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液压气动系统用橡胶密封制品
液压气动系统用的橡胶密封制品主要包括O型橡胶密封圈、旋转轴唇形密封圈和往复运动橡胶密封圈。O型橡胶密封圈是流体动力系统中*常用的橡胶密封制品,它结构简单、安装方便、密封效果也比较好,因此应用广泛、产量大。已经形成了比较完善的尺寸系统和公差以及外观检验规范,正确选择O型圈的尺寸和公差以及确保O型圈的外观质量是保证液压气动系统与元件正常可靠工作的关键环节。ISO 3601-1规定的是其尺寸系列和公差,ISO 3601-3规定的是其外观质量检验规范,欧盟、日本以及美国等*国家的尺寸系列和公差以及外观检验规范与*都有很好的一致性。我国也分别修改和等同采用以上两项*GB/T 3452.1-2005和GB/T 3452.2-2007,但是仅仅有尺寸公差和外观质量还远远不够考核O型圈的质量要求,由于O型圈的应用场合不同、接触的介质和性质不同,对材料的要求时各不相同的,目前ISO/TC 131/SC 7正在制定不同应用场合下的弹性体材料性能要求的国际标砖(为新工作项目建议阶段),但*的发布还需要时日,为了满足不同应用场合下对材料的不同要求,我国也对相应的弹性体材料制定化工行业标准。
GB/T 3456.2-2005《液压气动用O型橡胶密封圈 *部分:尺寸系列及公差》规定了液压气动系统用O型橡胶密封圈的尺寸系列和公差,是修改采用ISO 3601-1:2002制定的,与ISO3601-1:2002相比,GB/T 3452.1-2005增加了若干尺寸规格。该尺寸系列和公差包括用于液压气动的O型橡胶密封圈的内径、线径、公差和尺寸标示代号,适用于一般用途(G系列)和航空及类似的应用。如有适当的加工方法,该标准规定的尺寸和公差适用于任何一种合成橡胶材料。
O型圈的硫化后处理的机械修整
机械修整是指使用各种*机器和相应的工艺方法对橡胶O型圈进行修边过程。它是目前较*的修整方法。
(1) 机械冲切修边借助压力机械和冲模、冲刀,去除制品的胶边。此方法适用制品和其胶边能放在冲模或冲刀底板上的模型制品,如瓶塞、皮碗等。对于含胶率较高、硬度小的制品一般采用撞击法冲击切边,这样,可减少由于制品弹性较大造成刀切后边部不齐、侧面凹陷;而对含胶率较低、硬度较高的制品,可以直接采取刀口模的方法冲切。另外,冲切还分为冷切和热切,冷切是指在室温姿件下冲切,要求设备的冲切压力较高,冲切的质量较好;热切指在较高的温度,冲切时应防止高温接触制品的时间过长,影响产品质量。
(2) 机械切削修边适用于外形尺寸较大制品的修边,使用的是切削刀具。一舷切削机械都是*机器,不同制品使用不同的切刀。例如,轮胎硫化后表面气眼和排气线部位有长度不一的胶条,必须在轮胎旋转条件下使用带有沟槽的具将胶条削除。
(3) 机械磨削修边对于带有内孔和外圆的模具橡胶制品,通常使用磨削的方兹。磨削的刃具为粒子一定粗细的砂轮,磨削修边的精度较低,磨削表面较粗糙有可能夹有残余的砂粒,影响使用效果。
(4) 低温抛丸修边对于修边质量要求较高的精细制品,如O型圈、小皮碗等,可采用此法修边。将制品用液氮或干冰迅速冷却到脆性温度以下,然后高速喷人金属弹丸或塑料弹丸将飞边打碎脱落,完成修边。
(5) 低温刷磨修边它是借助两个绕水平轴旋转的尼龙刷将冷冻的橡胶制品的胶边刷除去。
(6) 低温转鼓修边它是*早采用的冷冻修边方式,利用转鼓转动产生的撞击力以及制品之间的摩擦力,使已被冷冻到脆化温度以下的制品飞边断裂并脱落,鼓的形状一般为八角形,以增大制品在鼓中的撞击力,鼓的转速要适中,加人磨蚀剂可提*率。如电解电容器的橡胶塞的修边工艺就是采用低温转鼓修整。
(7) 低温振动修边又称振动冷冻修边,制品在环行密封箱中做螺旋状振动,制品之间及制品与磨蚀剂之间存在较强的撞击作用,致使冷冻脆化的胶边碎落。低温振动修边比低温转鼓修边好,制品损坏率低,生产效率较髙。
(8) 低温摆动、抖动修边对小型或*的制品或含有金属骨架的*橡胶制品适用,与磨蚀剂一起修去产品孔眼、边角、槽沟中的胶边。
O型圈设计的两个参考原则
1、压缩率W:
通常用:W= (do-h)/do%表示,其中do表示O型圈在自由状态下的截面直径(mm);h表示O型圈槽底与被密封表面的距离,即压缩后的截面高度(mm)。在选取压缩率时,以下三个方面的因素应给以重视:(1)要有足够的密封接触面积 (2)摩擦力尽量小 (3)尽量避免*变形。
一般静密封压缩率大于动密封,但其极值应小于30%。静密封:圆柱静密封装置和往复运动式密封装置一样,一般取W=10%~15%;平面密封装置取W=15%~30%。动密封分为三种情况:
a.往复运动密封一般取W=10%~15%。
b.旋转运动密封在选取压缩率时必须要考虑焦耳热效应,一般来说,旋转运动用O形圈的内径要比轴径大3%~5%,外径的压缩率W=3%~8%。
c.低摩擦运动用,为了减小摩擦阻力,一般均选取较小的压缩率,即 W=5%~8%。此外,还要考虑到介质和温度引起的橡胶材料膨胀。通常在给定的压缩变形之外,允许的大膨胀率为15%,超过这一范围说明材料选用不合适,应改用其他材料的O型圈,或对给定的压缩变形率予以修正。压缩变形的具体数值,一般情况下,各国都根据自己的使用经验制订出标准或给出推荐值。
2、拉伸量
O型圈在装入密封沟槽后,一般都有一定的拉伸量。与压缩率不同,拉伸量的大小对密封性能和使用寿命也有很大的影响。拉伸量大不但会导致安装困难,同时也会因截面直径do发生变化而使压缩率降低,以致引起泄漏。拉伸量:α=(d+do)/(d1+do)式中d——轴径(mm);d1——O形圈的内径(mm);do——O形圈的截面直径(mm)。
接触宽度:装入密封沟槽后,其横截面产生压缩变形。变形后的宽度及其与轴的接触宽度都和密封性能和使用寿命有关,其值过小会使密封性受到影响;过大则增加摩擦,产生摩擦热,影响寿命。变形后的宽度BO(mm)与O型圈的压缩率W和截面直径dO有关,可用下式计算:BO={1/(1-W)-0.6W}dO (W取10%~40%);O型圈与轴的接触面宽度b(mm)也取决于W和dO:b=( 4W2+0.34W+0.31)dO ( W取10%~40%)。对摩擦力限制较高的密封,如气动密封、液压伺服控制元件密封,可据此估算摩擦力。