氟膠o型圈的摩擦大小必須同時(shí)具有摩擦阻尼小,不影響軸承的運(yùn)動(dòng)靈活性的特點(diǎn)。這樣既要求氟膠o型圈材料的摩擦系數(shù)要小,又要求Y型氟膠o型圈的密封邊變形壓緊力也要小。 要滿足氟膠o型圈的良好密封性和低摩擦阻尼性,在密封邊變形壓緊力的設(shè)計(jì)上存在矛盾,只能是力求達(dá)到密封邊變形壓緊力適當(dāng),在滿足氣密封要求的基礎(chǔ)上,再盡量降低密封邊變形壓緊力,氫化丁腈氟膠o型圈使得當(dāng)大轉(zhuǎn)塔的推力滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù)不超過(guò)0.01時(shí),大轉(zhuǎn)塔的旋轉(zhuǎn)起動(dòng)力矩不超過(guò)1000Nm,達(dá)到發(fā)射轉(zhuǎn)塔的總體設(shè)計(jì)要求。
1.氟膠o型圈的摩擦大小根據(jù)氟膠o型圈對(duì)材料的性能要求,對(duì)三種全氟醚密封圈進(jìn)行配方設(shè)計(jì)的系統(tǒng)研究。對(duì)比配方材料的性能采取兼顧強(qiáng)度和彈性、突出壓縮永久變形性能、保證低摩擦系數(shù)和抗老化性能的原則。全氟醚密封圈的滑動(dòng)摩擦系數(shù)通常較大。
2.為了降低全氟醚密封圈的摩擦系數(shù),在配方中選用二硫化鉬(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)和石墨等固體潤(rùn)滑劑作為減摩添加劑。這些減摩劑通常用于塑料的減摩改性,引入全氟醚密封圈后預(yù)期也能降低摩擦系數(shù),同時(shí)在氟膠o型圈長(zhǎng)期使用后失油而干摩擦?xí)r,能起到一定的固體潤(rùn)滑保護(hù)作用,防止氟膠o型圈摩擦和磨損失效。但是在配方設(shè)計(jì)和篩選中,必須避免這些減摩劑的加入對(duì)全氟醚密封圈強(qiáng)度和彈性特別是對(duì)壓縮永久變形的不利影響。
3.氟膠o型圈的摩擦大小根據(jù)動(dòng)密封的特點(diǎn),在全氟醚密封圈材料配方設(shè)計(jì)上,將硬度預(yù)期值定為70~75度(邵爾A型)左右,并且確定硬度的允許范圍為65~80度,在全氟醚密封圈配方篩選中,超出硬度允許范圍的配方一般于以舍去。補(bǔ)強(qiáng)劑采用了活性較大的半補(bǔ)強(qiáng)碳黑和高耐磨碳黑,前者有利于降低壓縮永久變形,氫化丁腈氟膠o型圈后者有利于提高耐磨性。
4.在氟膠o型圈的研制階段中,先后設(shè)計(jì)了70多種配方,進(jìn)行了6輪全氟醚密封圈配方設(shè)計(jì)、改進(jìn)和篩選。配方編號(hào)中個(gè)數(shù)字代表膠種,如“7”代表NBR/PVC,“8”代表NBR,“2”代表HNBR。后兩個(gè)數(shù)字代表不同的配方組成。 首先通過(guò)配方材料的強(qiáng)度、彈性和硬度性能的對(duì)比,進(jìn)行三輪配方材料和硫化工藝參數(shù)的篩選,選出17種配方,其機(jī)械性能試驗(yàn)然后比較壓縮永久變形性能優(yōu)劣,從中優(yōu)選出8種配方材料。
5.氟膠o型圈的摩擦大小再進(jìn)行滑動(dòng)摩擦磨損性能試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果列于表1。通過(guò)摩擦系數(shù)、耐磨性的進(jìn)一步對(duì)比,優(yōu)選出各種系列的佳配方各一種,即HNBR系列配方的2-42、NBR系列的8-42和NBR/PVC系列的7-32。
6.后對(duì)上述三種配方材料進(jìn)行大車膠料的材料性能全面測(cè)試評(píng)價(jià),確定2-42的HNBR配方材料性能佳。 因此,雖然在氟膠o型圈研制的試樣階段采用了國(guó)產(chǎn)膠料NBR和NBR/PVC的配方材料8-42和7-32,氫化丁腈氟膠o型圈其材料性能除使用壽命外也基本滿足技術(shù)要求,而從正樣開始直至后來(lái)的試生產(chǎn)產(chǎn)品,均采用2-42的HNBR材料。
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