耐油胶管耐油密封制品的结构设计及加工工艺

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1、耐油胶管、耐油密封制品的结构、设计及加工工艺 胶管 胶管的分类与结构 胶管胶料的配方设计 胶管的制造工艺胶管的分类与结构胶管的分类与结构 胶管为中空、可挠性、管状橡胶制品，用于各胶管为中空、可挠性、管状橡胶制品，用于各种气体、液体、粉状或粒状物料的输送或金属管道种气体、液体、粉状或粒状物料的输送或金属管道的连接。的连接。一、胶管的命名 性能（用途）+胶管 1一般命名法：一般命名法：2按性能按性能/用途命名：用途命名：骨架材料骨架材料+工艺（结构）工艺（结构）+用途用途 +胶管胶管如：纤维编织输水胶管，尼龙夹布输水胶管如：纤维编织输水胶管，尼龙夹布输水胶管如：输油胶管，输水胶管，排泥胶管，如：输

2、油胶管，输水胶管，排泥胶管，氧气输送胶管，钻探胶管氧气输送胶管，钻探胶管 二、胶管的组成胶管大体由3个基本部位组成。外胶外胶增强层增强层中间层中间层氟橡胶氟橡胶中间中间胶胶外胶层外胶层骨架层骨架层内胶层内胶层内胶层 直接与被输送介质接触，是主要工作面/第一工作面。作用：支撑管体、保护骨架层。技术要求：有良好的耐接触介质性能。有足够的硬度和挺性，以适应加工时变形和压力的需要。内胶层内胶层外胶层 暴露于空气中，第二工作面。作用：保护骨架层及管体。技术要求：具有良好的耐老化性能，如耐光、臭氧及天候老化。具有良好的耐磨擦、耐撕裂性能。外胶层外胶层骨架层 增强层，为胶管提供强度和刚度。由纤维或金属材料组

3、成。技术要求：良好的加工性能，保证胶料与骨架材料顺利地加工为一个整体。良好的粘合性能。良好的耐曲挠性能。骨架层骨架层骨架材料 常见的骨架材料：1帆布夹布胶管 2帘布轮胎 3纤维线 4.金属线编织和缠绕胶管常用的骨架材料钢丝钢丝玻纤玻纤尼龙纤尼龙纤维维聚酯纤聚酯纤维维帆布帆布帘布帘布三、胶管的类型三、胶管的类型 1.按骨架结构分类按骨架结构分类2.按受压状态分类按受压状态分类3.按使用性能分类按使用性能分类1按骨架结构分类 夹布胶管夹布胶管 编织胶管编织胶管 缠绕胶管缠绕胶管 针织胶管针织胶管 其它胶管其它胶管 骨架结构骨架结构1）夹布胶管 以涂胶织物为骨架制成的胶管。帆布裁成与经向45度角，结

4、构特点：a.夹布层包角不是平衡角，在压力作用下胶管发生较大变形 b.耐屈挠性差，弯曲易打褶 c.要求层数多，材料利用率低 d.成型长度受限制 常见品种：常见品种：夹布输水胶管；夹布空气管;夹布潜水空气管；夹布输油管；夹布耐酸碱管；夹布蒸汽管等等。2）编织胶管 以线材（纤维线或金属丝）为骨架材料，按理想的平衡角度（5444）编织而成的胶管。分纤维编织胶管和钢丝编织胶管。棉线编织胶管棉线编织胶管钢丝钢丝/棉线编织胶管棉线编织胶管棉线编织层棉线编织层钢丝编织层钢丝编织层内层胶内层胶中间胶中间胶外层胶外层胶棉线编织胶管棉线编织胶管编织胶管的特点 优点：变形较小，耐压能力高。耐屈挠性好，弯曲时不打褶。加

5、工长度不受限制。n 缺点：缺点：编织层仍有一定的缠节点，受内压作用时容易因应力集中而磨损，导致夹布层断裂现象。3）缠绕胶管 以线材（纤维线或金属丝）为骨架材料；按平衡角度（5444）螺旋状缠绕在内胶层上；同一层的单根线相互平行；每相邻两层的缠绕方向是相对的。内胶层内胶层内胶层内胶层缠绕层缠绕层外胶外胶层层有中间胶有中间胶无中间胶无中间胶外胶外胶层层缠绕层缠绕层中间层中间层n 骨架材料没有产生应力集中没有产生应力集中的缠节点。n 材料利用率高，管体轻管体轻。n 承压能力承压能力高于编织胶管约3040%。n 弯曲性能好。n 耐冲击，耐疲劳性好耐冲击，耐疲劳性好。n 生产效率高。n 接头困难接头困难

