各種橡膠密封圈知識、O型圈的配方設計與加工
2023-05-08
橡膠密封圈，一般采用丁腈橡膠、天然橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠以及共混膠制造。密封圈主要用來防油防水防腐密封氣體，防止泄露。
根據密封圈所用材質不同，性質上就產生不同的分類：
1、耐高溫密封圈、2、耐高壓密封圈、3、耐腐蝕密封圈、4、耐磨損密封圈
各種橡膠密封圈材質比較
由一個或幾個零件組成的環形罩，固定在軸承的一個套圈或墊圈上并與另一套圈或墊圈接觸或形成窄的迷宮間隙，防止潤滑油漏出及外物侵入。密封圈是一種截面為圓形的橡膠圈，因其截面為O型，故稱其為O型密封圈。是液壓與氣壓傳動系統中使用最廣泛的一種。通常在臺企、日企叫做O Ring。
一、NBR丁腈橡膠密封圈: 適合于石油系液壓油、甘醇系液壓油、二酯系潤滑油、汽油、水、硅潤滑脂、硅油等介質中使用。是目前用途最廣、成本最低的橡膠密封件。不適用于極性溶劑之中，例如酮類、臭氧、硝基烴、MEK 和氯仿。一般使用溫度范圍為 -40~120 ℃。
二、HNBR氫化丁腈橡膠密封圈: 具有極佳的抗腐蝕、抗撕裂和抗壓縮變形特性，耐臭氧、耐陽光、耐天候性較好。比丁腈橡膠有更佳的抗磨性。適用于洗滌機械、汽車發動機系統及使用新型環保冷媒 R134a的制冷系統中。不建議使用于醇類、酯類或是芳香族的溶液中。一般使用溫度范圍為 -40~150 ℃。
三、SIL硅橡膠密封圈: 具有極佳的耐熱、耐寒、耐臭氧、耐大氣老化性能。有很好的絕緣性能。但抗拉強度較一般橡膠差且不具耐油性。適用于家用電器如電熱水器、電熨斗、微波爐等。還適用于各種與人體有接觸的用品，如水壺、飲水機等。不建議使用于大部份濃縮溶劑、油品、濃酸及氫氧化鈉中。一般使用溫度范圍為 -55~250 ℃。
四、VITON氟素橡膠密封圈: 耐高溫性優于硅橡膠，有極佳的耐候性、耐臭氧性和耐化學性，耐寒性則不良。對于大部份油品及溶劑都具有抵抗能力，尤其是酸類、脂族烴、芳香烴及動植物油。適用于柴油發動機、燃料系統及化工廠的密封需求。不建議使用于酮類、低分子量的酯類及含硝的混合物。一般使用溫度范圍為 -20~250 ℃。
五、FLS氟硅橡膠密封圈: 其性能兼有氟素橡膠及硅橡膠的優點，耐油、耐溶劑、耐燃料油及耐高低溫性均佳。能抵抗含氧的化合物、含芳香烴的溶劑及含氯的溶劑的侵蝕。一般用于航空、航天及軍事用途。能者橡膠發泡卷材廠家不建議暴露于酮類及剎車油中。一般使用溫度范圍為 -50~200 ℃。
六、EPDM三元乙丙橡膠密封圈: 具有很好的耐候性、耐臭氧性、耐水性及耐化學性?？捎糜诖碱惣巴?，還可用于高溫水蒸氣環境之密封。適用于衛浴設備、汽車散熱器及汽車剎車系統中。不建議用于食品用途或是暴露于礦物油之中。一般使用溫度范圍為 -55~150 ℃。
七、CR氯丁橡膠密封圈: 耐陽光、耐天候性能特別好。不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷劑，耐稀酸、耐硅脂系潤滑油, 但在苯胺點低的礦物油中膨脹量大。在低溫時易結晶、硬化。適用于各種接觸大氣、陽光、臭氧的環境及各種耐燃、耐化學腐蝕的密封環節。不建議使用于強酸、硝基烴、酯類、氯仿及酮類的化學物之中。一般使用溫度范圍為 -55~120 ℃。
八、IIR丁基橡膠密封圈: 氣密性特別好，耐熱、耐陽光、耐臭氧性佳，絕緣性能好;對極性溶劑如醇、酮、酯等有很好的抵抗能力，可暴露于動植物油或可氧化物中。適合于耐化學藥品或真空設備。不建議與石油溶劑、煤油或芳烴同時使用。一般使用溫度范圍為 -50~110 ℃。
九、ACM丙烯酸脂橡膠密封圈: 對油品有極佳的抵抗力, 耐高溫、耐候性均佳，但機械強度、壓縮變形率及耐水性稍差。一般用于汽車傳動系統及動力轉向系統之中。不適用于熱水、剎車油、磷酸酯之中。一般使用溫度范圍為 -25~170 ℃。
