橡膠密封制品技術(shù)講座new

1、橡膠密封制品技術(shù)講座一隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的的進步，橡膠以獨特的性能（最大單位重量的彈性貯能和粘彈性質(zhì)）制成各種各樣的密封制品，廣泛的應(yīng)用在汽車、摩托車、家電、液壓氣動機械、冶金、水暖、衛(wèi)浴、石油化工機械、食品、船舶、航天、手工等行業(yè)。近年，新的成型技術(shù)，高分子材料的開發(fā)，以及納米技術(shù)的應(yīng)用，更使得密封制品達到了新的境界。為了使麥豐員工，忙提高密封制品的制造技術(shù)水平，我們決定從本刊開始，系統(tǒng)介紹橡膠密封制品工藝技術(shù)，分期出版。橡膠密封制品橡膠密封制品種類繁多，用途很廣，一般根據(jù)其使用狀況，大致分類如下：1. 靜態(tài)密封用：“O”型圈、墊圈、墊片、密封條、防塵罩除此以外，液體密封膠，厭氧膠

2、、橡膠膩子也可用于靜態(tài)密封。2. 動態(tài)密封用：a) 往復(fù)運動用-各種斷面“O”形圈、密封圈、皮硫、皮圈、防塵罩等；b) 旋轉(zhuǎn)運動用-“O”形圈、各種斷面密封圈、墊圈等；c) 高真空用-“O形圈、隔膜、墊圈、墊片等。以下分別對一些主要的，典型的密封制品進行闡述：一“O”型圈這是我公司主要產(chǎn)品之一?！癘”形圈的結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，體積小，密封性能可靠。所以作為密封件得到廣泛的應(yīng)用；早期，“O”形圈，只作固定型的靜態(tài)密封用，后來使用范圍逐漸擴大，可用于往復(fù)運動，旋轉(zhuǎn)運動，而且耐壓范圍也逐步的提高?！癘”形圈的結(jié)構(gòu)如圖1（一）“O”形圈的使用情況圖2 ABC分別為平面法蘭和缸法蘭及缸螺紋法蘭密封，稱之

3、為靜密封（或固定密封）圖A為往返運動密封，B為旋轉(zhuǎn)運動 密封呢感，都稱之為動密封。（二） （O）形圈的密封原理1、靜態(tài)密封（1） 當(dāng)主體壓力較低，P=0時，由于安裝對“O”形圈的接觸面上，形成一定的接觸壓力PO（接觸面單位平均壓力），阻止液體的泄漏而獲得密封。（見圖3）（2）當(dāng)液體壓力較大（如圖4）P=50公斤/厘米2時，“O”形圈的接觸壓力：PM=PO+PH式中：PM-平位面積接觸平均總壓力PO-裝配壓縮變形產(chǎn)生的平均單位壓力由此可見“O”形圈的接觸壓力，隨介質(zhì)壓力的增加而增加，當(dāng)PH比PO大很多時，PO就不是密封的主要因素。PH成為密封的主要因素，這種密封作用稱之為自密封。（2） 當(dāng)介質(zhì)壓

4、力很高時，P>100公斤/厘米2(O)形圈一部分被擠入間隙,提高膠料的硬度,減大小空隙位,可以在一定壓力范圍內(nèi)有一定的效果,當(dāng)介質(zhì)在壓力P>300公斤/厘米2時，需要加檔圈（如圖）檔圈的材料一般為聚甲醛、聚四氟乙烯、尼龍等 未完待續(xù)密封制品技術(shù)講座二續(xù) 一般高速油封Pr(單位徑向力)在100克厘米左右,低速油封可以取高一些,油封的徑向力的大小除了通過實際測量,修正外,在設(shè)計時還可以進行計算,如下式Pr= P過盈量+P腰+P彈 式中: Pr =單位周長的總徑向力 克厘米P過盈量唇口部的過盈量引起橡膠收縮,作用于軸上單位長度的徑向力.P腰油封腰部變形而引起的單位長度的徑向力 克厘米P彈

5、彈簧收縮引起的單位長度的徑向力 克厘米P過盈n1EFR12=（D1-d）EF/2R12式中：E-油封膠料伸張性模量克/厘米R1軸半徑 厘米D1軸直徑d油封自由狀態(tài)內(nèi)徑 厘米n1油封過盈量的一半n1= D1d/2;( D1- d) 過盈量F唇口部位的斷面積 厘米2P腰=n1ES13/4L3式中：S1油封腰部厚度 厘米L油封腰部厚度 厘米P彈2（T+P0）/D2式中：P0彈簧預(yù)應(yīng)力 克D2彈簧工作狀態(tài)的內(nèi)徑 厘米T彈簧工作狀態(tài)的張應(yīng)力 克T=L1D44G/64nr3式中：L1彈簧工作狀態(tài)的拉伸長度 厘米G彈簧鋼材的扭轉(zhuǎn)彈性模量 克/厘米2d4鋼絲直徑 厘米n彈簧的圈數(shù)r彈簧的平均半徑：r=d3-d