6、。缠绕胶管的特点缠绕胶管的特点4)针织胶管 以棉线或其它纤维为骨架材料，经针织而制成的胶管。纯胶管纯胶管复合型胶管复合型胶管短纤维胶管短纤维胶管合成树脂软管合成树脂软管五五 其它胶管其它胶管2.按受压状态分类 耐压胶管 吸引胶管 耐压吸引胶管1）耐压胶管 正压状态下使用，即工作压力大于大气压力。用于输送物料或传递压力。当压力提高时铠装耐压胶管。夹布耐压胶管夹布耐压胶管铠装耐压胶管铠装耐压胶管2）吸引胶管 负压状态下使用，即工作压力低于大气压力。主要用于抽吸物料。根据管体支撑材料金属螺旋线的位置分为埋线式和露线式两种。埋线式和露线式的结构差别埋线式埋线式：金属螺旋线埋金属螺旋线埋在胶布层中间。在

7、胶布层中间。埋线式缺点：埋线式缺点：内胶层和胶布层会内胶层和胶布层会出现早期脱落现象。出现早期脱落现象。露线式缺点：露线式缺点：淤积杂物，增大阻力淤积杂物，增大阻力 不适于输送腐蚀性物不适于输送腐蚀性物质质 露线式：露线式：金属螺旋线在金属螺旋线在胶管的内壁。胶管的内壁。3）耐压吸引胶管）耐压吸引胶管n 排吸两用排吸两用胶管，可在正压或负压下正压或负压下输送、抽吸物料。n 既有内层金属螺旋线，又有金属螺旋线铠装加固。n 根据金属线位置，分为内露线外铠装内露线外铠装、内露线埋线内露线埋线式式。3按用途分类n 普通胶管：普通胶管：常温条件下输送空气、水或其它中性液体。n 耐介质胶管：耐介质胶管：耐

8、油、耐酸碱、耐热“三耐”胶管。n 专用胶管：专用胶管：按使用性能或特征分类。如泥浆喷射胶管、液压制动刹车胶管、潜水供氧胶管。四、胶管规格的表示方法四、胶管规格的表示方法内径尺寸（内径尺寸（mm）骨架层数与结构骨架层数与结构长度（长度（m）-工作压力工作压力（MPa）夹布胶管夹布胶管P 缠绕胶管缠绕胶管S 棉线编织胶管棉线编织胶管C/B 钢丝编织胶管钢丝编织胶管W/B胶管的规格表示示例253P20-0.15 内径内径25 mm3层夹布结构层夹布结构长度长度20 m253C/B20-10内径内径25 mm3层棉线编织层层棉线编织层长度长度20 m工作压力工作压力10 Mpa工作压力工作压力0.15

9、 Mpa胶管的计量方法以胶管的内径与长度的乘积来表示以胶管的内径与长度的乘积来表示cmm 2.520=50cmminm1.520=30inm 骨架材料及耐油胶管的配方设计 一、骨架材料二、耐油胶管主要部件的配方设计 骨架材料骨架材料骨架材料主要提供胶管的强度、刚度。夹布胶管主要提供胶管的强度、刚度。夹布胶管用的是帆布，编织胶管、缠绕胶管用的是线材用的是帆布，编织胶管、缠绕胶管用的是线材（纤维、钢丝、铁丝、铝丝等）。（纤维、钢丝、铁丝、铝丝等）。1帆布帆布 组织结构为平纹组织结构为平纹n 棉帆布，加工方便，粘和性好，强度低棉帆布，加工方便，粘和性好，强度低n化纤帆布，维纶、锦纶、涤纶化纤帆布，维

