橡胶密封圈在回弹过程中的密封性能分析

密封橡胶分析报告范文1. 引言密封橡胶是一种常见的材料，广泛应用于工业领域中的密封件制造。

为了评估密封橡胶的性能和质量，我们进行了一系列的分析和测试。

本报告将对密封橡胶的物理、机械和化学性质进行详细分析，并提出相应的结论和建议。

2. 实验方法我们采用了以下实验方法来分析密封橡胶的性能：1. 物理性质测试：包括密度、硬度和拉伸强度的测量。

2. 机械性能测试：包括耐磨性、耐酸碱性、耐油性和耐热性等综合性能的测试。

3. 化学分析：通过红外光谱（FTIR）测试，了解密封橡胶中的化学成分及其变化情况。

3. 结果分析3.1 物理性质测试结果分析根据实验数据，我们得出以下结论：1. 密封橡胶的平均密度为x g/cm³，符合标准要求。

2. 密封橡胶的硬度为x度（使用什么硬度计量）。

3. 密封橡胶的拉伸强度为x MPa，满足应用要求。

3.2 机械性能测试结果分析根据实验数据，我们得出以下结论：1. 密封橡胶的耐磨性良好，表现出较低的磨损率。

2. 密封橡胶在酸性环境下具有良好的耐腐蚀性能。

3. 密封橡胶具有优异的耐油性能，不受常见润滑油和燃料的影响。

4. 密封橡胶在高温环境下具有良好的稳定性和耐老化性。

3.3 化学分析结果分析通过FTIR测试，我们得到了密封橡胶化学成分的信息。

分析结果表明，密封橡胶主要由聚合物组成，其化学结构稳定，没有明显的降解或变化。

4. 结论与建议基于以上分析结果，我们得出以下结论：1. 密封橡胶的物理性质符合要求，具有适当的硬度和拉伸强度。

2. 密封橡胶的机械性能良好，表现出耐磨、耐腐蚀、耐油和耐热的特性。

3. 密封橡胶的化学成分稳定，不受外界环境的影响。

基于以上结论，我们提出以下建议：1. 密封橡胶可以继续使用在工业领域中的密封件制造中。

2. 密封橡胶在使用过程中需要注意避免与强酸、碱等有害物质接触。

3. 密封橡胶在存放过程中应防止过高温度和紫外线的暴露，以避免影响其性能。

5. 参考文献1. [密封橡胶材料的性能及应用](2. [橡胶密封件的检验方法](以上为密封橡胶分析报告的内容，希望对相关人士提供参考和指导。

2012年2月第37卷第2期润滑与密封LUBRICATION ENGINEERING Feb.2012Vol.37No.2DOI ：10.3969/j.issn.0254－0150.2012.02.008*基金项目：国家973计划项目（2009CB724304）；清华大学摩擦学国家重点实验室自主研究课题重点项目（SKLT08A06）；国家自然科学基金项目（50975157）．收稿日期：2011－09－08作者简介：吴琼（1987—），女，硕士研究生，主要从事机械密封副密封的研究．E-mail ：wuqionghaoyangde@．丁腈橡胶O 形圈往复密封性能实验研究*吴琼索双富廖传军黄伟峰刘向锋（清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084檿檿檿檿檿檿檿檿）摘要：根据《用于评估液压往复密封应用的标准试验方法》设计往复密封标准试验台，能够对不同类型的密封环进行整环测试；对不同工况下的丁腈橡胶O 形圈进行实验研究，并与工程解进行比较和分析，结果具有较好的一致性。

结果表明：丁腈橡胶的力－位移响应滞后性很明显；同样的工况条件下，润滑油的润滑与减摩效果优于去离子水；在小压差范围内，随压力增加，摩擦力基本呈线性增加；随往复速度增加，摩擦力会逐渐增大，但增长率会逐渐变小，直至滑动摩擦力达到稳定值。

关键词：丁腈橡胶；O 形圈；往复密封中图分类号：TB42文献标识码：A 文章编号：0254－0150（2012）檿檿檿檿檿檿檿2－029－5Experimental Study of Reciprocating Sealing Performanceof Nitrile Rubber O-ringWu QiongSuo ShuangfuLiao ChuanjunHuang WeifengLiu Xiangfeng（State Key Laboratory of Tribology ，Tsinghua University ，Beijing 100084，China ）Abstract ：A standard reciprocating seal test rig was designed based on the standard test methods of assessing the hy-draulic reciprocating seals ，which can test various sealing rings wholly without being cut into pieces．The experimental stud-ies of nitrile rubber were made under different circumstances ，and the results were compared with engineering solutions ，it was found the results were in good agreement．The results show that the force-displacement response lag of nitrile rubber isobvious ；in a certain range the friction force increases linearly with the pressure ；the lubricant effect of oil is much better than that of de-ionized water under the same working condition．With reciprocating velocity increases ，the friction gradually increases ，but the growth rate becomes smaller until the sliding forces stabilize．Keywords ：nitrile rubber ；O-ring ；reciprocating seal 涉及O 形圈的文献有很多，国内的多数文献［1－7］主要集中在O 形圈本构模型和沟槽结构参数的讨论上，如O 形圈本构模型的选取、本构模型参数的测量，沟槽宽度、深度、倒角的选取，压缩率的确定，挡圈的使用，失效准则的讨论等等。

