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时间:2020-07-05
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1、橡胶兼容性测试要求1、耐油及耐化学品性能许多合成橡胶遇油会发生膨胀,或因工作油液中所含的添加剂作用而加速恶化。结果材料在某种介质中膨胀太大,或性能明显劣化,则说明这两种物质不相容。所以液压气动用密封材料选用时,首先要考虑材料与密封介质是否相容。液压用密封要考虑对工作介质的适应性;气动用密封也要考虑对润滑剂的耐受性能。膨胀是指材料遇油后体积发生变化的现象。橡胶的膨胀性能用膨胀率表示,膨胀率是橡胶浸泡前后的体积变化率。材料膨胀后,密封尺寸关系发生较大的变化,加剧摩擦、磨损,并且强度明显降低。除膨胀之外,油液对橡胶的硬度
2、、抗张力、伸长率和残余变形的物理、力学性能均有显著的影响,使橡胶软化、收缩和分解,橡胶性能劣化。这是因为,为了改善橡胶性能,一般都在橡胶中加入增塑剂,橡胶与油液会吸收橡胶中的增塑剂,随着橡胶中的增塑剂逐渐被溶解,液体侵入,结果橡胶体积、重量改变,硬度、弹性降低测定膨胀是考察相容性的一项基本实验。如果不考虑劣化,对材料的膨胀,用作动密封不能超过15%~20%,静密封不超过50%,垫片可接受100%的材料膨胀率。密封件使用中的实际体积变化比膨胀值要小的多,因为要被压缩变形抵消一部分。橡胶的膨胀是各种化学品分子进入橡胶聚
3、合物分子之间,产生无规则的分散作用力,使构成橡胶弹性的网状分子结构发生变化的结果。如果橡胶中的可溶性分子在介质中杂乱无章运动,则橡胶可能发生收缩,也会对密封造成不利的影响。一般来说,性质相似的物质,这种相互混合的现象容易发生。例如天然橡胶是碳氢化合物,很容易溶解到同是碳氢化合物的矿物油中去。引用溶解度参数SP值,可以衡量这种溶解程度。SP值定义为,物质每一摩尔的蒸发热对其体积比值的平方根,即:SP值=(每摩尔蒸发热/每一摩尔体积)1/22、机械、力学性质液压气动用密封材料要求弹性好、能拉伸、耐高压、耐磨、摩擦系数底
4、,这些都可用材料的力学性质反映,都与材料的机械强度有关。机械强度的测定比较容易,也是其他材料性能实验的基础。所以被作为最基本的材料性能指标。合成橡胶和塑料的力学性能,一般要考虑硬度、抗张强度、耐磨性、弹性、伸长量等指标。1)硬度硬度指材料表面抵抗塑性变形或破裂的能力;同时硬度与强度有某种近似关系,硬度底的材料表现出受力变形的柔顺性。硬度是密封材料的重要指标,橡胶材料的硬度通常以绍氏硬度(HS)表示。液压用密封材料,必须承受油压力,高压力可使材料过度变形,甚至从密封间隙中挤出而破坏密封性能。因此材料需要有一定的硬度,
5、以抵抗这一破坏。硬度越高耐压能力越强。橡胶材料用作密封材料是因为它比金属“软”,因此具有柔顺性,在粗糙密封面上变形,顺应表面形状,达到密封目的。因此硬度低对提高密封性具有有利的影响。在动密封中,材料硬度对运动性能也有直接的影响,并且较为复杂,不同的密封型式,硬度以不同方式影响运动性能。一般来说,硬度低动摩擦却有相反的作用。耐磨性与硬度有关,硬度高耐磨性强。2)扩张强度与伸长率强度和拉伸强度反映材料抵抗变形的能力,密封件的密封性与此有密切关系。而且拉伸强度与伸长率直接影响密封件的安装性能。扩张强度以断裂时的拉应力表示
6、,橡胶材料的拉应力值,通常取伸长100%时的应力值,这是因为橡胶材料的应力—应变曲线不服从虎克定律,所以用100%伸长时的值代替弹性率。聚四氟乙烯的塑料材料存在屈服点,所以拉伸强度用屈服点以内的拉应力测定。拉伸强度和伸长率与耐压性没有太大的关系,只是抗拉强度低于7MPa的材料,不适用于动密封。作为寿命的一个测定指标,抗张强度低,容易产生应力松弛和永久变形,造成密封失效。伸长率是材料刚性的倒数指标,用材料的拉伸量与自然状态下长度之比的百分数表示。材料的允许伸长率,是指在不发生永久性损坏或永久变形的前提下,可以施加的最
7、大伸长率。允许伸长率影响密封件的安装性能。3)弹性密封材料的弹性对于密封件的密封性极为重要。由于弹性使材料受压后产生一个回弹力,挤压型密封如O形圈就是靠密封材料的回弹力获得初始密封压紧力;唇形密封件如Y形圈,虽然有利于流体压力的自密封性,理论上压缩变形即使为零,在油压力下也能密封。但如果密封偶件有偏心,低压时就有可能产生泄漏,这时依靠材料的弹性可以补偿这一偏心造成的密封接触应力不足。弹性可以用回弹力来度量,在同样的变形率下,弹性大回弹力就大。弹性随温度就较大变化,同一材料在不同的温度下的弹性不同。许多橡胶在温度为-
8、20~20℃时弹性出现最小值,而某些橡胶在很宽的温度范围内弹性变化不大。合成橡胶材料的弹性在国外有标准测试方法,如日本的JISK6255标准的反弹法弹性测试。这一实验是从一定距离处让一可作振荡运动的铁棒自由落下,打击一圆柱形固定试件。以被试件反弹高度反映弹性。然而由于这一实验未反映合成橡胶材料的粘性的影响,所以难以与密封件密封性建立直接关系。日本JISK63
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