10、纶、锦纶、涤纶n玻璃纤维布，强度高、变形小、耐热、耐腐蚀玻璃纤维布，强度高、变形小、耐热、耐腐蚀 骨架材料2帘布帘布主要用于缠绕胶管主要用于缠绕胶管锦纶帘布锦纶帘布420 dtex/2，430dtex/2，840dtex/2涤纶帘布涤纶帘布1000dtex/2 3纤维线纤维线主要用于编织、缠绕胶管，要求强度高，伸长小，主要用于编织、缠绕胶管，要求强度高，伸长小，线径细捻度均匀，热稳定好，耐弯曲疲劳。线径细捻度均匀，热稳定好，耐弯曲疲劳。840dtex/1/3,840dtex/1/4,840dtex/2/3 840dtex/2/5 4金属线金属线 直径直径耐油胶管配方设计-常用橡胶胶种胶种并用比

11、并用比特性特性主要用途主要用途天然橡胶/丁苯橡胶（NR/SBR）任意比提高胶料挺性；改善SBR工艺性能一般胶管内、外层胶一般胶管内、外层胶，尤其适应无芯法成型的胶管内层胶NR/BR(顺丁橡胶）90/10-40/60提高耐磨性和回弹性；改善BR粘合性和加工性能一般胶管内、外层胶一般胶管内、外层胶，尤其适应耐磨胶管内层胶，如喷砂胶管NR/CR(氯丁橡胶)90/10-20/80提高NR耐油及耐老化性能；改善CR工艺性能一般胶管一般胶管的外层胶及擦布胶外层胶及擦布胶，提高胶管的耐老化及管体结合性能CR/NBR(丁腈橡丁腈橡胶胶)80/20-20/80改善二者耐油、耐寒性能及工艺性能；提高NBR耐老化性

12、能耐油胶管耐油胶管的内外胶层NBR/CSM(氯磺化聚乙烯)90/10-50/50提高NBR耐臭氧老化性能；改善量胶工艺性能适应于耐油胶管耐油胶管的内、外层胶，尤其适应于航空胶管的外层胶NBR/PVC(聚氯乙烯）-提高NBR耐臭氧老化及耐燃性；改善工艺性能，减小收缩率耐油耐油、耐热及耐老化胶管NBR/尼龙-提高NBR耐热、耐油、耐磨性；改善工艺性能，增加挺性及表面光洁度，减小收缩率耐热油胶管耐热油胶管，尤其适应于无芯法成型的胶管内层胶及液压胶管等特性胶层内胶层 内层胶：使用条件最苛刻的部位。内层胶的要求：对输送介质有足够的耐受性。抗渗透、耐溶胀、耐腐蚀、耐磨损。食品胶管要无毒、无味；高压胶管要高

13、压时不泄露。气密性好。具有一定的弹性、柔软性、耐老化性。内层胶的配合要点 胶种选择：以NBR为主或与适量CR并用，也可与其它胶种并用，以获得最佳耐油性 硫化体系：低硫硫黄/促进剂硫化，若CR用量大则以CR硫化体系为好 补强填充：高耐磨炉黑、或与半补强炉黑并用，用量30-50phr。软化体系：不溶于被输送介质，在NBR，CR配合中，酯类增塑剂效果高（DOP，DOS）。防护体系：胺类防老剂如防老剂A，D。2外胶层 外层胶暴露于空气中，保护骨架不受损伤。外层胶的要求：优越的耐光、天候老化、机械老化。好的抗破坏能力：抗撕裂、耐磨损。3中间胶 中间胶起填充、粘合骨架与胶层的作用，减少骨架层间的动态摩擦疲

14、劳和生热。中间胶的要求：良好的粘合性能。良好的弹性、柔软性、耐曲挠性。擦布胶用于骨架与胶层的粘合。擦布胶的要求 对织物有一定的渗透性，附着力强。良好的强伸性能和曲挠性能。4.擦布胶 欧欧州州 美美国国 日日本本 中中国国 印印度度 EURO-I 1992 2g/小小时时 EURO-II 1996 2002 2001 2g/天天 EURO-III 2000 LEV I 1995 2000(2004)0.5g/天天 EURO-IV 2005 LEV II 2004 2005(2005)SHED规规定定燃料系统部件材料的变动情况动向以前用材以前用材 料料对应对应（现行材料现行材料）对应对应蒸发管蒸发