6、4/2d3彈簧外直徑各尺寸參照圖（略）影響油封存的徑向力的大小，其中彈簧是主要的，約占總徑向力的70-80%，它決定于膠料的彈性模量E，過盈量（D1-d），以及唇口部位與腰部的幾何尺寸，而這些幾何尺寸多受油封規(guī)格的限制，不能任意調(diào)整，采用調(diào)節(jié)膠料的彈性模量（或硬度）來調(diào)節(jié)器節(jié)徑向力也不是主要目標(biāo)。膠料的模量主要從油封的密封性能、壽命、環(huán)境等來考慮的。徑向力的計算雖然是近似的，但它從理論上反映了徑向力的本質(zhì)，對油封的設(shè)計有指導(dǎo)意義。油封各部位尺寸的設(shè)計，參照下列各表封油彈簧圈各部位參考尺寸單位：毫米油封內(nèi)容1818303050508080120120180180d40.30.350.40.450

7、.50.60.7d31.62.22.22.53.03.54.0d2D1+1D1+1D1+1D1+1D1+2.0D1+2.5D1+2.5Ld2+L±1.0d2+L±1.0d2+L±1.0d2+L±1.5d2+L±2.0d2+L±2.0d2+L±2.0L2.53.03.03.54.05.05.0注：D1為軸徑<未完待續(xù)> 橡膠密封制品技術(shù)講座三（接上期）2、油封的磨擦扭矩：橡膠的摩擦特性與其他剛體不同，影響的摩擦因素較多，特別受溫度和作用的時間影響較大，而對一般剛體材料則不需要考慮。它可以在較大的溫度范圍（例如金屬與

8、金屬的摩擦）測量出相同的摩擦系數(shù)，同時在接觸面上兩物體停置的時間（作用時間）長短也不影響其數(shù)值。因此對于橡膠的摩擦特性不能采用一般的物理上的概念進行準(zhǔn)確有效的測量出它的摩擦系數(shù)。對油封來說，一般只能在特定的條件下，測量它的摩擦扭矩M，通過摩擦扭矩計算出摩擦系數(shù)，控制適當(dāng)?shù)姆秶=DMP r式中：M-摩擦扭矩，D1-軸徑，P r-徑向力，µ-摩擦系數(shù)油封摩擦系數(shù)滑潤油最低最高2#潤滑油1#錠子油3#陸用內(nèi)燃機油2#氣缸油0.30.20.30.40.80.451.01.2在表中，是+0油封的摩擦系數(shù)，隨著軸徑的增加，摩擦系數(shù)與軸徑的1/3次方或正比的增加。若摩擦扭矩（或摩擦系數(shù)）太大，

9、導(dǎo)致唇口溫升增加，油封易磨損，使用壽命降低；若太小可能徑向力太小，接觸油膜太厚，易形成流體油膜而導(dǎo)至泄漏。3.油封唇口溫升：油封接觸面與軸產(chǎn)生相對回轉(zhuǎn)，摩擦生熱，而橡膠又是熱的不良導(dǎo)體，在唇口就會產(chǎn)生局部溫升，溫升的大小與軸的速度，軸徑、膠料的性能，油的種類，徑向力的大小有關(guān)。若其它條件固定，溫升與軸徑D1和角速度的關(guān)系以下式表示：TD11/22/3膠料種類對溫升的影響如圖示。油封唇口的溫升情況，是以等溫線的形式分布的，如圖七在油封與軸面接觸的最尖處溫度最高，膠料設(shè)計的使用溫度范圍應(yīng)該考慮唇口的最高溫升，否則唇口部位老化裂口，降低油封的使用壽命。4.油封膠料的硬度：油封膠料的硬度，直接與膠料的

10、彈性模量有關(guān)。硬度的變化影響到油封唇口部位的接觸寬度，徑向力，摩擦特性等，一般認為油封膠料的硬度在65º-75º（邵氏）為宜過高或過低對密封都不利。我們指的硬度為常溫測量的數(shù)值，要注意在實際使用中的差異，硬度是會隨溫度，使用時間及油的種類不同而變化。5.油封唇口的接觸寬度，唇口接觸寬度影響徑向力的分布，摩擦特性，通?？刂平佑|寬度在0.25毫米以下，同時在使用過程中，接觸寬度仍要增加，增長的速度與膠料的耐磨性能和蠕變性能有關(guān)。6.偏心距離：油封內(nèi)園和外園兩個園心偏離的距離，偏心距大運轉(zhuǎn)過程中受力不均，同時振動加劇，降低油封的使用壽命（應(yīng)注意油封本身的偏心和油封座及軸的機械加工

11、或安裝的偏心，影響的結(jié)果是一樣的）。一般要求油封名義內(nèi)徑在50毫米以下者，取大偏心距不得超過0.3毫米。這里所提的是油封本身的要求，如果是設(shè)備本身，偏心距大可選用型防偏心油封。7.介質(zhì)的壓力：一般油封使用的介質(zhì)較低，在0.3-0.6公斤/厘米，壓力增加油封使用壽命，若壓力較大，需要設(shè)計耐壓油封，或者設(shè)計耐壓支承圈（如圖九）（四）其它油封：近年生產(chǎn)的回流油封，為制造高速和長壽命的油封，開辟了新的途徑。它的工作原理如圖十所示，一個是內(nèi)孔高度光滑的金屬軸套，另一個是刻有螺紋的金屬旋轉(zhuǎn)軸，它們之間有很小的間隙（約0.5毫米），當(dāng)軸轉(zhuǎn)動時，在系統(tǒng)中形成兩股液流（向內(nèi)、向外），一般是螺旋的推移，由于粘附力

