橡膠密封件

密封材料的發(fā)展 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，密封結(jié)構(gòu)的工作條件更加苛刻。由于被密封的流體的溫度，壓力及腐蝕性大幅度提高，傳統(tǒng)的密封材料如毛氈、麻絲、石棉絲、油灰等已不能滿足使用要求，其逐漸被橡膠及其它合成材料所代替。橡膠等合成材料一般為高分子聚合物，在大分子鏈上帶有不同特征的官能團(tuán)（如：氯、氟、基、乙烯基、異酸基、羥基、羧基、烷氧基等）成為活聯(lián)點(diǎn)。在催化劑、硫化劑、或高溫、高能射線作用下，大分子由線性結(jié)構(gòu)、支化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這個(gè)過(guò)程稱為硫化。硫化后的橡膠或其他合成材料，大分子失去原有的流動(dòng)性，稱為具有高彈變形的彈性體。常用的橡膠及合成材料有：天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁膠、丁橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、聚氨酯橡膠、酯橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。為進(jìn)一步降低成本和外形美觀，國(guó)外廠商已用TPE材料來(lái)制造汽車門窗密封條。

設(shè)計(jì)密封裝置時(shí)，當(dāng)密封件的截面選擇過(guò)小，安裝槽的截面過(guò)大，會(huì)造成密封件的初始?jí)嚎s量過(guò)小或沒(méi)有。安裝槽加工超差或有關(guān)零件的積累誤差較大，也會(huì)使初始?jí)嚎s量減小。因此，必須計(jì)算安裝槽極限尺寸的截面尺寸，檢查密封件的初始?jí)嚎s量。在常溫下具有硫化橡膠的高彈性性質(zhì)，而在一定的高溫下，又可以像熱塑性樹(shù)脂一樣，進(jìn)行塑化成型的高分材料。橡膠冷收縮系數(shù)要比金屬大十多倍，在低溫下橡膠密封件截面收縮，材質(zhì)變硬，也造成初始?jí)嚎s量減?。?

       密封面的表面缺陷 (如溝槽，毛刺、劃傷等)，表面粗糙，加工紋理不合理都會(huì)形成泄漏通道，在低壓時(shí)會(huì)出現(xiàn)泄漏。例如，往復(fù)運(yùn)動(dòng)軸上的軸向劃傷，刀痕，旋轉(zhuǎn)軸上的螺旋刀紋都是造成泄漏的隱患。安裝槽，油缸或運(yùn)動(dòng)軸的形狀誤差超過(guò)要求時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生泄漏。粗糙的密封表面會(huì)使動(dòng)密封件遭到過(guò)分的磨損，引起泄漏。在橡膠工業(yè)制品中，密封件產(chǎn)品是一類技術(shù)含量非常高的且是多門類的基礎(chǔ)配件。

     任何橡膠材料都有一定的使用溫度范圍，高溫下材料變軟，體積膨脹，造成密封件的擠出而破壞了密封；低溫下，材料的收縮、變硬都會(huì)引起泄漏。

      密封材料與介質(zhì)不相容，橡膠吸收介質(zhì)而溶脹，產(chǎn)生變形，終導(dǎo)

致密封件損壞而泄漏。

設(shè)計(jì)錯(cuò)誤通常是由於設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品認(rèn)識(shí)不足造成的。比如對(duì)密封件承受的壓力估計(jì)不足、對(duì)密封面上接觸應(yīng)力分布的認(rèn)識(shí)有誤、安放密封件的溝槽設(shè)計(jì)不合理等。

　　有限元分析(FEA)常常被用來(lái)輔助密封件的設(shè)計(jì)和失效分析。我們?cè)鵀槟趁绹?guó)客戶做過(guò)一個(gè)密封件，該密封件以塑料為主體，局部包上橡膠。客戶在檢測(cè)零件的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，塑料部分在測(cè)試時(shí)容易，從而得出結(jié)論是：塑料件在二次成型時(shí)(即將橡膠包覆在塑料件上)被損壞了。經(jīng)我們分析後發(fā)現(xiàn)，塑料件都是在一個(gè)地方的。通過(guò)有限元分析，我們發(fā)現(xiàn)，塑料件的破損部位實(shí)際上是密封件受到應(yīng)力的地方，此處應(yīng)力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)塑料所能承受的。（1）O型密封件系列有氟橡膠，丁晴膠，硅膠等多種材質(zhì)的產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械。

　　如果在設(shè)計(jì)的時(shí)候客戶就用有限元方法分析過(guò)該產(chǎn)品，不但可以避免類似的錯(cuò)誤，還可以節(jié)省其時(shí)間和金錢。當(dāng)然，想要成功的分析預(yù)測(cè)橡膠密封件的性能，不但要有合適的有限元分析軟件，還要有豐富的材料經(jīng)驗(yàn)、建模經(jīng)驗(yàn)和長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)積累。