显示了每 ３ 次测 量 的 平 均 值,误 差 条 显 示 了 最 高
分布的匹配情况.图中绘制了最大值和最小值的
最佳拟合线,以查看测量值的趋势是否存在偏差.
３８
橡 胶 参 考 资 料
曲线.
２０２０ 年
最佳拟合线是幂律曲线.
第二项研究用低压缩永久变形和高压缩永久
图 ５ 示出 了 高 压 缩 永 久 变 形 EPDM 橡 胶 的
对每个数据 点 使 用 一 个 新 试 样 (图 ２),所 采 用 的
实验参数依据I
SO８１５
Ｇ
１ 标准,如Байду номын сангаас:
２５％ 的压缩应变;
测试三组;
在 １２５℃ (
EPDM)或 ７０℃ (
TPE)下测试;
使用精度为 ±０．
０１mm 的厚度计进行测量.
参考方法的 I
SO８１５
Ｇ
１ 中 没 有 规 定. 因 此,我 们
分布更真实,因 而 结 果 更 加 精 确.如 果 只 测 试 一
的,因 为 方 法 １ 中 每 个 测 量 点 都 有 急 速 冷 却.这
方法 ２ 的潜在优 点 是 由 于 使 用 了 更 多 试 样,结 果
热条件外,两种方 法 中 影 响 结 果 的 参 数 都 是 相 同
个测试时间,这两种方法之间没有区别,因为测试
３６
橡 胶 参 考 资 料
２０２０ 年
橡胶密封性能分析 ——— 测试方法比较
张小溪 编译
由于对橡胶 的 要 求 很 高,特 别 是 在 高 温 下 的
长期性能要求更 高,因 而 需 要 进 行 大 量 的 长 期 测
TPV 样品在放 置 不 同 时 间 后 进 行 了 多 次 压 缩 永

橡胶密封圈的温度变化对密封性能的影响分析橡胶密封圈是一种常见的密封元件，它在工业生产和日常生活中广泛应用于各种机械设备和管道系统。

橡胶密封圈的密封性能对于确保机械设备和管道系统的正常运行至关重要。

然而，由于工作环境的不同，橡胶密封圈会受到温度变化的影响，而这种影响对密封性能可能产生一定程度的影响。

温度变化对橡胶密封圈的密封性能影响的原因主要有两个方面。

首先，温度的变化会对橡胶密封圈的材料性能产生影响。

橡胶是一种高分子化合物，其特点是具有很好的弹性和良好的可塑性。

但当温度升高时，橡胶会发生熔化或变软的现象，导致橡胶密封圈的弹性减弱，从而影响其密封性能。

相反，当温度下降时，橡胶会变得脆硬，容易发生开裂，导致密封性能下降。

其次，温度的变化也会对橡胶密封圈所处的环境产生影响。

例如，在高温环境下，橡胶密封圈可能会受到氧化、老化等化学反应的影响，从而减缓其弹性恢复能力，导致密封性能下降。

此外，高温还会导致橡胶密封圈的体积膨胀，使其与安装孔或管道之间的间隙变大，进而导致泄漏。

相反，在低温环境下，橡胶密封圈可能会受到冷却和冷凝水结冰的影响，从而导致密封圈的变形或破裂，进而影响密封性能。

为了分析温度变化对橡胶密封圈密封性能的影响，实验研究和数值模拟成为常用的方法。

实验研究可以通过在实验室中控制温度和压力条件来模拟不同工作环境下的使用情况。

在实验过程中，可以通过观察和测量橡胶密封圈的压缩变形、体积变化和泄漏量等参数来评估其密封性能。

此外，还可以使用扫描电子显微镜和拉伸试验等测试方法来分析橡胶密封圈的表面形貌和力学性能的变化。

数值模拟则可以通过建立橡胶密封圈的数学模型来预测其在不同温度条件下的行为。

模型的建立可以基于弹性力学、热力学和流体力学等原理，并利用有限元分析、热传导方程和流体流动方程等数值计算方法来解决模型方程。

通过模拟计算可以得到橡胶密封圈的变形、应力分布和泄漏量等性能参数，并预测其在不同温度条件下的密封性能。

分析液压橡胶密封圈的使用性能及密封原理液压橡胶密封圈（Hydraulic rubber seal ring）是机械产品的基础元件，同时是所有液压产品都离不开它，橡胶密封圈广泛应用于汽车、摩托车、工程机械、盾构机、通用机械。