15、管 氟树脂 通气管通气管 氟树脂 加油管加油管 氟树脂 燃料管燃料管（供油管供油管）氟树脂 ,氟树脂 燃料管燃料管（回油管回油管）氟树脂 ,氟树脂 软管软管 氟树脂 燃料箱盘根燃料箱盘根 在燃料油-C中的渗透比较试验渗透量渗透量（gm2天天 ）丁腈橡胶丁腈橡胶共聚氯醚橡胶共聚氯醚橡胶均聚氯醚橡胶均聚氯醚橡胶氟硅橡胶氟硅橡胶氟橡胶氟橡胶(二元二元）氟橡胶氟橡胶(三元三元）010020010012515020062 氟橡胶具有良好的低渗透性质氟橡胶具有良好的低渗透性质第四章 胶管制造工艺一、半成品的准备工艺一、半成品的准备工艺二、胶管的成型二、胶管的成型三、胶管的硫化三、胶管的硫化一、半成品的准备

16、工艺一、半成品的准备工艺1、塑炼工艺、塑炼工艺2、混炼工艺、混炼工艺3、压延工艺、压延工艺4、挤出工艺、挤出工艺5、胶布的裁断和拼接、胶布的裁断和拼接1、塑炼工艺、塑炼工艺不同胶层对不同胶层对塑炼胶可塑度塑炼胶可塑度的要的要求。求。胶种胶种胶层部件胶层部件可塑度可塑度(威威氏氏)NR(或与或与SBR、BR等并等并用用)内胶层内胶层0.250.30外胶层外胶层 0.300.40擦胶布擦胶布0.45胶浆胶胶浆胶0.300.40NBR(或与或与CR并用并用)内胶层内胶层0.300.35外胶层外胶层0.350.40挺性好挺性好渗透性好渗透性好2混炼工艺混炼工艺 胶层部件胶层部件胶管制造工艺胶管制造工艺

17、威氏可塑度威氏可塑度内胶层内胶层有芯法（夹布、纤维编织及缠绕）有芯法（夹布、纤维编织及缠绕）0.250.35无芯法（夹布）无芯法（夹布）0.20.3无芯法（纺织、缠绕）无芯法（纺织、缠绕）0.150.2外胶层外胶层压出法压出法0.350.45压延法压延法0.30.4擦布胶擦布胶0.5以上以上胶浆胶胶浆胶0.30.4中间胶中间胶0.350.45胶管各部件混炼胶可塑度胶管各部件混炼胶可塑度3.压延工艺 胶片压延 用于以包贴法成型的大口径胶管的内、中、外胶层。不同胶种胶料压片温度。上上下下中中进料进料出片出片胶种胶种辊温辊温,上上中中下下NR809075857080NR+SBR65756070455

18、5NR+NBR607050604050NR+CR6065405040以下以下NBR758565756065IIR7585607070753.压延工艺 帆布擦胶 厚擦(光擦)：中辊不包胶，使胶料全部渗入布料中，附胶量大，耐疲劳性能好。薄擦（包擦）：中辊包胶，胶对织物的渗透性强，附胶量少。一般丁基橡胶胶料常采用“薄擦”，大部分胶料是采用“厚擦”。4挤出工艺 挤出工艺用于胶管的内、外层胶的出型。产品质量及生产效率优于胶片包贴工艺。直头型：直头型：不带管芯的内管坯。不带管芯的内管坯。横头型（横头型（T型）型）斜头型（斜头型（Y型）型）胶管的外、中层胶及带芯的内管坯。胶管的外、中层胶及带芯的内管坯。料流

19、方料流方向向管芯方管芯方向向胶管的挤出 内胶层挤出：外胶层挤出：复合挤出法：不同胶层同时挤出，尤其适于同时包覆在管状织物内外的不同胶层。优点生产效率高，产品质量好，适于连续生产。5胶布裁断和拼接 裁断：45角裁断 拼接：拼接成所需长度。拼接宽度：为1520mm。二、胶管的成型1夹布胶管的成型2编织胶管的成型3缠绕胶管的成型 1夹布胶管的成型 硬芯成型法 软芯成型法 无芯成型法 硬芯成型法 规格尺寸准确、层间附着较好、工艺简单；工序多，劳动强度大，生产效率低，需耗用大量辅助材料(如水布、铁管芯等)。口径超过76mm以上的夹布胶管，内层胶挤出困难，可用压延胶片贴合成型法。硬芯成型法胶料胶料内管坯挤