12、切力作用，將一定粘度的介質(zhì)推向內(nèi)流，當(dāng)內(nèi)向流量等于或大于外向流量時，便可實現(xiàn)密封。但若反向轉(zhuǎn)動，螺紋溝便會將介質(zhì)泵向大氣一側(cè)。這種密封原理就是回流油封的工作原理，只要將螺旋刻在油封的唇口上，軸面是光滑的，在運轉(zhuǎn)時同樣可以密封。1.單向回流油封如圖十一，反彈向回流油封，為了停機時不漏油，設(shè)計有靜唇邊，在一定的徑向力的作用下，靜唇邊與螺旋凸條同時與軸相接觸，在旋轉(zhuǎn)時（如圖旋轉(zhuǎn)方向），沒同樣存在兩種流向，一是透過靜唇邊向大氣方向一側(cè)泄漏，另一種是油經(jīng)螺旋凸條的推移，將泄漏的油透過靜唇邊流向油側(cè)（稱之為回流），只要回流油量等于漏油量就可以獲得密封，回流的油之所以能夠克服靜唇邊的阻力，流向油側(cè)，是積在螺

13、旋凸附近的油壓逐步升高所致。（相當(dāng)于一個泵的作用）但若反轉(zhuǎn)，螺旋凸條就會將泄漏的油，加速流向大氣側(cè)，就起不到回流的作用。如果在反轉(zhuǎn)時靜唇邊仍能起密封作用的話，也可以保持不漏，但往往這種設(shè)計的靜唇邊密封能力是不夠的，只能適合在低速時反轉(zhuǎn)（如汽車倒車的反轉(zhuǎn)）由于這種油封適合單向旋轉(zhuǎn)，所以稱之為單向回流油封。2.雙向回流油封以同樣的速度正轉(zhuǎn)，或者反轉(zhuǎn)都可以回流，獲得同樣的密封效果，目前這種油封仍在繼續(xù)研究，按所試驗的種類來說有三角形（圖十二），波紋形（圖十二）作用原理和單向回流的原理類似。圖十二在油接觸帶區(qū)，沒有間隔的三角凹穴相平行的一邊凸棱都相當(dāng)于螺紋凸條，這樣就構(gòu)成了雙向回流的螺紋凸條，而未被切

14、斷的周向連續(xù)接觸帶，相當(dāng)于靜唇邊。當(dāng)軸如圖所示的方向旋轉(zhuǎn)時，透過靜唇邊的油進入三角凹穴處X的一邊（X）油壓以Xa至X0是逐漸增中的，最后透過靜唇邊產(chǎn)生回流。而沿三角穴區(qū)的另一邊（Y），產(chǎn)生負壓有將油透過靜唇邊，向大氣一側(cè)泄漏的趨勢。壓力分布如圖Ya至Y0的情況，但透過的油，馬上被轉(zhuǎn)軸帶向X一側(cè)面回流。只要回流量等于漏油量就可以達到雙向回流的目的。停止轉(zhuǎn)動時，靜唇帶又可以密封。根據(jù)這一原理設(shè)計的油封還有波紋形雙向回流油封?；亓饔头猓ɑ蚍Q液壓動力油封），它的最大特點劉在接觸面得到很好的潤滑。隨著轉(zhuǎn)速的增加，回流的油壓迅速增加，克服靜唇徑向壓力，油液在接觸面上進進出出，既減少了接觸面的摩擦，而帶走了

15、由于摩擦所積累的熱量，所以唇口溫升低，當(dāng)停止轉(zhuǎn)動時，靜唇又可以有效的密封（波浪級油封的連續(xù)的波浪筋條又可起靜唇的作用），所以這種類型的油封可使用在高速旋轉(zhuǎn)的場合，而且有很長的使用壽命。（未完待續(xù)）橡膠密封制品技術(shù)講座四四、其它密封制品（一）橡膠皮碗通常用于往復(fù)運動密封件（除“O”形圈外）都叫做皮碗（我公司又叫密封圈），多用于油缸和活塞桿往復(fù)運動的密封和傳遞壓力，按其斷面形狀和用途來分，種類很多，現(xiàn)將世達公司經(jīng)常生產(chǎn)的幾種介紹如下：（見圖一）a、b、c、d、eU形圈用于油、水、往復(fù)密封，接觸壓力主要靠介質(zhì)壓力的自封作用，本身在工作面有一定傾任意斜，安裝時產(chǎn)生壓縮變形，也具有一定的接觸力，無類層的

16、使用壓力最高為10Mpa厘米2，有夾層的可使用至30Mpa厘米2，但不適用于快速運動，可用于慢速旋轉(zhuǎn)密封，圖一aV形圈用于油、水密封，由于有支撐環(huán)和壓環(huán)，又可以重疊使用，無夾布的可用至30Mpa厘米2，而有夾布的可用至60Mpa厘米2，圖-C為V形圈I形圈用于中壓和低壓油、水、汽密封，圖一EY形圈目前在液壓系統(tǒng)中使用較多，較早的形狀為等高（或等腳），見圖二3，這樣在使用中由于背壓（或底壓）的作用，或安裝過程中容易損壞唇邊。因此目前多為長短腳，工作面的一邊為短腳，所以有內(nèi)用和外用之分。Y形圈摩擦阻力小，丁腈膠制造的可用于14Mpa厘米2以下，若加擋圈可用至14-30Mpa厘米2，有些聚氨脂橡膠制

