壞。為了提高橡膠零件的使用壽命,在選用中要根據零件的使用環境和工作溫度,選擇耐熱性能相適應的膠種,同時在設計中注意改善零件的受摩擦狀態和散熱條件,不要使橡膠零件產生過多的熱量並形成積聚。

  橡膠是一種多組分的有機物質,要使橡膠具有較高的耐熱性能,可以通過改變膠料的成分(如采用新型的硫化體係和加入耐熱性較好的填充劑)和加工方法等輔助措施來達到。對於低溫條件下工作的橡膠零件,如在寒冷地區行駛的車輛上,某些暴露在車體外的零部件,則應選用合適的耐低溫的耐寒橡膠。因為橡膠隻能在某一範圍的溫度條件下才具有彈性,當環境溫度低到橡膠的脆化溫度時,橡膠就會變成脆而易碎的玻璃狀物質,完全失去其使用價值。要獲得性能優良的耐寒橡膠,最基本的是選擇耐寒的生膠(如矽橡膠可在-70℃—— -120℃範圍內使用);此外,通過生膠的接枝鑲嵌,降低結晶傾向,或者改變橡膠的配方,加入耐低溫的增塑劑,也能在一定範圍內改善橡膠的耐寒性能。

  介質影響

  橡膠是鏈狀的有機物質,橡膠零件在使用過程重要經常的接觸到各種有腐蝕性的介質,如油類、溶劑、酸、堿、氧氣、臭氧等等。不同品種的橡膠,由於其組分不同,它們抵抗各種介質侵蝕的能力也不僅相同。設計時必須結合橡膠零件的使用環境及所接觸的介質類型選擇適宜的材料,才能保證橡膠製品在長期使用過程中不致因介質腐蝕而降低或失去應有的物理機械性能。

  老化

  同其它高分子有機材料一樣,老化是橡膠o型圈使用過程中一個突出的問題,它直接影響到橡膠o型圈甚至整台機器設備的使用壽命。在製造、使用橡膠o型圈,選用膠料時是一個必須充分考慮的重要因素。除了材質本身外,影響橡膠老化的因素主要是氧、臭氧、熱、光、金屬鹽和機械疲勞。它們促使橡膠的大分子裂解,破壞橡膠分子的正常結構,從而使橡膠件出現變色、發粘、發脆、變硬以及龜裂等等。防止橡膠老化的措施很多(如在膠料中加入防老化劑、零件表麵塗以塗料、正確掌握硫化工藝、成品避免受壓、避光防曬)。在設計中選用耐老化性能好的膠料(矽橡膠、氟橡膠最耐老化、其次乙丙橡膠、氯丁橡膠、橡膠等)


關鍵詞: o型圈橡膠           

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