各種橡膠密封圈知識、O型圈的配方設計與加工
2023-05-08
橡膠密封圈，一般采用丁腈橡膠、天然橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠以及共混膠制造。密封圈主要用來(lái)防油防水防腐密封氣體，防止泄露。
根據密封圈所用材質(zhì)不同，性質(zhì)上就產(chǎn)生不同的分類(lèi)：
1、耐高溫密封圈、2、耐高壓密封圈、3、耐腐蝕密封圈、4、耐磨損密封圈
各種橡膠密封圈材質(zhì)比較
由一個(gè)或幾個(gè)零件組成的環(huán)形罩，固定在軸承的一個(gè)套圈或墊圈上并與另一套圈或墊圈接觸或形成窄的迷宮間隙，防止潤滑油漏出及外物侵入。密封圈是一種截面為圓形的橡膠圈，因其截面為O型，故稱(chēng)其為O型密封圈。是液壓與氣壓傳動(dòng)系統中使用最廣泛的一種。通常在臺企、日企叫做O Ring。
一、NBR丁腈橡膠密封圈: 適合于石油系液壓油、甘醇系液壓油、二酯系潤滑油、汽油、水、硅潤滑脂、硅油等介質(zhì)中使用。是目前用途最廣、成本最低的橡膠密封件。不適用于極性溶劑之中，例如酮類(lèi)、臭氧、硝基烴、MEK 和氯仿。一般使用溫度范圍為 -40~120 ℃。
二、HNBR氫化丁腈橡膠密封圈: 具有極佳的抗腐蝕、抗撕裂和抗壓縮變形特性，耐臭氧、耐陽(yáng)光、耐天候性較好。比丁腈橡膠有更佳的抗磨性。適用于洗滌機械、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機系統及使用新型環(huán)保冷媒 R134a的制冷系統中。不建議使用于醇類(lèi)、酯類(lèi)或是芳香族的溶液中。一般使用溫度范圍為 -40~150 ℃。
三、SIL硅橡膠密封圈: 具有極佳的耐熱、耐寒、耐臭氧、耐大氣老化性能。有很好的絕緣性能。但抗拉強度較一般橡膠差且不具耐油性。適用于家用電器如電熱水器、電熨斗、微波爐等。還適用于各種與人體有接觸的用品，如水壺、飲水機等。不建議使用于大部份濃縮溶劑、油品、濃酸及氫氧化鈉中。一般使用溫度范圍為 -55~250 ℃。
四、VITON氟素橡膠密封圈: 耐高溫性?xún)?yōu)于硅橡膠，有極佳的耐候性、耐臭氧性和耐化學(xué)性，耐寒性則不良。對于大部份油品及溶劑都具有抵抗能力，尤其是酸類(lèi)、脂族烴、芳香烴及動(dòng)植物油。適用于柴油發(fā)動(dòng)機、燃料系統及化工廠(chǎng)的密封需求。不建議使用于酮類(lèi)、低分子量的酯類(lèi)及含硝的混合物。一般使用溫度范圍為 -20~250 ℃。
五、FLS氟硅橡膠密封圈: 其性能兼有氟素橡膠及硅橡膠的優(yōu)點(diǎn)，耐油、耐溶劑、耐燃料油及耐高低溫性均佳。能抵抗含氧的化合物、含芳香烴的溶劑及含氯的溶劑的侵蝕。一般用于航空、航天及軍事用途。能者橡膠發(fā)泡卷材廠(chǎng)家不建議暴露于酮類(lèi)及剎車(chē)油中。一般使用溫度范圍為 -50~200 ℃。
六、EPDM三元乙丙橡膠密封圈: 具有很好的耐候性、耐臭氧性、耐水性及耐化學(xué)性?？捎糜诖碱?lèi)及酮類(lèi)，還可用于高溫水蒸氣環(huán)境之密封。適用于衛浴設備、汽車(chē)散熱器及汽車(chē)剎車(chē)系統中。不建議用于食品用途或是暴露于礦物油之中。一般使用溫度范圍為 -55~150 ℃。