17、品可用于30Mpa厘米2以下，加擋圈可用于3070Mpa厘米2，在苛刻的條件下使用的，可采用唇邊有倒角的，使接觸壓力集中分布（見圖二6），Y形圈不希望在跟部有倒角，否則產(chǎn)生兩個壓力峰（見圖二5），會影響密封效果。目前，Y形圈斷面皮碗又有新的改進，提高斷面高與斷面寬的比值，要求這一比值等于或大于2，即成為更細長的斷面，減少軸面至槽底的距離（間距），也就減少了皮碗的環(huán)形承壓面積，從而提高了在高壓下的穩(wěn)定性，這種皮碗稱之為“小Y形”皮碗，制動皮碗。使用特點：一般直徑小，行程小，制動時才傳遞壓力（如圖三）在介紹以上的皮碗中，根據(jù)它們的使用特點，要求皮碗尺寸準(zhǔn)確，特別是制動皮碗，要求彈性好，受力變形后恢

18、復(fù)速度快，耐磨性能、曲撓性能好，在低溫場合使用，要求耐寒，與之接觸的金屬表面要求光滑，要求光潔度為新型組合往復(fù)式密封圈（NCF）如圖五A為新型組合往復(fù)密封圈（NCF）斷面結(jié)構(gòu)，是把純膠夾布、擋圈，組合成一個整體，中間有一個凹槽，這樣就形成了相對的兩個唇口，如圖五B，AB兩處當(dāng)液壓方向自左向右時，B關(guān)閉，這樣可以密封雙向液壓，由于凹槽有油液潤滑，加之帆布的凹凸面又可形成潤滑點，因此摩擦系數(shù)比U形V形都小，如圖五C由于雙向油壓只用一個組合件就可以了，不需背靠背安裝兩個Y形皮碗（如圖四）在缸內(nèi)占的空間小，還可以簡化缸體結(jié)構(gòu)，適用于高壓（最高耐壓強度為40Mpa厘米2，行程大的油缸，最大往復(fù)速度為1米

19、秒）。橡膠密封條：目前我公司麥?zhǔn)⒛z管廠生產(chǎn)的規(guī)格品種繁多，廣泛用于汽車、火車、飛機、輪船及各種恒溫箱、冰箱、隔音室，建筑物的鋼窗等，起著防水、防塵、隔絕空氣、溫氣、隔音作用，同時還兼有防震的作用。這些膠條多為壓出制品壓出的長度要控制為單元長度的整數(shù)倍（也就是一個完整部位需要的密封條長度的整數(shù)倍），否則就會造成浪費。壓出制品的斷面應(yīng)保持所設(shè)計的斷面形狀，復(fù)雜斷面的制品若不是采用連續(xù)硫化工藝，停放時，必須要采用適應(yīng)于斷面形狀托盤，否則產(chǎn)生變形，常見的幾種密封條，列表如下，表一密封條的斷面尺寸設(shè)計，是根據(jù)密封時的接觸壓力，變壓方向，以及安裝位置的空隙大小而決定的。如圖六a，風(fēng)窗嵌條，一面是嵌玻璃，另

20、一方面是嵌在車身上，上面的凹穴是嵌入比凹穴體積要大一些的硬膠條，兩側(cè)的尺寸是由玻璃的厚度及車身凸出的鋼板高度中心，凹六的尺墳和擠壓嵌條的尺寸與對玻璃和鋼板接觸壓力有關(guān)。又如表中a2、d2、c1、c2都是太單薄，接觸壓力不夠，而b1近乎于實心，接觸壓力太大、開模時費力。（三）橡膠膜片這也是我公司經(jīng)常生產(chǎn)的產(chǎn)品，一般用與不同介質(zhì)的腔室中，起隔離及傳遞壓力的一種薄膜，在壓力較高的任務(wù)使用，需要對膜片加織物補強（如尼淪，滌淪）膜片按其形狀不同、可分為平面膜（圖7）、波紋膜、碟形膜和杯形膜，分別介紹如下：1. 平面膜與波紋膜：面膜與波紋膜的工作原理基似，只是波紋膜有特制的波紋，有較平面膜有更大的行程，膜

21、片的伸張應(yīng)力小一些，實際上平面膜在安裝時外周邊或中孔內(nèi)周邊受到擠壓，以及往復(fù)伸張過程中所產(chǎn)生的永久變型，也同樣會出現(xiàn)波紋，只不過波紋淺而已。平面膜與波紋膜都有無芯膜和有芯膜之分（圖7），若是作隔離作用無傳力機構(gòu)，采用無芯膜，有傳達室力機構(gòu)需采用有芯膜，平面膜的工作原理如圖8所示，將膜片的外沿固定在筒壁上，內(nèi)沿固定于硬芯，硬芯與傳力機構(gòu)相連，當(dāng)平面膜的兩邊有壓差時（p1p2）硬芯由平衡位置（圖8）向上移動（圖8）移動的距離基本上與壓差成正比，若硬芯的直徑為D1，而傳遞壓力的直徑為DX在平衡位置時，DX=D+（D-D1）2，傳遞壓力的面積F為F=DX2/4=D2/4+（/4）（D2-D12）/2=

