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橡膠密封件
在系列中,還有一種出類拔粹的佼佼者,那就是世界上為數(shù)不多的廠家能生產(chǎn)的氫化。不要小看前輟“氫化”二字,它具有飽和度高的主鏈,丁二烯鏈段被聚乙烯鏈段結構所替代,因此具有結晶性趨勢,烯丙基氫原子的大大減少,使得氫化膠的熱穩(wěn)定性明顯增強。因其氫化度程度越高,耐臭氧,耐化學介質(zhì)腐蝕性能就越強。但必須指出,就配方設計技術而言,并非是氫化度就的理想,因為它涉及到氫化膠的彈性和硫化交聯(lián)密度。氫化的性能,主要從分子量,結合含量和氫化度去分析。氫化由于氫化飽和賦予了新的優(yōu)良的性能。在保持基因上,又增添了更高的耐熱性和優(yōu)異的物理機械性能。同時還具有耐各種工業(yè)用油,含添加劑的流體以及燃料油。在苛刻的工況條件下,仍能表現(xiàn)良好的耐曲撓和耐磨性能。
氫化是一種合成的聚合物,以氫化反映使的碳氫鏈達到飽和,此特殊的氫化過程減少許多(NBR)聚合物主鏈上的雙鍵,因此,氫化除保有原本的特性外,且比具備更高度的耐熱、耐臭氧老化、耐熱、耐化學的性質(zhì)與機械特質(zhì)。
氫化像一樣,(ACN)的含量增加,抗石油基油和燃油的效果就增強,但其低溫性能則降低。的含量通常介于18%至50%之間。氫化填補了和氟橡膠在許多領域應用上的不足。
密封材料的發(fā)展 隨著科學技術的發(fā)展,密封結構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(如:氯、氟、基、乙烯基、異酸基、羥基、羧基、烷氧基等)成為活聯(lián)點。在催化劑、硫化劑、或高溫、高能射線作用下,大分子由線性結構、支化結構轉變成空間網(wǎng)狀結構,這個過程稱為硫化。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。
設計錯誤通常是由於設計人員對產(chǎn)品認識不足造成的。比如對密封件承受的壓力估計不足、對密封面上接觸應力分布的認識有誤、安放密封件的溝槽設計不合理等。
有限元分析(FEA)常常被用來輔助密封件的設計和失效分析。我們曾為某美國客戶做過一個密封件,該密封件以塑料為主體,局部包上橡膠。客戶在檢測零件的過程中發(fā)現(xiàn),塑料部分在測試時容易,從而得出結論是:塑料件在二次成型時(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),塑料件都是在一個地方的。通過有限元分析,我們發(fā)現(xiàn),塑料件的破損部位實際上是密封件受到應力的地方,此處應力已經(jīng)遠遠超過塑料所能承受的。
如果在設計的時候客戶就用有限元方法分析過該產(chǎn)品,不但可以避免類似的錯誤,還可以節(jié)省其時間和金錢。當然,想要成功的分析預測橡膠密封件的性能,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、建模經(jīng)驗和長期的數(shù)據(jù)積累。