七、CR氯丁橡膠密封圈: 耐陽(yáng)光、耐天候性能特別好。不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷劑，耐稀酸、耐硅脂系潤滑油, 但在苯胺點(diǎn)低的礦物油中膨脹量大。在低溫時(shí)易結晶、硬化。適用于各種接觸大氣、陽(yáng)光、臭氧的環(huán)境及各種耐燃、耐化學(xué)腐蝕的密封環(huán)節。不建議使用于強酸、硝基烴、酯類(lèi)、氯仿及酮類(lèi)的化學(xué)物之中。一般使用溫度范圍為 -55~120 ℃。
八、IIR丁基橡膠密封圈: 氣密性特別好，耐熱、耐陽(yáng)光、耐臭氧性佳，絕緣性能好;對極性溶劑如醇、酮、酯等有很好的抵抗能力，可暴露于動(dòng)植物油或可氧化物中。適合于耐化學(xué)藥品或真空設備。不建議與石油溶劑、煤油或芳烴同時(shí)使用。一般使用溫度范圍為 -50~110 ℃。
九、ACM丙烯酸脂橡膠密封圈: 對油品有極佳的抵抗力, 耐高溫、耐候性均佳，但機械強度、壓縮變形率及耐水性稍差。一般用于汽車(chē)傳動(dòng)系統及動(dòng)力轉向系統之中。不適用于熱水、剎車(chē)油、磷酸酯之中。一般使用溫度范圍為 -25~170 ℃。
十、NR天然橡膠密封圈: 橡膠制品具有很好的耐磨性、彈性、扯斷強度及伸長(cháng)率。但在空氣中易老化，遇熱變黏，在礦物油或汽油中易膨脹和溶解，耐堿但不耐強酸。適合于在汽車(chē)剎車(chē)油、乙醇等有氫氧根離子的液體中使用。一般使用溫度范圍為 -20~100 ℃。
十一、PU聚氨脂橡膠密封圈: 聚氨脂橡膠的機械性能非常好，耐磨、耐高壓性能均遠優(yōu)于其它橡膠。耐老化性、耐臭氧性、耐油性也相當好, 但高溫易水解。一般用于耐高壓、耐磨損密封環(huán)節，如液壓缸。一般使用溫度范圍為 -45~90 ℃。
十二、金屬橡膠密封圈:采用不銹鋼絲制成，不含任何橡膠成分，具有很強的使用特性。比如:在高真空、高低溫、強輻射、及各種腐蝕等環(huán)境下保持正常工作。密封圈表皮根據用途不同由不同材質(zhì)如不銹鋼、銅、聚四氟乙烯等材料制作，被包覆的金屬橡膠構件作為襯芯，具有密封強度高、效果好、可重復使用等優(yōu)點(diǎn)。密封圈襯芯是由不同金屬絲直徑、 密度制造的構件，適用于不同壓強場(chǎng)合。一般使用范圍為-80~800℃。這種密封圈由于成本高，所以?xún)r(jià)格比較貴。但是良好的性能，廣泛的使用環(huán)境，都得到了人們的一致認可。
各類(lèi)密封圈的作用
V型密封圈
是一種軸向作用的彈性橡膠密封圈，用作轉軸無(wú)壓密封。密封唇有較好的活動(dòng)性和適應性，可補償較大的公差和角度偏差，可防止內部油脂或油液向外漏泄，也可防止外界的濺水或塵埃的侵入。
O型密封圈
主要用于靜密封和往復運動(dòng)密封。用于旋轉運動(dòng)密封時(shí)，僅限于低速回轉密封裝置。
V型密封圈
一般安裝在外圓或內圓上截面為矩形的溝槽內起密封作用。
Y型密封圈
廣泛應用于往復動(dòng)密封裝置中。另外，還有彈簧張力（彈簧蓄能）密封圈，是在PTFE密封材料之中加入一個(gè)彈簧，有O型彈簧，V型彈簧，U型彈簧。
孔用YX型密封圈
簡(jiǎn)單描述產(chǎn)品用途：用于往復運動(dòng)液壓油缸中活塞的密封。
YX型孔用擋圈
簡(jiǎn)單描述產(chǎn)品用途:本標準適用于油缸工作壓力大于16MPa時(shí)配合YX型密封圈使用，或油缸偏心受力時(shí),起保護密封圈的作用
軸用YX型密封圈
簡(jiǎn)單描述產(chǎn)品用途:用于往復運動(dòng)液壓油缸中活塞桿的密封適用范圍PU:一般液壓缸、通用設備液壓缸。