十、NR天然橡膠密封圈: 橡膠制品具有很好的耐磨性、彈性、扯斷強度及伸長率。但在空氣中易老化，遇熱變黏，在礦物油或汽油中易膨脹和溶解，耐堿但不耐強酸。適合于在汽車剎車油、乙醇等有氫氧根離子的液體中使用。一般使用溫度范圍為 -20~100 ℃。
十一、PU聚氨脂橡膠密封圈: 聚氨脂橡膠的機械性能非常好，耐磨、耐高壓性能均遠優于其它橡膠。耐老化性、耐臭氧性、耐油性也相當好, 但高溫易水解。一般用于耐高壓、耐磨損密封環節，如液壓缸。一般使用溫度范圍為 -45~90 ℃。
十二、金屬橡膠密封圈:采用不銹鋼絲制成，不含任何橡膠成分，具有很強的使用特性。比如:在高真空、高低溫、強輻射、及各種腐蝕等環境下保持正常工作。密封圈表皮根據用途不同由不同材質如不銹鋼、銅、聚四氟乙烯等材料制作，被包覆的金屬橡膠構件作為襯芯，具有密封強度高、效果好、可重復使用等優點。密封圈襯芯是由不同金屬絲直徑、 密度制造的構件，適用于不同壓強場合。一般使用范圍為-80~800℃。這種密封圈由于成本高，所以價格比較貴。但是良好的性能，廣泛的使用環境，都得到了人們的一致認可。
各類密封圈的作用
V型密封圈
是一種軸向作用的彈性橡膠密封圈，用作轉軸無壓密封。密封唇有較好的活動性和適應性，可補償較大的公差和角度偏差，可防止內部油脂或油液向外漏泄，也可防止外界的濺水或塵埃的侵入。
O型密封圈
主要用于靜密封和往復運動密封。用于旋轉運動密封時，僅限于低速回轉密封裝置。
V型密封圈
一般安裝在外圓或內圓上截面為矩形的溝槽內起密封作用。
Y型密封圈
廣泛應用于往復動密封裝置中。另外，還有彈簧張力（彈簧蓄能）密封圈，是在PTFE密封材料之中加入一個彈簧，有O型彈簧，V型彈簧，U型彈簧。
孔用YX型密封圈
簡單描述產品用途：用于往復運動液壓油缸中活塞的密封。
YX型孔用擋圈
簡單描述產品用途:本標準適用于油缸工作壓力大于16MPa時配合YX型密封圈使用，或油缸偏心受力時,起保護密封圈的作用
軸用YX型密封圈
簡單描述產品用途:用于往復運動液壓油缸中活塞桿的密封適用范圍PU:一般液壓缸、通用設備液壓缸。
軸用YX型擋圈
簡單描述產品用途:本標準適用于油缸工作壓力大于16MPa時配合YX型密封圈使用,或油缸偏心受力時，起保護密封圈的作用
密封圈的裝置的選用和要求
密封圈是解決液壓系統泄漏問題最重要、最有效的手段。液壓系統如果密封圈不良，密封圈可能出現不允許的外泄漏，外漏的油液將會污染環境；還可能使空氣進入吸油腔，影響液壓泵的工作性能和液壓執行元件運動的平穩性。
因此，合理地選用和設計密封圈的裝置在液壓系統的設計中十分重要，對密封圈裝置的要求如下：
1、密封圈在工作壓力和一定的溫度范圍內，應具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動提高密封性能。
2、密封圈裝置和運動件之間的摩擦力要小，摩擦系數要穩定。
3、密封圈抗腐蝕能力強，不易老化，工作壽命長，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動補償。
4、結構簡單，使用、維護方便，使密封圈有更長的的壽命。
安裝注意事項
1、清潔安裝位置；
2、清除密封件安裝運動過程中的毛刺；
3、在密封件上涂抹潤滑劑；
4、保護密封面不受損傷；
5、復核確認密封件的尺寸正確；
6、對于需要變形安裝的密封件使用相應工具安裝。
O形橡膠密封圈的性能和應用
O形橡膠密封圈是橫截面積為圓形的橡膠制品。其應用遍及化工、機械、煤炭、石油、冶金、交通運輸、家用電器等領域。O形橡膠圈是所有橡膠密封制品中，生產數量最大、用途最廣的一種密封元件。
〈一〉O形橡膠密封圈的性能和應用
O形橡膠密封圈廣泛用于各種機械設備中，在不同的溫度、壓力及介質中起密封作用，用以防止機械設備漏油、漏氣、漏水及外界環境介質和粉塵的侵入。與其它橡膠密封件相比，有以下優點∶
