油封發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
下面從幾個(gè)方面對(duì)國(guó)際上油封生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)作簡(jiǎn)要介紹,并比較提出我國(guó)在各個(gè)方面存在的差距。
油封材料
油封由于使用條件苛刻,決定了對(duì)橡膠材料要求苛刻,目前使用的油封材料,除普通場(chǎng)合采用NBR外,氟橡膠、丙烯酸橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠、氫化丁腈橡膠、聚四氟乙烯等特種材料被廣泛采用。國(guó)外幣積極致力于通過(guò)改善合成工藝和后處理技術(shù)大幅度提高已有的品種質(zhì)量,通過(guò)化學(xué)改性生產(chǎn)特殊性能的橡膠。合成各種性能的生膠滿(mǎn)足不同的使用要求。國(guó)際上一些大的油封公司,為提高產(chǎn)品質(zhì)量,已經(jīng)建成了自己的特種橡膠的生產(chǎn)工廠(chǎng)。而我國(guó)在膠種、品牌上的研究相對(duì)較少,大多數(shù)生膠仍依賴(lài)于進(jìn)口。
膠料配合技術(shù)
對(duì)于配方的研究,除選擇合適的生膠外,新助劑、新的無(wú)機(jī)填料已大量運(yùn)用于配方中。為了改善膠料的工藝性能、改善產(chǎn)品的外觀(guān)質(zhì)量,近幾年來(lái)國(guó)外開(kāi)發(fā)了大量的加工助劑,以滿(mǎn)足工藝性能要求。新的無(wú)機(jī)填料的應(yīng)用,改善了膠料物理性能,降低了膠料成本,使油封的動(dòng)態(tài)性能得以改善。國(guó)外在配合技術(shù)的研究上特別注重油封唇口材料與軸的表面接觸狀態(tài),有了一個(gè)技術(shù)上的飛躍,而我國(guó)的配合技術(shù)多數(shù)仍停留在國(guó)外六七十年代水平。
油封結(jié)構(gòu)
國(guó)外一般采用外露、半外露骨架油封。這類(lèi)油封定位準(zhǔn)確、同軸度高、安裝強(qiáng)度高,耐熱性好、摩擦生熱少,在壓力和震動(dòng)作用下穩(wěn)定,節(jié)省了膠料,因而有較長(zhǎng)的使用壽命和可靠的密封性能。在國(guó)外,這種骨架油封的產(chǎn)量約占油封總產(chǎn)量的70%,而我國(guó)僅少數(shù)的企業(yè)能生產(chǎn)這種油封,大部分小企業(yè)仍生產(chǎn)內(nèi)包骨架油封。另外,各種流體動(dòng)力油封也是目前油封的發(fā)展趨勢(shì)。它是在密封唇刻有各種流線(xiàn),根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)原理設(shè)計(jì),其溝槽能將滲漏出的油“泵回”油腔,密封性能高,可適應(yīng)較大的軸偏心。對(duì)于線(xiàn)速度高(20m/s以上)的密封部位,采用流體動(dòng)力油封能使泄漏問(wèn)題得到有效的解決。對(duì)于摩擦條件苛刻、生熱大、軸偏心大的工作場(chǎng)合,流體動(dòng)力油封更能顯示其優(yōu)越性。流體動(dòng)力油封能提高工作可靠性,延長(zhǎng)其使用壽命。例如:前蘇聯(lián)采用流體動(dòng)力油封使丁腈橡膠油封的使用壽命由1000h提高到3000h,氟膠油封可在200℃溫度下工作6 000~8 000h。近十年以來(lái),流體動(dòng)力油封又由原來(lái)的斜紋、螺紋狀發(fā)展到現(xiàn)在的“八字形”、正弦波形、凸臺(tái)形、塊狀形、網(wǎng)交叉形、三角形等等。根據(jù)不同的工作條件,選擇不同的形狀,可達(dá)到良好的回油效果。流體動(dòng)力油封是高速油封發(fā)展的必然趨勢(shì)和重要技術(shù)途徑。目前國(guó)內(nèi)大部分廠(chǎng)家生產(chǎn)的這種油封,由于回油線(xiàn)的結(jié)構(gòu)參數(shù)選取還掌握不好.加工技術(shù)水平落后,導(dǎo)致使用效果不好。
近幾年來(lái),國(guó)外研制出了聚四氟乙烯油封、復(fù)合式外封型油封.聚四氟乙烯油封適用于高低溫、腐蝕性介質(zhì)、干摩擦等特殊場(chǎng)合.復(fù)合式外封型油封適用于工況條件惡劣的場(chǎng)合,這兩種油封國(guó)內(nèi)尚處于開(kāi)發(fā)階段。另外,在油封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,國(guó)外已采用有限元分析設(shè)計(jì),而國(guó)內(nèi)尚未開(kāi)展此項(xiàng)工作。
油封的后處理技術(shù)
將油封進(jìn)行化學(xué)、物理等表面處理是目前油封技術(shù)發(fā)展的又一趨勢(shì)。它是提高油封的可靠性、延長(zhǎng)使用壽命、克服橡膠某些固有性能不足的有效技術(shù)途徑。
(1)熱處理:即二次硫化。國(guó)外的研究表明,在中性介質(zhì)、熱空氣中,對(duì)氟橡膠、丙烯酸酯橡膠、硅橡膠等油封進(jìn)行熱處理,可穩(wěn)定其物理力學(xué)性能、破壞不穩(wěn)定的交聯(lián)結(jié)構(gòu),消除模壓硫化產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,降低壓縮永久變形,提高使用壽命。
(2)表面處理:在油封的唇部貼聚四氟乙烯薄膜,可提高油封耐介質(zhì)、耐高溫、耐磨等性能,降低摩擦生熱。
(3)涂覆防護(hù)涂層、溴化處理:可使油封耐熱氧老化、耐介質(zhì)性能提高。以上技術(shù)國(guó)外已應(yīng)用于生產(chǎn),而國(guó)內(nèi)除二次硫化技術(shù)外,其它工作僅有部分廠(chǎng)家剛剛起步。
測(cè)試方法及儀器
油封的性能測(cè)試有其獨(dú)特之處。國(guó)外除發(fā)展自動(dòng)化、半自動(dòng)化膠料性能測(cè)試儀器外,還特別重視反映膠料工藝性能、密封制品使用性能的測(cè)試方法及儀器的研究工作。例如除了反映膠料混煉、模壓等工藝性能的加工測(cè)定儀。反映使用性能的啟動(dòng)摩擦、動(dòng)摩擦數(shù)、摩擦扭矩、唇口升溫、泄漏時(shí)間和泄漏量等的性能試驗(yàn)儀和產(chǎn)品性能模擬試驗(yàn)臺(tái)(如圖所示)外,反映油封密封性能唇口張力測(cè)定儀,流體動(dòng)力油封回流效應(yīng)觀(guān)測(cè)儀等等。國(guó)外十分重視油封的成品質(zhì)量控制,普遍采用微型硬度計(jì)檢測(cè)成品硬度,用徑向力測(cè)定儀控制油封的徑向力,用唇口張開(kāi)壓力測(cè)定儀檢測(cè)油封唇口的微小缺陷。制定了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)以控制油封旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)的漏油量.發(fā)展了屏幕顯示電子計(jì)算機(jī)控制、屏幕對(duì)話(huà)的尺寸和斷面自動(dòng)計(jì)量?jī)x。但國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠(chǎng)家的試驗(yàn)手段仍很落后。還沒(méi)有辦法對(duì)油封大規(guī)模的進(jìn)行成品微泄檢驗(yàn)。從而也就沒(méi)法保證大批量生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。