Connaissance et conception de formules de joints toriques en caoutchouc
Scellés:
Dans les systèmes hydrauliques et leurs systèmes, les joints sont utilisés pour empêcher les fuites du fluide de travail et l'intrusion de poussières externes et de corps étrangers. L'élément d'étanchéité est le joint.
Une fuite externe entraînera un gaspillage de fluide, polluera la machine et l'environnement, et entraînera même un dysfonctionnement des machines et des équipements et des accidents personnels.
Une fuite de l'efficacité volumétrique du système hydraulique entraînera une forte baisse, l'impossibilité d'atteindre la pression de service spécifiée, voire un dysfonctionnement.
L'intrusion de minuscules particules de poussière dans le système peut provoquer ou aggraver la friction et l'usure des composants hydrauliques, entraînant ainsi des fuites.
Par conséquent, les joints et les joints des équipements hydrauliques constituent un élément important. Sa fiabilité et sa durée de vie sont un indicateur important de la qualité d'un système hydraulique.
En plus de l'étanchéité des espaces, l'utilisation de joints est nécessaire pour contrôler le couplage entre deux surfaces adjacentes en scellant un espace minimum en dessous pour contrôler l'espace entre le liquide.
Dans les joints de contact, les joints auto-obturants et auto-serrants auto-serrants sont installés par pression (c'est-à-dire la lèvre d'étanchéité).
Introduction aux joints toriques en caoutchouc
La bague d'étanchéité de type O est une bague en caoutchouc à section circulaire. Parce que sa section transversale est en forme de O, on l’appelle bague d’étanchéité de type O. , également appelé joint torique. Il a commencé à apparaître au milieu du -19ème siècle, lorsqu'il était utilisé comme élément d'étanchéité pour les cylindres des machines à vapeur. Il s’agit du type de système de transmission hydraulique et pneumatique le plus largement utilisé. Il est généralement appelé O-Ring dans les entreprises taïwanaises et japonaises.
Le joint torique est un joint annulaire en caoutchouc de section circulaire. Il est principalement utilisé pour empêcher les fuites de fluides liquides et gazeux dans les composants mécaniques dans des conditions statiques. Dans certains cas, le joint torique peut également être utilisé pour un mouvement alternatif axial. et des éléments d'étanchéité dynamiques avec mouvement de rotation à faible vitesse. Selon différentes conditions, différents matériaux peuvent être sélectionnés pour leur convenir.
Lors de la sélection d'un joint torique, vous devez essayer d'utiliser un joint torique de grande section. Sous le même espace, le volume du joint torique enfoncé dans l'espace doit être inférieur à la valeur maximale autorisée.
Pour différents types d'applications d'étanchéité fixe ou d'étanchéité dynamique, les joints toriques offrent aux concepteurs un élément d'étanchéité efficace et économique. Le joint torique est un élément d'étanchéité bidirectionnel. La compression initiale dans la direction radiale ou axiale lors de l'installation confère au joint torique sa propre capacité d'étanchéité initiale. La force d'étanchéité générée par la pression du système et la force d'étanchéité initiale se combinent pour former une force d'étanchéité totale, qui augmente à mesure que la pression du système augmente. Les joints toriques jouent un rôle important dans les situations d'étanchéité statique. Cependant, dans des situations dynamiques appropriées, des joints toriques sont souvent utilisés, mais ils sont limités par la vitesse et la pression au niveau du joint.
Présente les avantages suivants :
1) structure compacte, facile à assembler et à démonter,
2) Des joints statiques et dynamiques peuvent être utilisés,
3) la résistance au frottement dynamique est relativement faible,
4) En utilisant une seule pièce de joint torique, il peut sceller dans les deux sens.
Spécifications et normes des joints toriques
Les spécifications et les modèles de joints toriques comprennent principalement les spécifications des joints UHSO, les spécifications des joints UHPO, les spécifications des joints UNO, les spécifications des joints DHO, les spécifications des joints toriques de la tige de piston, les joints toriques résistants aux hautes températures, les joints toriques résistants aux hautes pressions. -Joints, joints toriques résistants à la corrosion, joint torique résistant à l'usure.
Les joints toriques ont d'excellentes performances d'étanchéité et une longue durée de vie. La durée de vie des joints à pression dynamique est 5-10 fois plus longue que celle des produits d'étanchéité en caoutchouc conventionnels, jusqu'à des dizaines de fois plus longue. Sous certaines conditions, elle peut avoir la même durée de vie que la matrice de scellement.