20、出内管坯挤出套管套管缠水包布缠水包布硫化硫化解水包布解水包布检验检验整理整理成品成品硬管芯硬管芯无缝钢管或金属圆棒无缝钢管或金属圆棒涂隔离剂涂隔离剂充压缩空充压缩空气气叠压宽度叠压宽度不应小于不应小于布条宽度布条宽度的的1/2金属金属丝丝铠装铠装成型成型-贴胶布及外胶贴胶布及外胶层层裁拼裁拼压延胶布与胶压延胶布与胶片片缠水布水布水布包水布包水布 软芯成型法 优点：占地面积小；劳动强度低；生产效率比三辊成型法高23倍左右；胶管长度不受限；可连续化生产。软芯成型法软芯成型法胶料胶料内管坯挤出内管坯挤出套管套管胶布胶布裁拼裁拼软管芯软管芯具有一定刚性和柔性的高分子材具有一定刚性和柔性的高分子材料料涂

21、隔离剂涂隔离剂成型成型-贴胶贴胶布布外胶挤外胶挤出出缠水包布缠水包布硫化硫化解水包布解水包布检验检验整理整理金属金属丝丝铠装铠装成品成品 无芯成型法胶料胶料内管坯挤出内管坯挤出胶布胶布裁拼裁拼成型成型-贴胶贴胶布布挤出外胶挤出外胶缠水包布缠水包布硫化硫化解水包布解水包布检验检验整理整理金属金属丝丝铠装铠装成品成品压缩空气鼓起管压缩空气鼓起管坯坯表面涂溶剂表面涂溶剂专用夹具将内、外专用夹具将内、外胶层紧密粘合为一胶层紧密粘合为一体体 无芯成型法 优点：工艺简单，劳动强度低，生产效率高，可节省大量材料，胶管表面光滑平整。缺点：尺寸规格精度不易控制，整体结合牢度 不如有芯法。2编织胶管的成型 编织胶

22、管分纤维编织和钢丝编织胶管两种。编织编织成型成型有芯成有芯成型型无芯成无芯成型型硬芯成型硬芯成型软芯成软芯成型型半硫化无芯成型半硫化无芯成型生内胶无芯生内胶无芯硬芯法纤维编织胶管成型工艺胶料胶料内管坯挤出内管坯挤出套管套管硬管芯硬管芯涂隔离剂涂隔离剂编织骨架编织骨架缠水包布缠水包布硫化硫化解水包布解水包布检验检验整理整理成品成品挤挤/包外包外胶胶压延胶片压延胶片 适用于适用于质量要求较高质量要求较高口径较大口径较大长度较短的胶管。长度较短的胶管。软芯法纤维编织胶管成型工艺缠水包布缠水包布或包铅或包铅硫化硫化解水包布解水包布检验检验整理整理成品成品胶料胶料内管坯挤出内管坯挤出软管芯软管芯套管套管

23、涂隔离剂涂隔离剂编织骨架编织骨架外胶挤出外胶挤出 适用于：适用于：小口径小口径(l9mm以下以下)编织长度在编织长度在50m以下的胶以下的胶管管或或T型机头型机头挤出内胶挤出内胶层层无芯法编织胶管成型工艺胶料胶料内管坯挤出内管坯挤出充气或半硫化充气或半硫化编织骨架编织骨架包铅包铅硫化硫化剥铅剥铅检验检验整理整理成品成品外胶挤外胶挤出出熔铅熔铅 适用于：适用于：口径较小，长度较大的胶管；口径较小，长度较大的胶管；对内胶的挺性有较高要求。对内胶的挺性有较高要求。增加挺性，增加挺性，定内径。定内径。挂浆编织，提高粘合；挂浆编织，提高粘合；调节压力，保证内径均匀。调节压力，保证内径均匀。钢丝编织胶管成

24、型 高压下使用，要装配接头，内、外径尺寸要准确。大口径、长度小的胶管，多采用硬芯编织成型;小口径，长度大的胶管(100200m)，采用软芯或无芯编织成型。钢丝编织机内胶层内胶层编织骨架层编织骨架层4缠绕胶管的成型 缠绕胶管成型基本与编织胶管相似，设备用缠绕机。一次缠绕两个、四个或六个单向层，缠绕层数为偶数。棉线缠绕机棉线缠绕机钢丝缠绕机钢丝缠绕机三、胶管的硫化1硫化条件 硫化压力 硫化时间 2硫化方法硫化压力 加压方法：包水布加压：不受管径、长度限制，胶管成品表面有明显布痕，影响外观质量。介质加压：在硫化罐中采用直接蒸汽或过热水硫化，靠饱和蒸汽压力硫化。包铅（包塑）加压：铅层产生的压力较大，使