22、D2/4+（D2-D12）/8當(dāng)硬芯上移時作用于筒壁的力增加，向作用于硬芯的力減小，此時FD2/4+（D2-D12）/8，即硬芯與壁間隙膠膜環(huán)狀面積的力分配于硬芯的量減小。傳遞力的面積下稱之為有效面積，有效面積變化率dF/dx，影響傳力機構(gòu)儀表的轉(zhuǎn)度，在圖8可以看出硬芯上升時有效面積減小，而壓差減小恢復(fù)到平衡位置的過程中（回程），有效面積又逐漸增加，平面膜設(shè)計參考實驗公式如下：W=W0+PL/EC式中：W：膜片由中心位置移動的最大行程（毫米）W0：松動行程（毫米）P：壓力（Mpa/厘米2）E：橡膠的彈性模量（Mpa/厘米2）L：膜片的形狀因素L=S/h S：膜片安裝后外露部分的環(huán)狀面積（厘米2

23、） h：膜片厚度C：實驗系數(shù) 取值3.052. 碟形膜：由于平面膜和波紋膜的行程較小，所以發(fā)展了更大行程的碟形膜。但碟形膜的有效面積變化較大，后來被有效面積變化小而行程更大的杯形膜所代替，新的碟形膜只是一種過渡性的產(chǎn)品。3. 杯形膜（也稱巴黎帽形膜）：膜片的結(jié)構(gòu)如圖7，這種膜片安裝使用時類似一個活塞（如圖9），當(dāng)壓力介質(zhì)進入上腔，在膜片隔離的兩邊產(chǎn)生壓差（P1P2），使硬芯下降，由于壓差產(chǎn)生的總力同彈簧平衡，壓差與硬芯移動的距離成正比，在硬芯上安上付力機構(gòu)，就可以作為儀表使用，由于膜片盡在有效范圍內(nèi)“滾動”，阻力極微，靈敏度高，而膜片本身承受的力，限于活塞與缸壁之間的環(huán)狀面積部分，若活塞的半徑

24、為r，缸筒的半徑為R，杯膜承受的平均伸張應(yīng)力：=（P1-P2）（R2-r2）/（2*2S（R+r）2）=（P1-P2）（R-r）/（2S）式中S-膜片的厚度 厘米（P1-P2）-壓差 （Mpa/厘米2）-膜片伸張應(yīng)力 （Mpa/厘米2）但應(yīng)注意上式是假定膜片始終保持“卷面”狀態(tài)，膜片平均受力的截面積才是2*2S（R+r）2，若使用超過規(guī)定行程范圍，將膜片拉直就只有單層膜片受力，此時受力截面積為2S（R+r）/2。為保證膜片不易受沖擊而破裂，應(yīng)按下式選鄧最大行程W，以及膜片的高度為h：（2h-W）/W0.1杯形膜片的耐壓強度：例缸筒內(nèi)半徑R=28.6毫米活塞半徑r=26毫米間隙 R-r=0.26

25、毫米膜片厚度（S）=0.25毫米膜片耐壓強度列入下表各種杯膜承受的壓力、爆破強度在100毫米汞柱差下膜片承受的平均應(yīng)力純膠杯膜聚碳胺織物補強紫酯補強0.6580.6580.658爆破強度Mpa/厘米²406070安全倍數(shù)6191107一般設(shè)計，安全倍數(shù)取4即可，滿足強度要求的原帽下杯膜的厚度應(yīng)盡量減少，而應(yīng)力厚度均勻，否則影響儀表的轉(zhuǎn)度，對膠料要求彈性好、滯后損耗小。（四）膠囊膠囊是用于膠囊蓄能器的一個主要部件，膠囊蓄能器可用在液壓蓄能系統(tǒng)，穩(wěn)壓及傳遞壓力的有效設(shè)備。使用范圍正大擴大，膠囊按形狀不同可分為兩在款，如圖10a開口式和圖10b封閉式，其中開口式，在制造時可以放入模芯硫化，

26、加工較為方便，封閉式只有充氣小口，無法放入模芯硫化，膠囊加工難度大，但外殼結(jié)構(gòu)簡單、輕便，適合制造中，小型蓄能器，如圖10，封閉式根據(jù)形狀不同又可有三種：一種下面小，上面大，工作時靈敏度高，但容量小，另一種比上述大一些。但各種類型的膠囊的工作原理相同，共同的優(yōu)點與其它類型蓄能器比較是反應(yīng)靈敏、阻力小、慣性小、重量輕、體積小、維修方便、操作容易、節(jié)約動力消耗。膠囊蓄能器的結(jié)構(gòu)如圖11，使用時將膠囊從進出油口裝入,并在殼體內(nèi)充一定時的油(以防膠囊充氣鼓破)關(guān)閉進油口,在膠囊中充氣(惰性氣體)充至所需的壓力,將氣門咀關(guān)閉,此時可與油壓系統(tǒng)管路接通,打開進出油口閥門,若外壓低于內(nèi)壓(最低限度內(nèi)壓)提升