La résistance au frottement du joint torique est faible et les forces de frottement dynamiques et statiques sont égales, ce qui représente 1/2-1/4 de la force de frottement de l'anneau en caoutchouc en forme de "0". Il peut éliminer le phénomène de « rampage » du mouvement à basse vitesse et à basse pression.
Le joint torique est très résistant à l'usure et dispose d'une fonction de compensation élastique automatique une fois la surface d'étanchéité usée.
Le joint torique possède de bonnes propriétés autolubrifiantes et peut être utilisé comme joint de lubrification sans huile.
Joint torique Le joint torique a une structure simple et est facile à installer.
Pression de service du joint torique : 0-300MPa ; vitesse de travail : Inférieure ou égale à 15 m/s ; température de travail : -55-250 degrés.
Médias applicables pour les joints toriques : huile hydraulique, gaz, eau, boue, pétrole brut, émulsion, eau-glycol, acide.
Domaine d'application des joints toriques
Les bagues d'étanchéité de type O conviennent à une installation sur divers équipements mécaniques et jouent un rôle d'étanchéité dans des conditions statiques ou en mouvement sous des températures, des pressions et différents fluides liquides et gazeux spécifiés. Différents types de joints sont largement utilisés dans les machines-outils, les navires, les automobiles, les équipements aérospatiaux, les machines métallurgiques, les machines chimiques, les machines d'ingénierie, les machines de construction, les machines minières, les machines pétrolières, les machines en plastique, les machines agricoles et divers types d'instruments et de compteurs. élément. Les joints toriques sont principalement utilisés pour l’étanchéité statique et l’étanchéité alternative. Lorsqu'il est utilisé pour le scellage par mouvement rotatif, il est limité aux dispositifs de scellage rotatifs à basse vitesse. Les joints toriques sont généralement installés dans des rainures de section rectangulaire sur le cercle extérieur ou intérieur pour assurer l'étanchéité. Le joint torique joue toujours un bon rôle d’étanchéité et d’absorption des chocs dans des environnements tels que l’huile, l’acide, l’alcali, l’abrasion et l’érosion chimique. Par conséquent, les joints toriques sont les joints les plus utilisés dans les systèmes de transmission hydrauliques et pneumatiques.
Joint torique en caoutchouc haute performance
Le caoutchouc fluoré carbone est un caoutchouc contenant du fluor dans la molécule. Il en existe différents types selon la teneur en fluor (c'est-à-dire la structure du monomère). Le caoutchouc fluoré hexafluoré, actuellement largement utilisé, a été lancé pour la première fois par DuPont sous le nom commercial « Viton ». Sa résistance aux températures élevées est meilleure que celle du caoutchouc de silicone et il présente une excellente résistance chimique, une résistance à la plupart des huiles et des solvants (à l'exception des cétones et des esters), une résistance aux intempéries et une résistance à l'ozone ; sa résistance au froid est faible et la plage de température d'utilisation générale est de -20 ~ 250 degrés. La formule spéciale peut résister à des températures basses jusqu'à -40 degrés.
Le joint torique est un joint torique en caoutchouc de section circulaire. Parce que sa section transversale est en forme de O, on l’appelle un joint torique. Les joints toriques en caoutchouc sont les joints les plus utilisés dans les systèmes de transmission hydrauliques et pneumatiques. Généralement, les joints toriques en caoutchouc sont rarement utilisés dans les dispositifs d'étanchéité à mouvement rotatif. Les joints toriques en caoutchouc sont généralement installés dans des rainures de section rectangulaire sur le cercle extérieur ou intérieur pour l'étanchéité.
Le caoutchouc fluoré (FKM) est un élastomère organique copolymérisé par des monomères contenant du fluor. Ses caractéristiques comprennent une résistance à la température jusqu'à 300 degrés, une résistance aux acides et aux alcalis et une résistance à l'huile, qui sont les meilleures parmi les caoutchoucs résistants à l'huile. Il a une bonne résistance aux radiations et une résistance élevée au vide ; isolation électrique, propriétés mécaniques, résistance à la corrosion chimique, résistance à l'ozone et résistance atmosphérique. La résistance au vieillissement est excellente. Les inconvénients sont une mauvaise aptitude au traitement, un prix élevé, une mauvaise résistance au froid et une faible élasticité et respirabilité.