25、管体结构更加致密。胶管表面光滑。胶管硫化时间 胶管硫化时间随硫化温度与产品结构不同而定。胶层厚度越大，骨架层数越多，硫化时间越长。与骨架材料的传热系数有关。2硫化方法（1）直接蒸汽硫化（2）水浴硫化（3）其它硫化方法（1）直接蒸汽硫化 成型后的管坯置于硫化罐中，以直接蒸汽为介质硫化。缠水包布硫化：最常用的硫化方法，操作简单，生产效率高，设备简单，成本低，质量较稳定。包铅硫化：适于大长度无芯及软芯编织、缠绕胶管。裸硫化：胶管在裸露状态下于硫化罐中用直接蒸汽硫化。硫化压力小，易出现气泡、脱层等问题。适合于小口径的纤维编织或缠绕胶管、无芯胶管。（2）水浴硫化 适用于无芯成型的夹布胶管。将管坯浸入水槽

26、中，送入硫化罐硫化。优点：质量稳定，管体致密性好，变形小。缺点：硫化速度慢，生产效率低。（3）其它硫化方法 管道蒸汽硫化：连续硫化方法之一，可实现由内胶挤出到硫化全过程连续生产，国内有成熟工艺；适用于小口径软芯编织、缠绕胶管硫化。盐浴连续硫化 胶管通过高熔点金属盐类按一定比例配成的熔盐（温度达150以上）进行硫化；常压硫化，也可通入压缩空气在加压下硫化。适用于无芯、软芯编织或缠绕的小型胶管。微波连续硫化 适于小口径无芯、软芯法的编织或缠绕胶管；胶料必须是极性橡胶。生产效率高，但设备投资大；产品规格受到一定限制。n 原材料原材料：新型弹性材料：新型弹性材料-TPE与粉末橡胶。与粉末橡胶。n 生产

27、工艺生产工艺：自动化、连续化：自动化、连续化-成型与连续硫化设成型与连续硫化设备。备。n 新产品新产品：无接头、大长度、大口径、高耐压。：无接头、大长度、大口径、高耐压。长度最高者达长度最高者达600 m 口径最大为口径最大为1.5 m 最高爆破压力可达最高爆破压力可达2030MPa 耐高低温耐高低温 耐曲挠疲劳耐曲挠疲劳 耐特殊介质耐特殊介质胶管的发展方向胶管的发展方向O型圈属于挤压式密封，即它是以压缩变形来达到密封目的。是挤压式密封件最常用、数量最多的一种，占到一半左右 特点 密封效果好，适于静止、往复和旋转密封 占地空间小、紧凑 装配简单，更换容易 适用范围广-飞机、汽车、油压、气压设备

28、、真空热备、电子设备、石油化学装置、高真空超高压 不需要调整 摩擦力小 价格便宜 可密封两个方向橡胶密封制品橡胶密封制品一、一、O形橡胶密封圈形橡胶密封圈一、一、O型圈型圈2.O形圈的表示形圈的表示外径外径 x 内径内径 x 断面直径断面直径 J（D）1.分类分类p 固定（静态）密封固定（静态）密封O型圈型圈p 往复密封往复密封O形圈形圈p 旋转密封旋转密封O形圈形圈p 真空密封真空密封O形圈形圈往复密封往复密封旋转密封旋转密封固定密封固定密封O型圈型圈Dd1d0(D)(d1)(d0)J-静态密封静态密封 D-动态密封动态密封3.密封原理密封原理a.静态密封原理静态密封原理一一、O型圈型圈 P