軸用YX型擋圈
簡(jiǎn)單描述產(chǎn)品用途:本標準適用于油缸工作壓力大于16MPa時(shí)配合YX型密封圈使用,或油缸偏心受力時(shí)，起保護密封圈的作用
密封圈的裝置的選用和要求
密封圈是解決液壓系統泄漏問(wèn)題最重要、最有效的手段。液壓系統如果密封圈不良，密封圈可能出現不允許的外泄漏，外漏的油液將會(huì )污染環(huán)境；還可能使空氣進(jìn)入吸油腔，影響液壓泵的工作性能和液壓執行元件運動(dòng)的平穩性。
因此，合理地選用和設計密封圈的裝置在液壓系統的設計中十分重要，對密封圈裝置的要求如下：
1、密封圈在工作壓力和一定的溫度范圍內，應具有良好的密封性能，并隨著(zhù)壓力的增加能自動(dòng)提高密封性能。
2、密封圈裝置和運動(dòng)件之間的摩擦力要小，摩擦系數要穩定。
3、密封圈抗腐蝕能力強，不易老化，工作壽命長(cháng)，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動(dòng)補償。
4、結構簡(jiǎn)單，使用、維護方便，使密封圈有更長(cháng)的的壽命。
安裝注意事項
1、清潔安裝位置；
2、清除密封件安裝運動(dòng)過(guò)程中的毛刺；
3、在密封件上涂抹潤滑劑；
4、保護密封面不受損傷；
5、復核確認密封件的尺寸正確；
6、對于需要變形安裝的密封件使用相應工具安裝。
O形橡膠密封圈的性能和應用
O形橡膠密封圈是橫截面積為圓形的橡膠制品。其應用遍及化工、機械、煤炭、石油、冶金、交通運輸、家用電器等領(lǐng)域。O形橡膠圈是所有橡膠密封制品中，生產(chǎn)數量最大、用途最廣的一種密封元件。
〈一〉O形橡膠密封圈的性能和應用
O形橡膠密封圈廣泛用于各種機械設備中，在不同的溫度、壓力及介質(zhì)中起密封作用，用以防止機械設備漏油、漏氣、漏水及外界環(huán)境介質(zhì)和粉塵的侵入。與其它橡膠密封件相比，有以下優(yōu)點(diǎn)∶
1、結構簡(jiǎn)單，體積小，安裝部位緊湊。
2、具有自密封作用，無(wú)需周期性調整。
3、密封性能好，靜密封時(shí)不會(huì )泄漏。
4、運動(dòng)摩擦阻力小，適合于壓力交變的場(chǎng)合。
5、尺寸和溝槽已實(shí)現了標準化，價(jià)格便宜，產(chǎn)品易得，便于使用和購買(mǎi)。
6、適應性強，用途十分廣泛。
〈二〉O形橡膠密封圈的不足之處
1、用于壓縮動(dòng)密封時(shí)，啟動(dòng)摩擦阻力較大。
2、動(dòng)密封時(shí)很難做到不泄露，只能控制其泄露量不超過(guò)規定的許可值。
3、在氣壓和水壓密封過(guò)程中，需要添加潤滑油，防止磨損。在某些場(chǎng)合常需加防塵、防護擋圈。
4、對偶配合件〈如運動(dòng)面、溝槽、間隙等〉的加工尺寸及精度要求嚴格。
根據O形橡膠密封圈與被密封裝置的相對運動(dòng)狀態(tài)，可分為靜密封用O形圈、往復運動(dòng)密封用O形圈、旋轉運動(dòng)密封用O形圈。按密封結構，可分為徑向密封和軸向密封兩類(lèi)O形圈。
制造O形橡膠密封圈的材料主要是合成橡膠。根據工作溫度、接觸介質(zhì)、承受壓力的不同，在選擇膠種時(shí)也有所不同。
O形橡膠密封圈膠料配方設計
〈一〉 配方設計的原則
橡膠配方一般由生膠、硫化防老劑補強劑體系、防護體系、補強體系、軟化體系組成。配方設計的目的是為了尋求各種配合組份的最佳配比組合，從而獲得良好的綜合性能。配方設計最終要達到如下目的∶