1、結構簡單，體積小，安裝部位緊湊。
2、具有自密封作用，無需周期性調整。
3、密封性能好，靜密封時不會泄漏。
4、運動摩擦阻力小，適合于壓力交變的場合。
5、尺寸和溝槽已實現了標準化，價格便宜，產品易得，便于使用和購買。
6、適應性強，用途十分廣泛。
〈二〉O形橡膠密封圈的不足之處
1、用于壓縮動密封時，啟動摩擦阻力較大。
2、動密封時很難做到不泄露，只能控制其泄露量不超過規定的許可值。
3、在氣壓和水壓密封過程中，需要添加潤滑油，防止磨損。在某些場合常需加防塵、防護擋圈。
4、對偶配合件〈如運動面、溝槽、間隙等〉的加工尺寸及精度要求嚴格。
根據O形橡膠密封圈與被密封裝置的相對運動狀態，可分為靜密封用O形圈、往復運動密封用O形圈、旋轉運動密封用O形圈。按密封結構，可分為徑向密封和軸向密封兩類O形圈。
制造O形橡膠密封圈的材料主要是合成橡膠。根據工作溫度、接觸介質、承受壓力的不同，在選擇膠種時也有所不同。
O形橡膠密封圈膠料配方設計
〈一〉 配方設計的原則
橡膠配方一般由生膠、硫化防老劑補強劑體系、防護體系、補強體系、軟化體系組成。配方設計的目的是為了尋求各種配合組份的最佳配比組合，從而獲得良好的綜合性能。配方設計最終要達到如下目的∶
1、 滿足密封圈使用性能要求。
2、 膠料加工工藝性能良好。
3、 在保證產品質量的前提下盡量選擇價格便宜、來源豐富、無毒或低毒、性能穩定的原材料。
橡膠配方按其用途可分為試驗配方和實用配方。前者是為了研究或鑒定某種原材料與硫化膠及混煉膠性能之間的關系，在組成上力求簡單。實用配方則主要研究硫化膠性能與產品實際使用性能及混煉膠工藝性能之間的關系。實用配方的制定過程為∶
產品使用的環境條件、制造工藝分析-à選擇膠種以及組成配方的各種配合劑組成試驗配方-à性能評價試驗-à組份調整改進-à擴大試驗，確定實用配方。
〈二〉 O形密封圈膠料配方設計
O形橡膠密封圈工作環境復雜多樣，就要求其膠料具有某些特殊的性能。在液壓系統中，要求具有良好的耐油性、耐溫性、低的壓縮永久變形和一定的拉伸強度。作為動態密封，除了具有要求之外，膠料還應具有較好的耐磨性和抗撕裂性能。用于特殊介質的密封則要求膠料在介質中的體積變化和硬度變化較小?？傊?，配方設計應根據具體的工作條件、介質種類、使用溫度、工作壓力和應用狀態等綜合考慮。
〈三〉 O形密封圈膠料加工
目前，O形橡膠密封圈的制作方法還是主要用過模壓法生產為主，其中模壓制品的硫化方法主要有平板模壓、傳遞模壓和注射模壓三種。平板模壓法歷史最悠久。傳遞模壓約在20世紀50年代前后開始使用，而往射模壓則自60年代起逐步由塑料工業進人橡膠工業。當前發展趨勢是逐步發展注壓法，但由于各自適應的范圍不同。三者共存并獲得發展仍是現實。O形密封圈按其特點仍以平板模壓為主要成型方法。
在模壓硫化過程中，必須嚴格正確掌握硫化的溫度、時間和壓力，并隨時注意硫化過程中溫度等參數的變化情況，進行相應處理，否則會造成產品欠硫或過硫。若采用自動控制系統，則整個硫化過程會自動記錄和控制，以保證產品達到正硫化程度。
硫化溫度是橡膠O形密封圈發生硫化反應的基本條件之一，它直接影響硫化速度和產品質量。硫化溫度高，硫化速度快，生產效率高；硫化溫度低，硫化速度慢。硫化溫度系根據配方而定，其中最重要的是取決于膠種和所用硫化體系。天然橡膠最適宜的硫化溫度一般為143℃－－150℃，合成橡膠一般為150℃～180℃。硫化時間通常按照確定的硫化溫度，通過試驗確定硫化時間。
橡膠制品在硫化過程中加壓，其目的在于使膠料易于流動，充滿型腔，防止硫化過程中產生氣泡，提高產品的致密性。硫化壓力的大小視膠料硬度、模具大小而定。膠料硬度高、模具尺寸大時，壓力可大些，反之則應適當減小壓力。
(文章來源于橡膠技術網)
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