27、閥門自動關(guān)閉保持在殼體內(nèi)一定的油量，外至高于內(nèi)壓提升閥自動打開，在殼體內(nèi)充油并壓縮膠囊（蓄能過程）然后待外壓降低時，向系統(tǒng)補充壓力油。根據(jù)這一原理，膠囊蓄能器可以儲蓄液壓能，作短期或周期性地供給杯行機構(gòu)大量的壓力油或作急用能源，也可作液壓系統(tǒng)的穩(wěn)壓，并可用于行程小，而需長期保持恒定壓力的工作機構(gòu)（如液壓夾緊機構(gòu)，滾筒的壓緊裝置，橡膠注壓機的止扒機構(gòu)）常見密封條斷面圖膠囊的設(shè)計要求：1、 外形尺寸要比殼體內(nèi)徑小一毫米左右，以防安裝時重疊，膠囊的厚度為2毫米，頭尾較厚（如圖11），便于硫化氣門咀相通的有一膠蒂，為防止氣門咀被沖擊損壞、離層，其它尺寸要視蓄能器的容量要求而定。2、 膠料性能要求：膠囊

28、膠料根據(jù)使用特點，由于壓差很小，內(nèi)壓靠殼體承擔(dān)，強力不是主要指標(biāo)，查要求耐油，耐屈撓、耐老化。3、 工藝要求，膠囊膠件，不能含有任何氣泡或空隙，接頭處更是注意的關(guān)鍵，稍有不慎，存有氣泡或空隙，會導(dǎo)致高壓惰性氣體滲入，一量內(nèi)壓解除（維修氣門咀或拆裝），就會在氣泡或空隙處破裂，不能再用，使用膠漿（接頭用）在第二次硫化時要在充分的流動機會，在壓力作用下能填滿接頭界面任何空隙，同進膠漿所形成的膠膜，在長期使用中不能變硬，變脆，影響膠囊的屈撓壽命，膠囊是膠囊蓄能器的主要部件，而具有使用壽命長的特點，除配方設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理外，操作必須認真細政（特別是應(yīng)急用的蓄能器膠囊正常情況是不用的，只有在發(fā)生事故時才

29、用一次）如果失靈，將會造成在的損失。橡膠密封制品技術(shù)講座五模具設(shè)計：一、模具設(shè)計需考慮的因素（一）能保證產(chǎn)品有正確的輪廓與尺寸（二）在保證有足夠強度的條件下，應(yīng)盡可能地減輕模具重量，而且要求定位可靠，啟模、裝模等操作方便（三）在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量使模具易于加工（四）要求有一定的光潔度、合理的分型面、容易修整膠邊（我公司要求加工模具光潔度模腔配合面其它）（五）有適當(dāng)?shù)牧髂z，容易排氣二、模具分類：從模具的用途可分為：壓模、壓鑄模和注壓模（一）壓模：壓模為本公司模具硫化最常用的模具，根據(jù)模具的形式，壓模又可分為：開放式、半封閉式和封閉式。其中，開放式（圖1-1a）上模板無導(dǎo)向。定們部位模具

30、結(jié)構(gòu)簡單，空氣易逸出，因壓制過程中膠料承受的單位壓力小，新的只適合制造斷面形狀簡單的制品。同時因上模板無定位，在壓制過程中邊沿容易磨花，影響制品邊沿部分的光潔度。封閉式（1-1C）由于填膠的模腔，比產(chǎn)品體積大，而且膠料容易直接從上模板兩邊排出，新的填膠容易充滿模型，膠料所受的單位大無畏壓力大，適當(dāng)制造復(fù)雜斷面及有夾層的制品。加工出來的產(chǎn)品，質(zhì)地密實，但模具加工難度大、成本高。半封閉式：此種模具的特點，介于開放式與封閉式之間（如圖1-16），適用于加工一些較復(fù)雜斷面及無夾層的制品。（二）壓鑄模：壓鑄模的特征是膠料不是直接填入制品的模具，而是填入壓縮室。（釁1-2a為一個復(fù)雜斷面密封圈模，圖1-2

31、b為一個管狀制品模）經(jīng)柱塞之間壓力，使膠料經(jīng)過鑄造流入模腔，膠料經(jīng)細窄的鑄膠適時得到較均勻的預(yù)熱，流動性好，易充滿模腔，硫化的制品質(zhì)量均勻而密實。適合制造復(fù)雜斷面及模腔的填膠，質(zhì)量要求高的產(chǎn)品。（如圖1-26）（三）注壓模（或稱注射模）：這種模具是與注壓機使用的模具，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料要求強度高，最簡單的形式如圖1-3所示，注射機注射的產(chǎn)品精度高，質(zhì)量均一向密實，且膠邊少，但模具成本高。我公司從日本引進的立式注射機、臥式注射機即將投產(chǎn)，首批生產(chǎn)的是為日本鬼怒川橡膠工業(yè)株式會社加工的空調(diào)器減震部件。圖1-3注壓模平面示意圖。三、制造模具的材料與處理：模具所用的材料有合金鋼（鉻、錳合金，防腐蝕用的鎳鉻

