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硅橡胶制品变形的原因有哪些?

由于用于O形环密封圈的合成橡胶材料是粘弹性材料,所以初始设定的压缩量和回弹阻挡能力在长时间使用后会永久变形并逐渐丧失,最终会发生泄漏。硅胶产品通过硅胶注塑喷射成型的,产品柔软,硬度可以达到10°C-40°C,因其柔软的特性,在仿真人体器官,医疗硅胶胸垫,等广泛运用。密封圈有优异的综合性能和良好的技术经济效果,故已在航空、航天、电气、化工、仪表、汽车、建筑、轻工、机械等工业以及医疗卫生、日常生活各个领域中获得了广泛的应用。 永久变形和弹性损失是密封圈密封损失的主要原因,那么密封圈材料永久变形的原因是什么?

在计算压缩系数时,常常忽略装配过程中张力对橡胶环截面高度的影响。橡胶 O 形环的截面积的变化与其周长的变化成反比。同时,由于拉伸的影响,橡胶 O 形圈的截面形状也会发生变化,表现为其高度的降低。此外,在表面张力作用下,橡胶 O 形圈的外表面变得更加平坦,即截面高度略有下降。这也是 o 形环压缩应力松弛的一种表现形式。

使用环境温度是影响密封圈永久变形的另一个非常重要经济因素。高温会加速发展橡胶复合材料的老化。工作进行温度越来越高,密封圈的压缩永久变形就越大。当永久变形程度大于40%时,密封圈就失去了一个密封技术能力而发生信息泄漏。因压缩变形而在密封圈的橡胶材料中没有形成的初始阶段应力值,将随着密封圈的驰张过程和温度不断下降的作用而逐渐成为降低成本以致消失。温度在零下工作的密封圈,其初始数据压缩企业可能就是由于不同温度的急剧增加降低而减小或完全消失。在-50~-60℃的情况下,不耐低温的橡胶主要材料会完全丧失初始应力;即使耐低温的橡胶生产材料,此时的初始应力也不会出现大于20℃时初始应力的25%。这是我们因为密封圈的初始压缩量取决于线胀系数。所以,选取初始压缩量时,就必须能够保证在由于驰张过程和温度明显下降而造成这种应力强度下降后仍有需要足够的密封处理能力。温度在零下工作的密封圈,应特别值得注意提高橡胶产品材料的恢复指数和变形控制指数。

综上所述,设计时应尽量确保密封圈具有合适的工作温度,或选择耐高温、耐低温的密封圈材料,以延长使用寿命。

在压缩状态下,各种用作制造 o 型环的配方橡胶都会出现压缩应力松弛现象,此时,压缩应力随着时间的增加而减小。使用时间越长,压缩比和拉伸能力越大,橡胶应力松弛引起的应力降就越大,使橡胶 o 形环弹性不足,密封能力丧失。因此,在许可使用的情况下,应尽量减少压缩比。增加橡胶 O 形圈的截面尺寸是降低压缩性最简单的方法,但这会导致结构尺寸的增加。

橡胶O形环的横截面变形程度还取决于橡胶O形环材料的硬度。 在相同拉伸量的情况下,高硬度的硅橡胶制品的截面高度也大大降低,因此,应根据使用条件尽可能选择低硬度的材料。 在液体压力和张力的作用下,橡胶材料的硅橡胶制品也会逐渐塑性变形,其截面高度相应减小,从而最终损失密封能力。

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