O型圈对填料的性能要求
(1)O型圈对填料的细度要求:一般说,补强填料颗粒越细,比表面积越大,和橡胶接触面积也越大,补强效果越好。非补强填料颗粒越细,加入橡胶后混炼效果越好。但必须分散均匀,如分散不均匀,即使颗粒很细,混炼效果亦不好。
(2)O型圈对填料的颗粒形状与晶型要求:填料颗粒形状以球形较好,片形或针形填料在硫化胶拉伸时*产生定向排列,导致*变形增大,抗撕裂性能降低。补强填料中炭黑和白炭黑为无定形,其他填料也有结晶型的。比如硅微粉虽与白炭黑化学成分均为二氧化硅,但前者为结晶型,后者为无定型。结晶型填料又分为异轴结晶和等轴结晶两种。同轴结晶x、y、z三轴相似,各向同性。异轴结晶x、y、z三轴有显着差异,各向异性在常用非金属矿物填料中,陶土、石墨、硅藻土属异轴结晶系。碳酸钙为等轴结晶系。要求耐磨和耐撕裂性能好的橡胶制品,不宜用异轴结晶系物质作补强填料。
(3)O型圈对填料表面性质的要求:粉体填料混入橡胶,其粒子被橡胶分子包围,粒子表面被橡胶湿润的程度对补强效能有很大影响。不易湿润的颗粒,在橡胶中不易分散,*结团,降低其补强效能。这种状况可以通过添加某些有助于增加湿润的物质得以改善。例如补强效能很小的碳酸钙,加入脂肪酸后,降低了表面张力,增加了湿润程度,提高了补强效果。
O型圈材质----丁晴、氯丁、丁基橡胶的塑炼特性
1、 丁晴橡胶 丁晴橡胶根据其初始门尼粘度分为软丁晴橡胶和硬丁晴橡胶。软丁晴橡胶可塑性较高(门尼粘度在65以下),一般不需要塑炼或短时间塑炼即可。硬丁晴橡胶可塑性低(门尼粘度一般为90-120),工艺性能差,必须进行充分苏联才能进行进一步加工。丁晴橡胶的塑炼应采用开炼机在低温(40℃以下)、小辊距(1mm左右)、低容量(为NR容量的1/3-1/2)条件下操作。丁晴橡胶在高温塑炼条件下,会导致生成凝胶,不能获得塑炼效果,因此,不能使用密炼机塑炼。
2、 氯丁橡胶 氯丁橡胶的初始门尼粘度都较低,一般能满足加工工艺要求,可不进行塑炼。但是,由于氯丁橡胶在贮存期内(尤其**过半年),可塑性严重下降,因此仍需塑炼,以获得所需要的可塑性,实验证明,硫磺调节型氯丁橡胶在较初的5-10min塑炼效果显着,15min即可获得符合实际要求的可塑性。氯丁橡胶用密炼机塑炼时,要严格控制温度,使排胶温度不**85℃。
3、 丁基橡胶 丁基橡胶的初始门尼粘度为37-75时,一般不需要塑炼,但对丁基橡胶进行适当塑炼,可稍许提高生胶可塑性,改善加工性能。丁基橡胶单靠机械剪切进行塑炼很困难,必须通过“塑解剂”的化学反应和机械剪切相结合开降低其粘度。
氟硅橡胶O型圈的应用
氟硅橡胶是兼具硅橡胶和氟橡胶两者特性的弹性体材料。与甲基乙烯基硅橡胶相比,优点是耐油、耐溶剂性;而与氟橡胶相比,尽管在耐烷烃溶剂方面的差别甚微,但耐芳烃溶剂性优于氟橡胶,它的良溶剂只有极性大、小分子的酮类。氟硅橡胶的耐热性、耐寒性、压缩*变形性更优,而且物性对温度的依赖性较小,从低温到高温都显示出了优良的性能。其次,即使不使用增塑剂也可制得低硬度的O型圈。因此,氟硅橡胶作为一种新的高性能弹性体材料正在广泛地应用。
温度的影响对O型圈可靠性的分析
通常,O 型圈由高分子材料橡胶组成,其设计与分析涉及固体力学、摩擦学、高分子材料学、热力学及机械制造工艺等多方面的理论知识,一般可利用有限元软件对O型圈进行分析。O型圈通过被压缩发生大变形,从而产生应力来实现液压系统的密封。要满足O 形圈的密封性能,必须在保证满足O型圈的剪切强度的前提下,其较大接触应力至少要大于密封介质的压力。影响O型圈应力的因素很多,包括密封结构参数如压缩率、结构尺寸参数、接触面的摩擦因数和环境因素如密封介质压力、温度等。通过建立有限元模型可以分析影响因素对O型圈性能的影响.发现介质的压力越大,接触应力和Mises 应力越大;得出O型圈与轴之间的较大接触应力随着压缩率、油压的增加而增加,但在油压一定的情况下Mises 应力并不总是随压缩率的增加而增加的结论;
氟硅橡胶O型圈的应用主要在航空航天、车辆船舶、电子通信、精密仪器、石油化工和医疗卫生等领域,但目前巿场需求量较大的还是火箭、卫星、汽车、飞机制造业。航空薄膜:油箱调压管路中活门用膜片、油箱通气活门用膜片(在-55℃~200℃的煤油蒸汽和150℃的RP煤油中使用的氟硅橡胶涂层与聚酯布作骨架材料的夹布薄膜);静、动态O型圈密封件:垫圈、皮碗、活门;汽车制品:燃油水平指示传感器软管、雾化器油泵隔膜、燃油泵隔膜、波纹护套、发动机曲轴后O型圈密封件、气缸垫、燃油泵密封件、油箱盖垫圈、油箱加油垫圈、滤油器密封件;其他:耐氟氯油、耐氟溴油、耐三氯联苯、耐H2S溶液、耐液氮等密封件。
研究表明,上下法兰张开间隙、密封圈的初始压缩率对较大接触应力的影响较大,而密封槽槽口和槽底处倒角半径对剪切应力影响明显;
吴广平等分析了摩擦因数对剪切应力的影响,发现摩擦因数越大剪切应力越大。在实际工程应用中,密封系统中的密封介质的温度往往较高,而温度的提升会造成O型圈圈应力的变化,并加速O形圈的松弛,因此温度对于O型圈可靠性的影响很大。