Plage de température de fonctionnement : -40 degrés ~+300 degrés. Avec le développement de l'industrie, les joints toriques en caoutchouc fluoré sont largement utilisés dans les automobiles, l'électronique, l'aérospatiale, les navires, etc., qui nécessitent une précision relativement élevée, une résistance aux températures élevées, une résistance élevée à l'usure et des environnements de travail difficiles. Avec le développement de l'industrie, les matériaux en caoutchouc fluoré nous améliorons et innovons également constamment. Voici les propriétés et le champ d’application des matériaux en caoutchouc fluoré largement utilisés.
avantage:
Il peut résister à la chaleur jusqu'à 250 degrés et à la plupart des huiles et solvants, en particulier à tous les acides, hydrocarbures aliphatiques, hydrocarbures aromatiques et huiles animales et végétales. Bonne stabilité chimique, excellente résistance aux températures élevées, bonne résistance au vieillissement, excellentes performances sous vide, excellentes propriétés mécaniques, bonnes propriétés d'isolation, excellentes performances sous vide, excellentes propriétés mécaniques, bonnes propriétés d'isolation
défaut:
Utilisation déconseillée avec les cétones, les esters de faible poids moléculaire et les mélanges contenant des nitrates. Automobiles, locomotives, moteurs diesel et systèmes de carburant.
Les principaux matériaux des produits à joints toriques comprennent
Caoutchouc nitrile (NBR) : Ce matériau a une température maximale de 130 degrés et une dureté de 50-90 degrés. Il a des spécifications complètes. Il possède de bonnes propriétés mécaniques et résiste aux lubrifiants et graisses à base minérale.
Caoutchouc fluoré (FPM) : Ce matériau peut atteindre des températures allant jusqu'à 240 degrés et possède des spécifications complètes. Il est célèbre pour ses bonnes propriétés telles que la résistance aux températures élevées et la résistance chimique. De plus, il possède également de bonnes propriétés anti-âge et anti-oxydation, ainsi qu'une très faible perméabilité aux gaz (particulièrement adaptée aux appareils sous vide à haute altitude).
Caoutchouc EPDM : a une plage de température de -50 degrés à 150 degrés et résiste à l'eau chaude, à la vapeur, au vieillissement et aux produits chimiques. Il convient à l'eau chaude, à la vapeur, aux détergents, à la solution d'hydroxyde de potassium, à l'huile et à la graisse de silicone, à une variété d'acides dilués et de produits chimiques (médicaments). Il est particulièrement recommandé pour sa résistance aux liquides de frein glycolés, mais il n'est pas compatible avec tous les produits pétroliers minéraux (lubrifiants, carburants).
Silicone (SI) : le caoutchouc de silicone a la plage de températures de fonctionnement la plus large (-60-180 degrés), est inoffensif, non toxique et inodore, présente une excellente résistance au vieillissement par l'ozone, au vieillissement par l'oxygène, au vieillissement à la lumière et aux intempéries, et possède une excellente isolation électrique Performance, propriétés de surface particulières et inertie physiologique, haute respirabilité
Il existe également de nombreux types de matériaux tels que : le caoutchouc polyuréthane (PU), le caoutchouc naturel (NR), le caoutchouc butyle (BU), le polyéthylène sulfoné (CSM), le polytétrafluoroéthylène (PTFE), le caoutchouc néoprène (CR), le caoutchouc acrylique (ACM). et d'autres matériaux.
Conception composée de bague d'étanchéité en caoutchouc en forme de O
<1>Principes de conception de formules
La formule du caoutchouc se compose généralement de caoutchouc brut, d'un système d'agent de renforcement antioxydant de vulcanisation, d'un système de protection, d'un système de renforcement et d'un système adoucissant. Le but de la conception d’une formule est de trouver la meilleure combinaison de différents composants pour obtenir de bonnes performances globales. La conception de la formule devrait en fin de compte atteindre les objectifs suivants :
1. Répondre aux exigences de performance de la bague d'étanchéité.
2. La technologie de traitement du caoutchouc a de bonnes performances.
3. Dans le but d'assurer la qualité du produit, essayez de choisir des matières premières bon marché, riches en sources, non toxiques ou peu toxiques et ayant des performances stables.
