橡膠一詞來源于印第安語,意為“流淚的樹”。天然橡膠就是由三葉橡膠樹割膠時(shí)流出的膠乳經(jīng)凝固、干燥后而制得。加工后的成品是具有彈性、絕緣性、不透水和空氣的材料。其主要分為天然橡膠與合成橡膠二種,天然橡膠是從橡膠樹、橡膠草等植物中提取膠質(zhì)后加工制成。合成橡膠則由各種單體經(jīng)聚合反應(yīng)而得。橡膠制品廣泛應(yīng)用于工業(yè)或生活各方面。有很廣泛的用途。橡膠還可以詳細(xì)分為天然橡膠、通用橡膠、丁苯橡膠、丁晴橡膠、硅橡膠、三元乙丙橡膠、氯丁橡膠等。
橡膠的加工過程包括塑煉、混煉、壓延或擠出、成型和硫化等基本工序,每個(gè)工序針對(duì)制品有不同的要求,分別配合以若干輔助操作。為了能將各種所需的配合劑加入橡膠中,生膠首先需經(jīng)過塑煉提高其塑性;然后通過混煉將炭黑及各種橡膠助劑與橡膠均勻混合成膠料;膠料經(jīng)過壓出制成一定形狀坯料;再使其與經(jīng)過壓延掛膠或涂膠的紡織材料(或與金屬材料)組合在一起成型為半成品;zui后經(jīng)過硫化又將具有塑性的半成品制成高彈性的zui終產(chǎn)品。
在加工過程中,對(duì)精度要求比較高的制品包括油封、O型圈、密封件等橡膠制品,還需要進(jìn)行修邊、去毛邊加工,可選用的方式有人工修邊、機(jī)械修邊和冷凍修邊。橡膠及其制品在加工,貯存和使用過程中,由于受內(nèi)外因素的綜合作用而引起橡膠物理化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能的逐步變壞,zui后喪失使用價(jià)值,這種變化叫做橡膠老化。表面上表現(xiàn)為龜裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色、長霉等。
一、影響O型圈密封性能的幾大因素
1.運(yùn)動(dòng)速度 運(yùn)動(dòng)速度很低(<0.03m/s)時(shí),要考慮設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)性和是否出現(xiàn)"爬行"現(xiàn)象。運(yùn)動(dòng)速度很高(>0.8m/s)時(shí),起潤滑作用的油膜可能被破壞,密封因得不到很好的潤滑而摩擦發(fā)熱,導(dǎo)致壽命大大降低。建議聚氨脂或O型圈密封在0.03m/s~0.8m/s速度范圍內(nèi)工作比較適宜。
2.溫度 低溫會(huì)使聚氨脂或橡膠密封彈性降低,造成泄露,甚至整個(gè)O型圈變得發(fā)硬發(fā)脆。高溫會(huì)使油封體積膨脹、變軟,造成運(yùn)動(dòng)時(shí)密封摩擦阻力迅速增加和耐壓能力降低。建議聚氨脂或橡膠密封連續(xù)工作溫度范圍-10℃~+80℃。
3.工作壓力 O型圈有較低啟動(dòng)壓力(minimum service pressure)要求。低壓工作須選用低摩擦性能、啟動(dòng)阻力小的O型圈。在2.5MPa以下,聚氨脂密封件并不適合;高壓時(shí)要考慮O型圈受壓變形的情況,需用防擠出擋圈,溝槽加工方面也有特殊要求。此外,不同材質(zhì)的密封件具有不同的較佳工作壓力范圍。對(duì)于聚氨脂密封件的較佳工作壓力范圍2.5~31.5MPa。溫度、壓力對(duì)密封性能的影響是互相關(guān)聯(lián)的,因此要做綜合考慮。
4.工作介質(zhì) 除了嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家的*意見選取工作介質(zhì)外,保持工作介質(zhì)的清潔至關(guān)重要。油液的老化或污染不僅會(huì)使系統(tǒng)中的元件發(fā)生故障,加快O型圈的老化和磨損,而且其中的臟物可能劃傷或嵌入O型圈,使密封失效。因此,必須定期地檢查油液品質(zhì)及其清潔度,并按設(shè)備的維護(hù)規(guī)范更換濾油器或油液。在油缸里油液中殘留的空氣經(jīng)高壓壓縮會(huì)產(chǎn)生高溫使油封燒壞,甚至炭化。為避免這種情況發(fā)生,在液壓系統(tǒng)運(yùn)行初始時(shí),應(yīng)進(jìn)行排氣處理。液壓缸也應(yīng)在低壓慢速運(yùn)行數(shù)分鐘,確認(rèn)已排完油液中殘留的空氣,方可正常工作。
5.側(cè)向負(fù)載 活塞上一般必須裝支承環(huán),以保證油缸能承受較大的負(fù)載。O型圈和支承環(huán)起*不同的作用,O型圈不能代替支承環(huán)負(fù)載。有側(cè)向力的液壓缸,必須加承載能力較強(qiáng)的支承環(huán)(重載時(shí)可用金屬環(huán)),以防O型圈在偏心的條件下工作引起泄漏和異樣磨損。
6.液壓沖擊 產(chǎn)生液壓沖擊的因素很多,如挖掘機(jī)挖斗突然碰到石頭,吊機(jī)起吊或放下重物的瞬間。除外在因素外,對(duì)于高壓大流量液壓系統(tǒng),執(zhí)行元件(液壓缸或液壓馬達(dá)等)換向時(shí),如果換向閥性能不太好,很容易產(chǎn)生液壓沖擊。液壓沖擊產(chǎn)生的瞬間高壓可能是系統(tǒng)工作壓力的幾倍,這樣高的壓力在極短時(shí)間內(nèi)會(huì)將油封撕裂或?qū)⑵渚植繑D入間隙之內(nèi),造成嚴(yán)重?fù)p壞。一般有液壓沖擊的油缸應(yīng)在活塞桿上安裝緩沖環(huán)和擋圈。緩沖環(huán)裝在油封的前面吸收大部分沖擊壓力,擋圈防止油封在高壓下擠入間隙,根部被咬壞。