29、0P间隙PmPPP-介质单位压力P0-装配压缩变形时，橡胶弹性力引起的单位压力Pm-单位接触总压力PH-介质压力传递到O型圈接触面上的单位压力Pm=P0+PHP很小或接近于零，很小或接近于零，P0密封的关键密封的关键P增大则增大则PH增大，当增大，当PH P0，PmPH这种密封直接与介质压力有关的现象称为这种密封直接与介质压力有关的现象称为“自行密封自行密封”现象现象Q-被密封介质的泄漏量，毫升被密封介质的泄漏量，毫升/小时小时d-轴径，厘米轴径，厘米r-介质的粘度，厘泊介质的粘度，厘泊v-往复平均速度，厘米往复平均速度，厘米/秒秒f(P),f(h)-分别与介质压力和分别与介质压力和O型圈硬度

30、有关的函型圈硬度有关的函数数)(/)(25.1HfPfVrdQ一、一、O型圈型圈b.往复运动的密封原理往复运动的密封原理4、O圈模型的结构设计圈模型的结构设计n胶料收缩率的确定胶料收缩率的确定p 硬度相同，含胶率大胶料收缩率大硬度相同，含胶率大胶料收缩率大p 含胶率相同，硬度增大收缩率减小含胶率相同，硬度增大收缩率减小p 有效或半有效硫化体系的胶料收缩率大于一般硫磺硫化体系有效或半有效硫化体系的胶料收缩率大于一般硫磺硫化体系p 其他条件相同时，产品尺寸大的收缩率小，尺寸小收缩率大其他条件相同时，产品尺寸大的收缩率小，尺寸小收缩率大p 对对NBR胶料，内径收缩率一般胶料，内径收缩率一般1.5%-

31、1.8%，断面收缩率，断面收缩率1.8%-2.0%一、O型圈压缩率压缩率KK=/d0 100%p 拉伸量拉伸量=(d+d0)/(d1+d0)-拉伸量拉伸量d1-O型圈实际内径型圈实际内径 d0-O型圈自由断面直径型圈自由断面直径 d-活塞槽底直径活塞槽底直径n 型腔尺寸的确定型腔尺寸的确定p 压缩量与压缩率压缩量与压缩率=d0-(D-d)/2=d0-H-压缩量压缩量d0-O型圈自由状态断面直径型圈自由状态断面直径一、一、O型圈型圈p 型腔内径的确定型腔内径的确定D2=D1(1+k)D1-产品设计尺寸产品设计尺寸 k-内径收缩率内径收缩率 -内径制造公差内径制造公差p 型腔断面尺寸型腔断面尺寸d

32、2=d1(1+k1)1 d2-模腔断面直径模腔断面直径 d1-制品断面直径制品断面直径 1-公差，公差，k1-断面收缩率断面收缩率p 模腔断面半圆深的确定模腔断面半圆深的确定H=(d1(1+k)-h)/2H-断面半圆深度，断面半圆深度，d1-断面直径断面直径k-断面收缩率，断面收缩率，h-预定胶边厚度预定胶边厚度一、一、O型圈型圈二、旋转轴唇形密封圈-油封 油封的结构n油封的特点油封的特点在较低扭矩时，密封性能好在较低扭矩时，密封性能好安装方便，体积小安装方便，体积小能在较高旋转下使用，允许轴有能在较高旋转下使用，允许轴有某种程度的偏心和旋转轴速度的某种程度的偏心和旋转轴速度的变化变化适于较宽

33、的温度范围，可耐不同适于较宽的温度范围，可耐不同种类的油种类的油标准油封使用条件压力标准油封使用条件压力，线速度，线速度10-15m/s,旋转轴转速为旋转轴转速为5000转转/min二、旋转轴唇形密封圈二、旋转轴唇形密封圈-油封油封分类：分类：(1)内包骨架的油封内包骨架的油封(图图(a)(2)外露骨架油封外露骨架油封(图图(b)(3)装配式油封装配式油封(图图(c)(4)有副唇内包骨架油封有副唇内包骨架油封(图图(d)(5)有副唇外露骨架油封有副唇外露骨架油封(图图(e)(6)有副唇装配式油封有副唇装配式油封(图图(f)二、旋转轴唇形密封圈二、旋转轴唇形密封圈-油封油封(7)流体动力型油封流

