各种橡胶密封圈知识、O型圈的配方设计与加工
2023-05-08
橡胶密封圈，一般采用丁腈橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶以及共混胶制造。密封圈主要用来防油防水防腐密封气体，防止泄露。
根据密封圈所用材质不同，性质上就产生不同的分类：
1、耐高温密封圈、2、耐高压密封圈、3、耐腐蚀密封圈、4、耐磨损密封圈
各种橡胶密封圈材质比较
由一个或几个零件组成的环形罩，固定在轴承的一个套圈或垫圈上并与另一套圈或垫圈接触或形成窄的迷宫间隙，防止润滑油漏出及外物侵入。密封圈是一种截面为圆形的橡胶圈，因其截面为O型，故称其为O型密封圈。是液压与气压传动系统中使用最广泛的一种。通常在台企、日企叫做O Ring。
一、NBR丁腈橡胶密封圈: 适合于石油系液压油、甘醇系液压油、二酯系润滑油、汽油、水、硅润滑脂、硅油等介质中使用。是目前用途最广、成本最低的橡胶密封件。不适用于极性溶剂之中，例如酮类、臭氧、硝基烃、MEK 和氯仿。一般使用温度范围为 -40~120 ℃。
二、HNBR氢化丁腈橡胶密封圈: 具有极佳的抗腐蚀、抗撕裂和抗压缩变形特性，耐臭氧、耐阳光、耐天候性较好。比丁腈橡胶有更佳的抗磨性。适用于洗涤机械、汽车发动机系统及使用新型环保冷媒 R134a的制冷系统中。不建议使用于醇类、酯类或是芳香族的溶液中。一般使用温度范围为 -40~150 ℃。
三、SIL硅橡胶密封圈: 具有极佳的耐热、耐寒、耐臭氧、耐大气老化性能。有很好的绝缘性能。但抗拉强度较一般橡胶差且不具耐油性。适用于家用电器如电热水器、电熨斗、微波炉等。还适用于各种与人体有接触的用品，如水壶、饮水机等。不建议使用于大部份浓缩溶剂、油品、浓酸及氢氧化钠中。一般使用温度范围为 -55~250 ℃。
四、VITON氟素橡胶密封圈: 耐高温性优于硅橡胶，有极佳的耐候性、耐臭氧性和耐化学性，耐寒性则不良。对于大部份油品及溶剂都具有抵抗能力，尤其是酸类、脂族烃、芳香烃及动植物油。适用于柴油发动机、燃料系统及化工厂的密封需求。不建议使用于酮类、低分子量的酯类及含硝的混合物。一般使用温度范围为 -20~250 ℃。
五、FLS氟硅橡胶密封圈: 其性能兼有氟素橡胶及硅橡胶的优点，耐油、耐溶剂、耐燃料油及耐高低温性均佳。能抵抗含氧的化合物、含芳香烃的溶剂及含氯的溶剂的侵蚀。一般用于航空、航天及军事用途。能者橡胶发泡卷材厂家不建议暴露于酮类及刹车油中。一般使用温度范围为 -50~200 ℃。
六、EPDM三元乙丙橡胶密封圈: 具有很好的耐候性、耐臭氧性、耐水性及耐化学性。可用于醇类及酮类，还可用于高温水蒸气环境之密封。适用于卫浴设备、汽车散热器及汽车刹车系统中。不建议用于食品用途或是暴露于矿物油之中。一般使用温度范围为 -55~150 ℃。
七、CR氯丁橡胶密封圈: 耐阳光、耐天候性能特别好。不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷剂，耐稀酸、耐硅脂系润滑油, 但在苯胺点低的矿物油中膨胀量大。在低温时易结晶、硬化。适用于各种接触大气、阳光、臭氧的环境及各种耐燃、耐化学腐蚀的密封环节。不建议使用于强酸、硝基烃、酯类、氯仿及酮类的化学物之中。一般使用温度范围为 -55~120 ℃。
八、IIR丁基橡胶密封圈: 气密性特别好，耐热、耐阳光、耐臭氧性佳，绝缘性能好;对极性溶剂如醇、酮、酯等有很好的抵抗能力，可暴露于动植物油或可氧化物中。适合于耐化学药品或真空设备。不建议与石油溶剂、煤油或芳烃同时使用。一般使用温度范围为 -50~110 ℃。
九、ACM丙烯酸脂橡胶密封圈: 对油品有极佳的抵抗力, 耐高温、耐候性均佳，但机械强度、压缩变形率及耐水性稍差。一般用于汽车传动系统及动力转向系统之中。不适用于热水、刹车油、磷酸酯之中。一般使用温度范围为 -25~170 ℃。