Les formules de caoutchouc peuvent être divisées en formules de test et formules pratiques selon leurs utilisations. La première consiste à étudier ou à identifier la relation entre une certaine matière première et les propriétés du caoutchouc vulcanisé et du caoutchouc mélangé, et s'efforce d'avoir une composition simple. La formule pratique étudie principalement la relation entre les performances du caoutchouc vulcanisé, les performances réelles du produit et les performances du processus du caoutchouc composé. Le processus de formulation d’une formule pratique est le suivant :
Analyse des conditions environnementales et du processus de fabrication utilisé par le produit - à sélection des types de caoutchouc et des différents ingrédients qui composent la formule, formule de test - à test d'évaluation des performances - à ajustement et amélioration des composants - à élargir le test pour déterminer la formule pratique .
<2>Conception du composé d'étanchéité pour joint torique
L'environnement de travail complexe et diversifié de la bague d'étanchéité en caoutchouc en forme de O nécessite que son matériau en caoutchouc possède certaines propriétés particulières. Dans les systèmes hydrauliques, une bonne résistance à l’huile, une bonne résistance à la température, une faible déformation permanente par compression et une certaine résistance à la traction sont nécessaires. En tant que joint dynamique, en plus des exigences, le matériau en caoutchouc doit également avoir une bonne résistance à l'usure et à la déchirure. Pour le scellement de supports spéciaux, le changement de volume et le changement de dureté du matériau en caoutchouc dans le support doivent être faibles. En bref, la conception de la formule doit être prise en compte de manière globale en fonction des conditions de travail spécifiques, du type de fluide, de la température de fonctionnement, de la pression de service et de l'état de l'application.
<3>Traitement du caoutchouc d'étanchéité des joints toriques
À l'heure actuelle, la méthode de production de bagues d'étanchéité en caoutchouc en forme de O se fait principalement par moulage. Parmi elles, les méthodes de vulcanisation des produits moulés comprennent principalement le moulage par plaques plates, le moulage par transfert et le moulage par injection. La méthode de moulage par plaques plates a la plus longue histoire. Le moulage par transfert a commencé à être utilisé vers les années 1950, tandis que le moulage par injection est progressivement passé de l'industrie du plastique à l'industrie du caoutchouc dans les années 1960. La tendance actuelle en matière de développement consiste à développer progressivement la méthode de pression d'injection, mais en raison des différentes possibilités d'adaptation. Il est toujours vrai que les trois peuvent coexister et se développer. Selon ses caractéristiques, les bagues d'étanchéité en forme de O utilisent toujours le moulage par plaques plates comme méthode de formage principale.
Pendant le processus de vulcanisation par moulage, la température, le temps et la pression de vulcanisation doivent être strictement et correctement contrôlés, et les changements de paramètres tels que la température pendant le processus de vulcanisation doivent être pris en compte à tout moment et traités en conséquence. Dans le cas contraire, le produit pourrait être sous-sulfuré ou sursulfuré. Si un système de contrôle automatique est utilisé, l'ensemble du processus de vulcanisation sera automatiquement enregistré et contrôlé pour garantir que le produit atteigne le degré de vulcanisation correct.
La température de vulcanisation est l’une des conditions de base de la réaction de vulcanisation des joints toriques en caoutchouc. Cela affecte directement la vitesse de vulcanisation et la qualité du produit. La température de vulcanisation est élevée, la vitesse de vulcanisation est rapide et l'efficacité de production est élevée ; la température de vulcanisation est basse, la vitesse de vulcanisation est lente. La température de vulcanisation dépend de la formulation dont la plus importante dépend du type de caoutchouc et du système de vulcanisation utilisé. La température de vulcanisation la plus appropriée du caoutchouc naturel est généralement de 143 degrés -150 degrés, et celle du caoutchouc synthétique est généralement de 150 degrés -180 degrés. Le temps de vulcanisation est généralement déterminé par des expériences en fonction de la température de vulcanisation déterminée.
Les produits en caoutchouc sont mis sous pression pendant le processus de vulcanisation. Le but est de permettre au matériau en caoutchouc de s'écouler facilement et de remplir la cavité du moule, d'empêcher la génération de bulles pendant le processus de vulcanisation et d'améliorer la densité du produit. La taille de la pression de vulcanisation dépend de la dureté du matériau en caoutchouc et de la taille du moule. Lorsque la dureté du matériau en caoutchouc est élevée et que la taille du moule est grande, la pression peut être plus élevée, sinon la pression doit être réduite de manière appropriée.