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橡胶密封件——O环

O环为断面基本呈圆形的密封圈,故又称为0型圈、垫圈,主要用以防止机械装置内部流体外泄和外部异物入侵。它是一种挤压密封型的密封制品,量大面广,使用极为普遍。可在静态和动态下随意使用。作为运动密封,既能用于往复、摆动密封又可用在旋转密封系统;用作固定密封,可当作衬垫使用,并起到皮碗(Pakcing)的作用,为一般气动和液压元件中最为常见的密封件。目前,实际使用的品种规格,从小到不足1cm~lJ大至几十米,总计已达上万种之多。
O环的使用温度一般为一60~+260。C,压力可达25~40MPa,压液变形范围15%~3O%,可靠工作时间在3000hi,J,上。在静止状态下使用时,要求具有耐老化,耐臭氧老化性,耐油、耐化学药品性,抗压缩变形、耐蠕变性以及抗切割,耐扯裂性等性能。当作运动密封件而用时,除上述性能之外,还要考虑耐磨损及摩擦性等问题。因此,O环对橡胶选材的要求十分严格,必须保证有良好的力学性能和其他多种附加性能。在用于气动元件时,多选丁腈橡胶、丁苯橡胶和乙丙烯橡胶等;对液压元件用的常为丁腈晴橡胶、氢化丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯丁橡胶以及乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶和氟橡胶等。
0环的密封机理是,当作为静态密封使用之时,是以不影响密封功能的接触压力分布形状来支配0环的密封性能。而作为动态密封用时由于密封要产生油膜,需要在控制油膜形成的情况下,使之不出现泄漏。因此,要求0环的尺寸形状必须有高度的精密性,一般要达到10“m以内。因此,运动用0环实际上已成为一种极为精密的精细橡胶制品。它对接触形态下的稳定性有特殊的要求:一是对油要低膨润,二是对热要均一膨胀,三是对压力要有低的永久变形和弹性系数的稳定性,四是要有高强度性,五是对表面的低摩擦系数和低粘着性。整个这些性能构成了O环的密封特性。
实际上,0环的密封性能贯穿在从橡胶混炼、成型、硫化到成品的表面处理以及使用装配等的全部过程和各个环节。为了加固0环的稳定性,还常在0环两侧的沟槽处加上塑料挡环,防止在使用时移动、翻转。目前,国外专业性密封件厂家大多使用由专门生产密封件母炼胶企业所提供的胶料,以保持质量性能的一致性。成型硫化主要还是以平板机的压缩成型为主和硫化炉开放硫化,大批量生产的多已转向注射成型硫化的方式。总的说来,如何保证0环生产的经济性和质量的稳定性,应是选择设备和生产方式的前提条件。
近些年来,为了克服0环容易移动翻转旋转的缺点,适应各种不同场合用途的要求,又发展了许多变形的0环,称之为异型0环。如V、X、C、D、T等各类异型O环,种类十分繁多,已在很大程度上弥补了。环的不足。例如,V环兼具皮碗和0环的双重性能,装拆使用方便,已成为当今异型0环的时尚产品。x环有两个接触点,密封接触面小于O环,具有接触压力大、应力分布均匀和不易翻卷以及使用寿命长等特点,特别适用于旋转、摆动及往复的密封。C、D、T型的固定性好,装卸容易,接触面也相对减小,更主要宜用在往复密封上面。
另外,对于要求性能更高和压力更大的O环,除了在装配时附加塑料挡环之外,经常使用外包聚四氟乙烯薄膜的复合O环,使摩擦系数减小,更易于起动,尤其在V环上面已得到了迅速发展。还有以金属、塑料等橡胶组合在一起的组合O环,近年也非常受到青睐,在某些特定领域也发展极快。此外,在静态下密封使用的,通常还有角形环,山形环等异型环,以代替了相当一部分普通垫片。总之,现在各类0环已占据密封世界的半壁江山,成为密封领域首选的材料。

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