為解決拉桿氣缸在-40℃和60℃條件下的介質(zhì)泄漏問題,以等效剛度、等效阻尼和耐溫系數(shù)為性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)結(jié)合丙烯腈量分別為35%、30%和25%的丁腈橡膠密封圈進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性研究,包括力學(xué)性能測(cè)試、頻譜響應(yīng)分析,耐溫系數(shù)計(jì)算和接觸應(yīng)力仿真等。研究結(jié)果表明:增大結(jié)合丙烯腈量可大幅度提升密封圈的力學(xué)性能,但不利于低溫密封;結(jié)合丙烯腈量為30%的密封圈可有效地解決高低溫介質(zhì)泄漏問題,當(dāng)壓縮率為15%時(shí),其接觸應(yīng)力更為均衡,可確保密封性能。 

【文章來源】：液壓氣動(dòng)與密封. 2020,40(05)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

丁腈橡膠滯回曲線

密封圈的動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)包括三部分內(nèi)容:力學(xué)性能測(cè)試、頻譜響應(yīng)測(cè)試和耐溫系數(shù)測(cè)試。試驗(yàn)中的恒溫和變溫控制(測(cè)試范圍為-60℃～80℃，誤差為±0.1℃)采用圖2a所示的溫控箱實(shí)現(xiàn)。密封圈的滯回曲線、激振幅值和圓頻率均可通過如圖2b所示的力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)得出，其力傳感器量程為±10 kN，位移傳感器量程為±100 mm，滿量程精度均為1%，加載速度設(shè)定為2 mm/min。密封圈的動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)需滿足GB/T 7758-2002《硫化橡膠低溫性能的測(cè)定-溫度回縮法》的要求，即在溫控箱內(nèi)放置24 h后才可進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測(cè)定。此外，變溫條件設(shè)定為從室溫(25℃)到高溫(80℃)，再到室溫，最后到低溫(-60℃)，避免密封圈在連續(xù)變溫條件下出現(xiàn)彈力失效[11]等問題。

由于氣缸活塞密封圈的軸向和徑向承載存在較大的差異性，因此需將等效剛度向軸向和徑向分解后，分別進(jìn)行研究。載恒溫條件下，對(duì)不同結(jié)合丙烯腈含量的密封圈進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，可得出其等效剛度隨溫度T的變化規(guī)律如圖3所示。圖3中可以看出:密封圈沿軸向和徑向方向的等效剛度值均隨著溫度的增大而近似線性地減小;當(dāng)溫度超過35℃時(shí)，軸向等效剛度基本不再發(fā)生變化，而徑向等效剛度持續(xù)減小;結(jié)合丙烯腈含量的增大可顯著提升等效剛度，但對(duì)等效剛度隨溫度變化趨勢(shì)的影響非常小。密封圈在低溫環(huán)境下的剛度和硬度更大，因而對(duì)振動(dòng)幅值的響應(yīng)更為敏感，這對(duì)氣缸活塞動(dòng)密封的可靠性有著重要的影響。在密封圈-40℃恒溫處理后，對(duì)其進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。將加速度信號(hào)采集系統(tǒng)得出時(shí)域特性進(jìn)行積分變換，可得出密封圈的激振幅值a隨頻率f的變化曲線如圖4所示。圖4中可以看出:當(dāng)結(jié)合丙烯腈含量為35%時(shí)，密封圈的振動(dòng)幅值隨激振頻率的增大而顯著增大;密封圈2和密封圈3在不同激振頻率下的振幅基本保持不變，因此氣缸活塞的動(dòng)密封穩(wěn)定性更好。

【參考文獻(xiàn)】：
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