十、NR天然橡胶密封圈: 橡胶制品具有很好的耐磨性、弹性、扯断强度及伸长率。但在空气中易老化，遇热变黏，在矿物油或汽油中易膨胀和溶解，耐碱但不耐强酸。适合于在汽车刹车油、乙醇等有氢氧根离子的液体中使用。一般使用温度范围为 -20~100 ℃。
十一、PU聚氨脂橡胶密封圈: 聚氨脂橡胶的机械性能非常好，耐磨、耐高压性能均远优于其它橡胶。耐老化性、耐臭氧性、耐油性也相当好, 但高温易水解。一般用于耐高压、耐磨损密封环节，如液压缸。一般使用温度范围为 -45~90 ℃。
十二、金属橡胶密封圈:采用不锈钢丝制成，不含任何橡胶成分，具有很强的使用特性。比如:在高真空、高低温、强辐射、及各种腐蚀等环境下保持正常工作。密封圈表皮根据用途不同由不同材质如不锈钢、铜、聚四氟乙烯等材料制作，被包覆的金属橡胶构件作为衬芯，具有密封强度高、效果好、可重复使用等优点。密封圈衬芯是由不同金属丝直径、 密度制造的构件，适用于不同压强场合。一般使用范围为-80~800℃。这种密封圈由于成本高，所以价格比较贵。但是良好的性能，广泛的使用环境，都得到了人们的一致认可。
各类密封圈的作用
V型密封圈
是一种轴向作用的弹性橡胶密封圈，用作转轴无压密封。密封唇有较好的活动性和适应性，可补偿较大的公差和角度偏差，可防止内部油脂或油液向外漏泄，也可防止外界的溅水或尘埃的侵入。
O型密封圈
主要用于静密封和往复运动密封。用于旋转运动密封时，仅限于低速回转密封装置。
V型密封圈
一般安装在外圆或内圆上截面为矩形的沟槽内起密封作用。
Y型密封圈
广泛应用于往复动密封装置中。另外，还有弹簧张力（弹簧蓄能）密封圈，是在PTFE密封材料之中加入一个弹簧，有O型弹簧，V型弹簧，U型弹簧。
孔用YX型密封圈
简单描述产品用途：用于往复运动液压油缸中活塞的密封。
YX型孔用挡圈
简单描述产品用途:本标准适用于油缸工作压力大于16MPa时配合YX型密封圈使用，或油缸偏心受力时,起保护密封圈的作用
轴用YX型密封圈
简单描述产品用途:用于往复运动液压油缸中活塞杆的密封适用范围PU:一般液压缸、通用设备液压缸。
轴用YX型挡圈
简单描述产品用途:本标准适用于油缸工作压力大于16MPa时配合YX型密封圈使用,或油缸偏心受力时，起保护密封圈的作用
密封圈的装置的选用和要求
密封圈是解决液压系统泄漏问题最重要、最有效的手段。液压系统如果密封圈不良，密封圈可能出现不允许的外泄漏，外漏的油液将会污染环境；还可能使空气进入吸油腔，影响液压泵的工作性能和液压执行元件运动的平稳性。
因此，合理地选用和设计密封圈的装置在液压系统的设计中十分重要，对密封圈装置的要求如下：
1、密封圈在工作压力和一定的温度范围内，应具有良好的密封性能，并随着压力的增加能自动提高密封性能。
2、密封圈装置和运动件之间的摩擦力要小，摩擦系数要稳定。
3、密封圈抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨性好，磨损后在一定程度上能自动补偿。
4、结构简单，使用、维护方便，使密封圈有更长的的寿命。
安装注意事项
1、清洁安装位置；
2、清除密封件安装运动过程中的毛刺；
3、在密封件上涂抹润滑剂；
4、保护密封面不受损伤；
5、复核确认密封件的尺寸正确；
6、对于需要变形安装的密封件使用相应工具安装。
O形橡胶密封圈的性能和应用
O形橡胶密封圈是横截面积为圆形的橡胶制品。其应用遍及化工、机械、煤炭、石油、冶金、交通运输、家用电器等领域。O形橡胶圈是所有橡胶密封制品中，生产数量最大、用途最广的一种密封元件。
〈一〉O形橡胶密封圈的性能和应用
O形橡胶密封圈广泛用于各种机械设备中，在不同的温度、压力及介质中起密封作用，用以防止机械设备漏油、漏气、漏水及外界环境介质和粉尘的侵入。与其它橡胶密封件相比，有以下优点∶
