普瑞斯橡胶工业有限公司——您身边的密封
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一、O型圈180°分型多腔模模具设计
对于小规格O型圈,如果用户需求量是多次供货,每次每种规格150件以上,应设计多腔模。多腔模模具与单腔模模具设计收缩率一样,都是根据胶料的收缩率确定。模具结构一般选择4腔、9腔、16腔、25腔等。
O型圈180°分型多腔模模具设计的重点仍然是型腔尺寸的确定,其型腔尺寸与180°单腔模模具设计收缩率计算相同。撕边模模具余胶槽必须是90°的V型,余胶槽与型腔的距离在0.05-0.08mm。
O型圈180°分型多腔模模具结构采用导柱、导套定位。导柱、导套定位适用于多腔模具及定向定位。16腔以上的O型圈采用两种不同规格的定位销。其作用是能够便于操作,合模的时候不容易发生差错。如果多腔模模具较大,采用3腔定位方式。
导柱、导套定位同时也适用于三模板结构,不仅可以防止模板错位,也可以防止模板转向。一般在模具的两端或对角布置两个或四个定位销,通常是两种不同规格的直径,此外还可以在模具刨去一角作为标记,使模板不会发生反向错位。在三块模板结合时则采用五个定位销。其中上模具板和中模具板采用三个定位销定位,而下模板和中模板采用两个定位销。
导柱又叫导销,外径系列依据模具大小不同常采用6mm、8mm、12mm、16mm;长度系列为24mm、28mm、34mm、38mm、44mm、48mm等,比模具闭合尺寸长短1-2mm为宜;同时视O型圈制品高度情况决定其导销长度。
二、O型圈胶料配方设计
配方设计在橡胶制品加工过程中占据着重要的位置,合理的配方设计能橡胶密封件性能优良、胶料加工工艺性能良好和生产成本低廉。要妥善解决O型圈的生产质量和使用寿命的问题,脚料配方设计是关键。
配方设计的目的是为了寻求各种配方组成的配比组合,从而获得良好的综合性能。配方设计应根据产品使用要求,按照经济实用的原则,合理选择各种原材料及其用量,终达到如下目的:
1、 满足O型密封圈使用性能要求。任何一种生胶不可能做到完美无缺,通过配方设计、配方试验力求使密封圈具有的综合性能。
2、 O型圈胶料加工工艺性能良好。在满足产品使用性能的基础上考虑胶料的加工性能。良好的加工性能便于胶料、密封圈的制造,以满足大批量生产的需要
3、 在O型圈质量的前提下选择价格便宜、来源丰富、无毒或低毒、性能稳定的原材料,以达到降低成本、提高经济效益、不污染环境和安全生产的目的。
研究表明,橡胶配方组分与硫化胶及混炼胶之间存在着相关性,组成配方的配方剂品种、类型、和用量对硫化胶及混炼胶的性能具有决定性影响,而硫化胶各项性能之间也存在着相关性,终成品O型圈的性能取决于硫化胶的性能,这些相关原理构成橡胶配方设计的基本框架。
三、O型圈的配方设计要求
在各种机械设备中起密封作用的O型密封圈,一般要求其胶料必须具有良好的弹性或低的压缩变形及耐老化等。此外,不同的机械设备和密封的介质不同,又要求胶料还应具有某些特殊性能。在液压系统中,要求O型圈胶料具有良好耐油性、耐温性、低的压缩变形和一定的拉伸强度。作为动态密封,除上述要求外,还要考虑胶料的耐磨性能和抗撕裂性能。用于真空环境中的密封件,则要求胶料具有良好的气密性、不易挥发性等。用于特殊介质的密封件则要求胶料在介质中的体积变化和硬度变化较小,其他性能变化不大。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进行综合考虑。从O型密封圈的技术要求和应用情况来看,丁晴橡胶的耗胶量大,其次是氟橡胶、氯丁橡胶和硅橡胶,丙烯酸酯橡胶和乙丙橡胶的用量相对较少。
四、O型圈硬度的选择
根据密封系统中压力的不同,分别设计出不同硬度的O型密封圈用胶料。压力高的应选用高硬度胶料,压力低的则选用中硬度或者低硬度胶料。为了提品质量和使用寿命,标准中对胶料硬度已实现系列化。例如,液压系统用的丁晴橡胶,除特殊要求外,胶料硬度分为60°±5°,70°±5°,80°±5°, 88°±5°(邵尔A)四个硬度,以满足不同压力的要求。一般60-70为低硬度,80为中硬度,88为高硬度,密封压力在30-60Mpa范围内,,O型圈的硬度为85-90较为适宜。
作为密封使用的O型圈,除了考虑胶料硬度外,还要求胶料必须具有良好的综合性能,压缩变形要小,特别是高硬度胶料,良好的工艺性能也是必不可少的。设计高硬度胶料,一般需要大量填充炭黑,而大量的填充炭黑又会给炼胶工艺带来困难,炼胶过程中的摩擦生热大,胶料容易焦烧。同时大量的炭黑会使胶料弹性降低,压缩变形增大。因此,胶料配方中硫化体系和填充体系的选择和配合至关重要。就丁晴橡胶而言,为了提高胶料的耐热性,降低压缩变形,改善其他性能,目前多采用低硫(0.5份以下)高促以及无硫和过氧化物硫化体系,硫化胶具有良好的物理机械性能和耐热性,压缩变形小,不易焦烧。
五、O型圈硬度胶料的配方设计
对高硬度胶料,也可以采用多官能团化合物和树脂类补强剂(如低聚酯、酚醛树脂等)作为胶料的增硬剂,减少炭黑用量。低聚酯也是一种良好的软化剂,在胶料混炼过程中起增塑软化作用。改善胶料的加工工艺,在胶料硫化过程中,在DCP的引发下不能参与交联反应,起补强作用,从而提高了O型圈硫化胶的拉伸强度、硬度及耐磨性。此外,配方中还加入低分子量聚乙烯加工助剂,对改善胶料加工性,流动性有较好的效果。
就中硬度、低硬度胶料配方的设计而言,本着尽量简化系列胶料配方的原则,力争少量基本配方的基础上,用变更炭黑和软化剂用量的办法,设计试验出中、低硬度级别的胶料,以达到既便于生产管理,又能满足使用要求的目的。