1、 滿(mǎn)足密封圈使用性能要求。
2、 膠料加工工藝性能良好。
3、 在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下盡量選擇價(jià)格便宜、來(lái)源豐富、無(wú)毒或低毒、性能穩定的原材料。
橡膠配方按其用途可分為試驗配方和實(shí)用配方。前者是為了研究或鑒定某種原材料與硫化膠及混煉膠性能之間的關(guān)系，在組成上力求簡(jiǎn)單。實(shí)用配方則主要研究硫化膠性能與產(chǎn)品實(shí)際使用性能及混煉膠工藝性能之間的關(guān)系。實(shí)用配方的制定過(guò)程為∶
產(chǎn)品使用的環(huán)境條件、制造工藝分析-à選擇膠種以及組成配方的各種配合劑組成試驗配方-à性能評價(jià)試驗-à組份調整改進(jìn)-à擴大試驗，確定實(shí)用配方。
〈二〉 O形密封圈膠料配方設計
O形橡膠密封圈工作環(huán)境復雜多樣，就要求其膠料具有某些特殊的性能。在液壓系統中，要求具有良好的耐油性、耐溫性、低的壓縮永久變形和一定的拉伸強度。作為動(dòng)態(tài)密封，除了具有要求之外，膠料還應具有較好的耐磨性和抗撕裂性能。用于特殊介質(zhì)的密封則要求膠料在介質(zhì)中的體積變化和硬度變化較小?？傊?，配方設計應根據具體的工作條件、介質(zhì)種類(lèi)、使用溫度、工作壓力和應用狀態(tài)等綜合考慮。
〈三〉 O形密封圈膠料加工
目前，O形橡膠密封圈的制作方法還是主要用過(guò)模壓法生產(chǎn)為主，其中模壓制品的硫化方法主要有平板模壓、傳遞模壓和注射模壓三種。平板模壓法歷史最悠久。傳遞模壓約在20世紀50年代前后開(kāi)始使用，而往射模壓則自60年代起逐步由塑料工業(yè)進(jìn)人橡膠工業(yè)。當前發(fā)展趨勢是逐步發(fā)展注壓法，但由于各自適應的范圍不同。三者共存并獲得發(fā)展仍是現實(shí)。O形密封圈按其特點(diǎn)仍以平板模壓為主要成型方法。
在模壓硫化過(guò)程中，必須嚴格正確掌握硫化的溫度、時(shí)間和壓力，并隨時(shí)注意硫化過(guò)程中溫度等參數的變化情況，進(jìn)行相應處理，否則會(huì )造成產(chǎn)品欠硫或過(guò)硫。若采用自動(dòng)控制系統，則整個(gè)硫化過(guò)程會(huì )自動(dòng)記錄和控制，以保證產(chǎn)品達到正硫化程度。
硫化溫度是橡膠O形密封圈發(fā)生硫化反應的基本條件之一，它直接影響硫化速度和產(chǎn)品質(zhì)量。硫化溫度高，硫化速度快，生產(chǎn)效率高；硫化溫度低，硫化速度慢。硫化溫度系根據配方而定，其中最重要的是取決于膠種和所用硫化體系。天然橡膠最適宜的硫化溫度一般為143℃－－150℃，合成橡膠一般為150℃～180℃。硫化時(shí)間通常按照確定的硫化溫度，通過(guò)試驗確定硫化時(shí)間。
橡膠制品在硫化過(guò)程中加壓，其目的在于使膠料易于流動(dòng)，充滿(mǎn)型腔，防止硫化過(guò)程中產(chǎn)生氣泡，提高產(chǎn)品的致密性。硫化壓力的大小視膠料硬度、模具大小而定。膠料硬度高、模具尺寸大時(shí)，壓力可大些，反之則應適當減小壓力。
(文章來(lái)源于橡膠技術(shù)網(wǎng))
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