32、合金）還有硬鋁、炭鋼。一般合金鋼較貴，多用于模具工作面的鑲塊。單獨由優(yōu)質(zhì)合金鋼制得的模具強度高，經(jīng)久耐用。硬鋁導(dǎo)熱性好，加工易，但強度低，我公司經(jīng)常用的材料為45#鋼，它的特點是來源廣、切削性能、調(diào)質(zhì)后加工性能好，能滿足強度要求。（一）熱處理：45#鋼，采用一般的淬火方法，容易使用模腔變形、對于精度要求高的制品，則采用調(diào)質(zhì)處理。先經(jīng)粗加工后在820淬火到HRC-50-52（洛氏強度）然后在600620回火到洛氏硬度HRC3540（約四小時）再進行加工，這樣可以減少熱處理后變形，若采用高頻淬火，可更好地解決模型熱處理后變形問題。（二）模具表面處理：為提高型腔表面的耐用程度及光潔度，以及在硫化過程

33、中的抗腐蝕能力，專型腔表面可鍍一層鉻。鉻層厚度為0.0060.01毫米，鍍鉻前的粗糙度，注意，鍍層不能過厚，重刻與剝離，鍍鉻后，仍要進行拋光。但是復(fù)雜斷面模腔鍍鉻存在不少困難。四組成模具的零件：（一）成型零件：構(gòu)成產(chǎn)品的形腔，決定制品的形狀與尺寸部份，稱之為成形零件，根據(jù)產(chǎn)品的復(fù)雜程度不同，有中模、下模和模芯等。（二）結(jié)構(gòu)零件：將成型零件裝配在一起，所用的定位、導(dǎo)向、連接螺絲、手柄等，稱之為結(jié)構(gòu)零件。四、模具各部位尺寸的確定（一）形腔各部位尺寸的確定1.收縮產(chǎn)品的確定（無縫項目）：收縮率K值按下式近似值計算K=（D1-D）/D）*100%（1-1）式中：D1-模腔與空模的尺寸D制品與空膜的尺寸

34、K值的大小與下列因素有關(guān)： 膠料的硬度：制品設(shè)計的膠料硬度愈大，收縮率愈小，反之硬度小的，則收縮率大 生膠含量：新設(shè)計的膠料含膠率高，收縮率大，含膠率低，收縮率小 生膠的種類：收縮率隨選用的膠料的種類不同而有差異，收縮率與生膠的種類的關(guān)系排列，順序如下：天然膠丁苯膠氯丁膠丁腈膠丁基橡膠硅橡膠氟橡膠 金屬骨架與織物夾層的影響：專有織物夾層和金屬骨架的部份收縮率小 模具的結(jié)構(gòu)、加工方法、硫化程度等對收縮率都有影響，采用壓鑄模硫化的產(chǎn)品，比一般的模壓制品收縮率小、而注壓模又比壓鑄硫化的制品收縮率小，這在設(shè)計模具時要特別考慮，一般無骨架密封制品，影響收縮率較顯著的為硬度與含膠率兩項。其實驗公式如下：收

35、縮率（徑向）=2.1-0.012*硬度（邵氏A）值+0.9*含膠率通過實驗，測得的骨架油封收縮率為外徑0.030.08%內(nèi)徑1.51.7%2.形腔尺寸的計算：D1=D（！+K）±A/2 （1-2）D=模腔與室溫的尺寸D-制品與溫的尺寸K-制品的收縮率A-制品的公差 (見表1)而通常的密封制品采用六級精度,而模具成型件采用3級精度,剛好為制品公差的二分之一。若制品要求的公差不是六級精度，則視對產(chǎn)品的要求而定，一般模具成型件的精度比制品的精度提高2-3級，制品公差單向分布時，模具成型件按制品，原為負取負，原為正取正。若制品公差等值雙向分布時，+A/2項為零，按式計算畢后，按精度要求的公差

36、標(biāo)注等計算的D1右上角。（二）模具最小承壓面積的確定：Fmin=R/R6-（1-3）式中：Fmin-模具最小承壓面積（厘米2）P-液壓機的噸位（最大工作壓力：公斤）設(shè)計模具時，要求模具的承壓面積FFminF=（/4）*（D2-d2） 見圖14（三）最小外形面積的確定：直接與平板接觸的面積稱之為模具的外形面積，外形面積太小可能損壞硫化機的平板，根據(jù)平板材料特性和結(jié)構(gòu)特點要求模具最小外形面積：圈模110毫米 圖14承壓面積示意圖四、模具壁厚的計算：在計算模具壁厚時，若園形模具不是穿孔的（圖1-5），我們把它看成一個厚壁的高壓容器，則不能按薄壁容器的計算方法較準(zhǔn)確地計算出來，否則，誤差太大。一般K=

