- 溫度的影響對O型圈可靠性的分析
通常,O 型圈由高分子材料橡膠組成,其設計與分析涉及固體力學、摩擦學、高分子材料學、熱力學及機械制造工藝等多方面的理論知識,一般可利用有限元軟件對O型圈進行分析。O型圈通過被壓縮發生大變形,從而產生應力來實現液壓系統的密封。要滿足O 形圈的密封性能,必須在保證滿足O型圈的剪切強度的前提下,其zui大接觸應力至少要大于密封介質的壓力。影響O型圈應力的因素很多,包括密封結構參數如壓縮率、結構尺寸參數、接觸面的摩擦因數和環境因素如密封介質壓力、溫度等。通過建立有限元模型可以分析影響因素對O型圈性能的影響.發現介質的壓力越大,接觸應力和Mises 應力越大;得出O型圈與軸之間的zui大接觸應力隨著壓縮率、油壓的增加而增加,但在油壓一定的情況下Mises 應力并不總是隨壓縮率的增加而增加的結論;
研究表明,上下法蘭張開間隙、密封圈的初始壓縮率對zui大接觸應力的影響較大,而密封槽槽口和槽底處倒角半徑對剪切應力影響明顯; 吳廣平等分析了摩擦因數對剪切應力的影響,發現摩擦因數越大剪切應力越大。在實際工程應用中,密封系統中的密封介質的溫度往往較高,而溫度的提升會造成O型圈圈應力的變化,并加速O形圈的松弛,因此溫度對于O型圈可靠性的影響很大。
氟硅橡膠O型圈的應用
氟硅橡膠是兼具硅橡膠和氟橡膠兩者特性的彈性體材料。與甲基乙烯基硅橡膠相比,zui大的優點是耐油、耐溶劑性;而與氟橡膠相比,盡管在耐烷烴溶劑方面的差別甚微,但耐芳烴溶劑性優于氟橡膠,它的良溶劑只有極性大、小分子的酮類。氟硅橡膠的耐熱性、耐寒性、壓縮*變形性更優,而且物性對溫度的依賴性較小,從低溫到高溫都顯示出了優良的性能。其次,即使不使用增塑劑也可制得低硬度的O型圈。因此,氟硅橡膠作為一種新的高性能彈性體材料正在廣泛地應用。
氟硅橡膠O型圈的應用主要在航空航天、車輛船舶、電子通信、精密儀器、石油化工和醫療衛生等領域,但目前巿場需求量zui大的還是火箭、衛星、汽車、飛機制造業。航空薄膜:油箱調壓管路中活門用膜片、油箱通氣活門用膜片(在-55℃~200℃的煤油蒸汽和150℃的RP煤油中使用的氟硅橡膠涂層與聚酯布作骨架材料的夾布薄膜);靜、動態O型圈密封件:墊圈、皮碗、活門;汽車制品:燃油水平指示傳感器軟管、霧化器油泵隔膜、燃油泵隔膜、波紋護套、發動機曲軸后O型圈密封件、氣缸墊、燃油泵密封件、油箱蓋墊圈、油箱加油墊圈、濾油器密封件;其他:耐氟氯油、耐氟溴油、耐三氯聯苯、耐H2S溶液、耐液氮等密封件。
- 介質工作壓力對O型圈*變形的影響
工作介質的壓力是引起O型圈*變形的主要因素。現代液壓設備的工作壓力正日益提高。長時間的高壓作用會使O型圈發生*變形。因此,設計時應根據工作壓力選用適當的耐壓橡膠材料。工作壓力越高,所用材料的硬度和耐高壓性能也應越高。
為了改善O型圈材料的耐壓性能,增加材料的彈性(特別是增加材料在低溫下的彈性)、降低材料的壓縮*變形,一般需要改進材料的配方,加入增塑劑。但是,具有增塑劑的O密封形圈,長時間在工作介質中浸泡,增塑劑會逐漸被工作介質吸收,導致O型密封圈體積收縮,甚至可能使O型密封圈產生負壓縮(即在O型密封圈和被密封件的表面之間出現間隙)。因此,在計算O型密封圈壓縮量和進行模具設計時,應充分考慮到這些收縮量。應使壓制出的O型密封圈在工作介質中浸泡120~240h后仍能保持必要的尺寸。
O型圈材料的壓縮*變形率與溫度有關。當變形率在40%或更大時,即會出現泄漏,所以幾種膠料的耐熱性界限為:丁晴橡膠100℃,三元乙丙橡膠150℃,氟橡膠240℃。同一材料的O型圈,在同一溫度下,截面直徑大的O型圈壓縮*變形率較低。
在油中的情況就不同了。由于此時O型圈不與氧氣接觸,所以上述不良反應大為減少。加之又通常會引起膠料有一定的膨脹,所以因溫度引起的壓縮*變形率將被抵消。因此,在油中的耐熱性大為提高。以丁晴橡膠為例,它的工作溫度可達120℃或更高。
進口氟橡膠密封圈表面處理:博亞特公司所擁用*的加工技術,利用*的加工中心CNC制造出高精度的O型密封圈模具,用此模具生產出來的產品,產品的表面的光潔度可以達到很高,可以做到分型線很小,幾乎看不出來有合模線,如果您有特殊的要求,需要無毛邊,我們可以再次加工進行水磨處理,讓產品的合模線去除,從而達到無毛邊。給您的密封產品做到*。
橡膠密封圈的硬度:產品的硬度是受到壓力的大小而選擇的,一把來說是壓力越大硬度選擇也就要越高。氟橡膠密封圈常見的硬度值有75度、80度、85度、90度。可以訂做非常規的硬度值,如:50度、55度、60度、70度。在所有的硬度值中zui常見的或說是zui常用的硬度是75度。在特殊的使用情況下,硬度高低的選擇也會影響到產品的摩擦阻力,硬度低則摩擦阻力小,反之硬度高摩擦阻力就大,所以有需要降低摩擦阻力的需求,就要注意選擇硬度了。
備的工作壓力正日益提高。長時間的高壓作用會使O型圈發生*變形。因此,設計時應根據工作壓力選用適當的耐壓橡膠材料。工作壓力越高,所用材料的硬度和耐高壓性能也應越高。
為了改善O型圈材料的耐壓性能,增加材料的彈性(特別是增加材料在低溫下的彈性)、降低材料的壓縮*變形,一般需要改進材料的配方,加入增塑劑。但是,具有增塑劑的O密封形圈,長時間在工作介質中浸泡,增塑劑會逐漸被工作介質吸收,導致O型密封圈體積收縮,甚至可能使O型密封圈產生負壓縮(即在O型密封圈和被密封件的表面之間出現間隙)。因此,在計算O型密封圈壓縮量和進行模具設計時,應充分考慮到這些收縮量。應使壓制出的O型密封圈在工作介質中浸泡120~240h后仍能保持必要的尺寸。
O型圈材料的壓縮*變形率與溫度有關。當變形率在40%或更大時,即會出現泄漏,所以幾種膠料的耐熱性界限為:丁晴橡膠100℃,三元乙丙橡膠150℃,氟橡膠240℃。同一材料的O型圈,在同一溫度下,截面直徑大的O型圈壓縮*變形率較低。
在油中的情況就不同了。由于此時O型圈不與氧氣接觸,所以上述不良反應大為減少。加之又通常會引起膠料有一定的膨脹,所以因溫度引起的壓縮*變形率將被抵消。因此,在油中的耐熱性大為提高。以丁晴橡膠為例,它的工作溫度可達120℃或更高。