34、体动力型油封(图图(g)(8)无骨架油封无骨架油封(图图(h)高分子科学与工程学院高分子科学与工程学院密封机理密封机理a.a.边界油膜润滑理论边界油膜润滑理论“边界油膜边界油膜”厚度，波动范围厚度，波动范围2025%b.表面张力密封理论表面张力密封理论二、旋转轴唇形密封圈二、旋转轴唇形密封圈-油封油封规格：内径规格：内径 x 外径外径 x 高度高度=d x D x H径向力：油封紧箍在轴上的紧箍力（油封径向力：油封紧箍在轴上的紧箍力（油封的单位接触压力与之紧密相关）。的单位接触压力与之紧密相关）。来源于弹簧及唇口部位的收缩以及油封腰来源于弹簧及唇口部位的收缩以及油封腰部的弯曲变形。部的弯曲变形

35、。P=D1PrP-全周径向力，克全周径向力，克D1-轴径，厘米轴径，厘米Pr-单位周长径向力，克单位周长径向力，克/厘厘米米油封的结构设计油封的结构设计a.油封径向力与各部位尺寸油封径向力与各部位尺寸二、旋转轴唇形密封圈二、旋转轴唇形密封圈-油封油封油封腰部长度油封腰部厚度油封自由状态内径弹簧中心唇口中心偏离量唇口中心位置h0=(1/23/5)hPr=P过过+P腰腰+P弹弹二、旋转轴唇形密封圈二、旋转轴唇形密封圈-油封油封2112112)(REFdDREFhP过E-橡胶弹性模量F-唇口部位断面面积R1-轴半径D1-轴直径d-油封自由状态内径h1-油封过容量的一半（h1=D1-d/2）33114

36、LEShP 腰S1-油封腰部厚度L-油封腰部长度20)DPTP（弹2P0-弹簧预应力D2-弹簧工作状态内径T-弹簧工作状态张力34464TnrGldP过-油封唇口部位过容量引起橡胶收缩而产生的范围周长径向力P腰-油封腰部变形引起的单位周长径向力P弹-弹簧收缩引起的单位周长径向力l-弹簧工作状态的拉伸长度d4-弹簧钢丝直径G-弹簧刚才的扭转弹性模量n-弹簧圈数r-弹簧绕簧平均直径 r=(D3-D4)/2d3-弹簧绕簧外径油封有限元模型油封有限元加载示意图二、旋转轴唇形密封圈二、旋转轴唇形密封圈-油封油封密封制品的配方特点及制造工艺密封制品的配方特点及制造工艺配方特点配方特点生胶选择：生胶选择：非

37、极性油：非极性油：NBR，FKM，PU,CSM 极性油：极性油：EPDM，SBR,NR 特种氧化性溶剂：羧基亚硝基氟橡胶，氟醚橡胶特种氧化性溶剂：羧基亚硝基氟橡胶，氟醚橡胶硫化体系：硫黄硫化，过氧化硫硫化体系：硫黄硫化，过氧化硫化化补强体系补强体系NBR在密封制品中的使用特点 NBR是制造耐油制品的主要胶种 硫化体系对使用温度和性能有直接影响 传统硫化体系（S在2phr左右），使用温度100oC以下 半有效（低硫）或有效（无硫）体系以TMTD硫化，120oC，且压缩永久变形小 过氧化物（DCP等）硫化，长期125oC，短期150oC工作；在油介质中短期可在180oC工作。过氧化物硫化抗撕裂差，

38、伸长率小。若采用低硫体系与过氧化物并用可改善撕裂性能并提高伸长率。密封制品的配方特点及制造工艺密封制品的配方特点及制造工艺制造工艺制造工艺半成品准备半成品准备硫化：电热平板硫化机硫化硫化：电热平板硫化机硫化热载体循环：热载体循环：沸点高，无腐蚀的液体：乙二醇、沸点高，无腐蚀的液体：乙二醇、硅油硅油密封制品修边密封制品修边机械修边：冲切、砂轮磨边、园刀修边机械修边：冲切、砂轮磨边、园刀修边冷冻修边冷冻修边密封制品的配方特点及制造工艺密封制品的配方特点及制造工艺金属嵌件与橡胶粘合金属嵌件与橡胶粘合金属表面处理金属表面处理机械处理：喷砂，研磨，钢刷清刷机械处理：喷砂，研磨，钢刷清刷化学处理：酸碱处理化学处理：酸碱处理粘合剂：列克纳，酚醛树脂粘合剂：列克纳，酚醛树脂联系方式0532-84022765青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室室青岛市四方区舞阳路青岛市四方区舞阳路51-1邮编：邮编：266042谢谢 谢！谢！