37、Rr1.1時就稱之為厚壁容器，K1.1時（R模型外半徑）為薄壁容器1、 園模計算公式（1） 不穿透的園模計算公式：圖15不穿透的園模式中：-模具壁厚 厘米-材料的許用壓力（公斤/厘米2）-模腔內(nèi)壓（公斤/厘米2）-模具內(nèi)半徑（厘米） （2） 中心穿透的模具計算公式：可用下式驗算：式中：-模具承受的最大應(yīng)力，公斤/厘米2-模的外徑 厘米其它符號與公式（1-4相同）2、 矩形模具的計算按圖1-6，矩形模具主要檢驗A-A；B-B斷面的彎曲變形：式中：-短邊總壓力 公斤-膠層厚度 厘米-PO左L2-彎曲力矩 M=P1L1/12，公斤/厘米-長邊總壓力 P1=P0L1B 公斤-抗彎斷面系數(shù) 厘米3-模型

38、的斷面積 厘米2在模具設(shè)計中，P0（模腔內(nèi)壓）的造取是很重要的，對于一般模具，膠料在型腔中的內(nèi)壓決定于平板硫化機的總壓力，面對于一些特殊模具，如壓鑄模、注壓模，膠料經(jīng)狹窄的小口進入模腔，膠料的脹力很大時，不能使上模產(chǎn)生足夠的反作用力，使上模和平板產(chǎn)生一定量的位移時，此時主要考慮膠料的脹力，膠料的脹力最大時可達8001200公斤/CM2，此時超過材料的許用應(yīng)力，模具就不能在這種條件下使用，盡管模壁加厚，按式（1-4）及式（1-5）分析是無效的，只有采用親的強度更高的材料，在膠料脹力不是很大時，在材料許用的范圍內(nèi)時，模具的壁厚直接與模具內(nèi)r有關(guān)，當(dāng)需要制造大直徑的產(chǎn)品時，模壁就要求很厚，這樣模具就

39、很笨重，為了減輕重量，可從模具的結(jié)構(gòu)改進達到這一要求（1）上、下模反包中模 （圖1-7a）（2）上、下模交注中模 （圖1-7b）（3）矩形膠板模具，可以是中模?？蛏?、下設(shè)幾處銷釘 圖1-7合模時插入上、下模板，增強模框的抗彎曲變形能力。六、模具總高度和模板厚度的確定規(guī)定模具總高度的等級，便于在同一平板上，同時放幾付模具，提高生產(chǎn)效率，在確定模具衷情高度時，應(yīng)注意模具的外形尺寸與高度之比要小于2：1，否則傳熱不均，模具總高度有下列等級：20-0.10 25-0.10 30-0.10 35-0.10 40-0.10 50-0.2060-0.20 70-0.20 80-0.20 90-0.20 10

40、0-0.20模具厚度參考下列數(shù)據(jù)確定：1、 模具外形尺寸小于150*150毫米2或？150時，簡單模腔不得小于6毫米，復(fù)雜模腔不得小于8毫米。2、 模具的外形尺寸在150*150-300*300毫米2時，或（？150300）時，簡單模腔不得小于12毫米，復(fù)雜模腔不得小于15毫米。<未完待續(xù)>六、模具成型件之間的定位：（一）園柱定位：如圖18a，園柱有58毫米的死合面高度，其它為510度的傾斜面，死合面高度太大，啟模困難。太小，影響定位的可靠性。（二）錐面定位：如圖18b，要求錐面配合接觸面積不低于2090%（三）銷釘定位：如圖18C1，H1=HS，H2=46，H=1*45度，H4=

41、1，C=1520度，而圖18C2為有套筒的與銷釘?shù)膭优浜?，磨損后將套筒模操，可提高模具的使用壽命。定位配合，凡軸與孔的配合當(dāng)直徑？3-10毫米時，靜配合為D3/jc3，大于10毫米時，靜配合為D3/jc3；動配合時，要求高的為D/dc；一般為D3/dc3，要求不高的為D4/dc4（四）定位注意事項：1、模板轉(zhuǎn)向或翻身不致?lián)p壞柳模具，或造成不合格產(chǎn)品，這樣需保證正反都有同樣的尺寸和精度（如圖19a）；中模可以轉(zhuǎn)向或翻身，若不能滿足上述要求時，要以正、反都有明顯的尺寸差別，使用銷釘定位時，可采用幾個明顯尺寸差別的銷釘，也不容易搞錯而損壞模具，或造成不合格品，V制造部也曾在硫化產(chǎn)品時，由于銷釘無明顯

42、尺寸差別，把模板有時放反，造成壓壞模具。2、模具定位要考慮到裝膠后，上、中模不易吻合，要有足夠的導(dǎo)向長度，填膠量多，或斷面復(fù)雜的模腔更應(yīng)注意，否則軸與孔脫節(jié)，無法導(dǎo)向容易壓壞模具。（圖19a）3、帶有嵌件的制品，還需考慮嵌件的定位，如圖110a中，嵌件用芯軸定們，油封金屬骨架的定位如圖110b、c、d，b為中模徑向定位，c、d分別為下模的突臺和定位銷定位，在突臺上車有徑向溝級，或鉆孔使膠料能流過，而定位銷是另外插幾個銷子，與突臺定位款式，在銷子之間膠料可以流過。（圖110a 標(biāo)準(zhǔn)軸套模）（圖110b 骨架由中模徑向定位）（圖110c 骨架由下模突臺定位）七、模具分型面的設(shè)置為了取出產(chǎn)品容易，便于模具加工，所以模具都是由兩個或兩個以