1、结构简单，体积小，安装部位紧凑。
2、具有自密封作用，无需周期性调整。
3、密封性能好，静密封时不会泄漏。
4、运动摩擦阻力小，适合于压力交变的场合。
5、尺寸和沟槽已实现了标准化，价格便宜，产品易得，便于使用和购买。
6、适应性强，用途十分广泛。
〈二〉O形橡胶密封圈的不足之处
1、用于压缩动密封时，启动摩擦阻力较大。
2、动密封时很难做到不泄露，只能控制其泄露量不超过规定的许可值。
3、在气压和水压密封过程中，需要添加润滑油，防止磨损。在某些场合常需加防尘、防护挡圈。
4、对偶配合件〈如运动面、沟槽、间隙等〉的加工尺寸及精度要求严格。
根据O形橡胶密封圈与被密封装置的相对运动状态，可分为静密封用O形圈、往复运动密封用O形圈、旋转运动密封用O形圈。按密封结构，可分为径向密封和轴向密封两类O形圈。
制造O形橡胶密封圈的材料主要是合成橡胶。根据工作温度、接触介质、承受压力的不同，在选择胶种时也有所不同。
O形橡胶密封圈胶料配方设计
〈一〉 配方设计的原则
橡胶配方一般由生胶、硫化防老剂补强剂体系、防护体系、补强体系、软化体系组成。配方设计的目的是为了寻求各种配合组份的最佳配比组合，从而获得良好的综合性能。配方设计最终要达到如下目的∶
1、 满足密封圈使用性能要求。
2、 胶料加工工艺性能良好。
3、 在保证产品质量的前提下尽量选择价格便宜、来源丰富、无毒或低毒、性能稳定的原材料。
橡胶配方按其用途可分为试验配方和实用配方。前者是为了研究或鉴定某种原材料与硫化胶及混炼胶性能之间的关系，在组成上力求简单。实用配方则主要研究硫化胶性能与产品实际使用性能及混炼胶工艺性能之间的关系。实用配方的制定过程为∶
产品使用的环境条件、制造工艺分析-à选择胶种以及组成配方的各种配合剂组成试验配方-à性能评价试验-à组份调整改进-à扩大试验，确定实用配方。
〈二〉 O形密封圈胶料配方设计
O形橡胶密封圈工作环境复杂多样，就要求其胶料具有某些特殊的性能。在液压系统中，要求具有良好的耐油性、耐温性、低的压缩永久变形和一定的拉伸强度。作为动态密封，除了具有要求之外，胶料还应具有较好的耐磨性和抗撕裂性能。用于特殊介质的密封则要求胶料在介质中的体积变化和硬度变化较小。总之，配方设计应根据具体的工作条件、介质种类、使用温度、工作压力和应用状态等综合考虑。
〈三〉 O形密封圈胶料加工
目前，O形橡胶密封圈的制作方法还是主要用过模压法生产为主，其中模压制品的硫化方法主要有平板模压、传递模压和注射模压三种。平板模压法历史最悠久。传递模压约在20世纪50年代前后开始使用，而往射模压则自60年代起逐步由塑料工业进人橡胶工业。当前发展趋势是逐步发展注压法，但由于各自适应的范围不同。三者共存并获得发展仍是现实。O形密封圈按其特点仍以平板模压为主要成型方法。
在模压硫化过程中，必须严格正确掌握硫化的温度、时间和压力，并随时注意硫化过程中温度等参数的变化情况，进行相应处理，否则会造成产品欠硫或过硫。若采用自动控制系统，则整个硫化过程会自动记录和控制，以保证产品达到正硫化程度。
硫化温度是橡胶O形密封圈发生硫化反应的基本条件之一，它直接影响硫化速度和产品质量。硫化温度高，硫化速度快，生产效率高；硫化温度低，硫化速度慢。硫化温度系根据配方而定，其中最重要的是取决于胶种和所用硫化体系。天然橡胶最适宜的硫化温度一般为143℃－－150℃，合成橡胶一般为150℃～180℃。硫化时间通常按照确定的硫化温度，通过试验确定硫化时间。
橡胶制品在硫化过程中加压，其目的在于使胶料易于流动，充满型腔，防止硫化过程中产生气泡，提高产品的致密性。硫化压力的大小视胶料硬度、模具大小而定。胶料硬度高、模具尺寸大时，压力可大些，反之则应适当减小压力。
(文章来源于橡胶技术网)
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