不知道的人会问密封圈的作用是什么呢？桂祺密封件告诉您它的用处是防止液体泄漏，防止空气和污染物进人系统和元件内部造成油液污染，并以提高产品效率与性能。

一、液压橡胶密封圈的使用要求必须满足以下性能：1.摩擦阻力要小：避免或减少液压设备产生低压爬行等不良现象；2.具备良好的相容：因橡胶密封圈长期浸泡在液压油中，容易溶胀、溶解或脆化变硬等，使之丧失密封作用，所以要求密封圈设计对液压油具有良好的相容性；3.使用时泄漏量极小：要求橡胶密封圈的泄漏量很小，具有良好的密封作用，并随着压力的增大，提高密封效果；4.使用寿命长：液压橡胶密封圈需具有良好的弹性、耐热性、耐寒性、耐压性、耐磨性及一定的物理机械强度等，并且使用寿命长。

二、液压橡胶密封圈的密封原理（机理）是什么？首先，我们需清楚“密封”可分为静密封和动密封两大类，其中，静密封主要有垫密封、间隙密封和直接接触密封三大类。

动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。

液压橡胶密封圈的密封原理（机理）涉及两个因素，一个是腔体的密封，主要是密封件外缘(静态部件)在腔体中的定位；二是密封唇口与旋转轴表面接触的动态密封，这是密封圈原理中的重要功能。

它取决于：橡胶密封圈唇口设计；弹性材料的结构；轴表面的粗糙度等。

密封唇的径向力、密封唇的角度设计和唇尖与弹簧中心的距离设计的综合作用，产生了一种对轴面不对称分布的接触压力。

橡胶密封圈密封唇口滑动面的摩擦特性受流体的粘度与滑动速度支配，在这个滑动面上有油膜存在。

密封圈与轴的相互滑动表面就在这个油膜分离的润滑状态下运动，因此保持摩擦力小，磨损少。

可见，对密封圈唇口材料与唇部形状设计这两个因素进行微妙控制从而影响橡胶密封件的润滑特性和密封原理，是至关重要的。

AVK 密封橡胶圈弹性测试
AVK 橡胶卓越的回弹记忆力（压缩后橡胶恢复原来形状的能力）。

即使使用多年以后，小石子，沙砾，或其他杂质依然无法影响橡胶表面及阀门密封性能。

AVK 使用独特的橡胶材料，可以使阀门关闭时，阀瓣包裹住杂质确保密封，阀门打开时，阀瓣橡胶可迅速恢复原状
AVK 独有的EPDM 配方不同于其他任何一种EPDM 橡胶材质，其独有的分子结构可抵御高浓度的臭氧环境。

左下图表明，AVK EPDM 橡胶在200pphm 臭氧浓度下经过200小时依然没有任何改变，同时，SBR 及NBR 都不同程度受到影响。

AVK 研发的EPDM 橡胶配方具有良好的氯离子抵抗性，尤其针对NaOCl－水处理中常用的氯处理化学剂。

如右下图。

综上所述：AVK 阀门采用的EPDM 橡胶具有100%的回弹效果，且使用寿命30年以上。

拉伸强度 体积变化臭氧耐候性实验性能表。

橡胶内胎的回弹性能研究与评估橡胶内胎作为车辆轮胎的重要组成部分，具有关键的功能和性能，其中回弹性能是其中之一。

回弹性能是指橡胶内胎在受到外力变形后，恢复原有形状和尺寸的能力。

回弹性能的高低直接影响着橡胶内胎的使用寿命、安全性和舒适性。

因此，对橡胶内胎的回弹性能进行研究与评估具有重要的意义。

首先，为了研究和评估橡胶内胎的回弹性能，我们需要了解回弹性能的测试方法。

目前常用的回弹性能测试方法有洛氏硬度测试、维氏硬度测试、杜氏硬度测试和波式回弹测试等。

这些测试方法主要通过在特定条件下对橡胶内胎施加力量或压缩，然后测量其恢复程度，从而评估回弹性能。

通过这些测试方法可以定量地获取橡胶内胎的回弹性能数据，为研究和评估提供基础。

其次，我们可以进行橡胶内胎回弹性能的实验研究。

实验研究可以通过设计一系列的实验方案，然后进行对比和分析。

例如，可以选择不同材料、不同硬度或不同结构的橡胶内胎进行测试，比较它们之间的回弹性能差异。

同时，还可以改变不同的加载条件，如压力、温度和湿度等，对橡胶内胎进行测试，从而了解这些因素对回弹性能的影响。

通过实验研究，可以深入了解橡胶内胎回弹性能的特点、规律和优化方法。

除了实验研究，我们还可以采用数值模拟的方法来评估橡胶内胎的回弹性能。

数值模拟可以基于橡胶材料的力学性能和力学模型，通过计算机模拟的方式来模拟橡胶内胎在外力作用下的变形和恢复过程。

数值模拟可以提供更加详细和全面的回弹性能信息，例如应力分布、变形趋势等。

同时，数值模拟还可以在设计阶段进行优化和预测，提高橡胶内胎的回弹性能。

在进行橡胶内胎回弹性能研究与评估时，还需要考虑一些关键因素。

首先是材料选择和配方设计，不同材料和配方会对回弹性能产生重要影响。

其次是制造工艺和工艺参数，制造过程中的变形和热处理等因素也会影响回弹性能。

此外，还需要考虑橡胶内胎在实际使用环境下的应力、温度和湿度等因素。

最后，根据研究和评估的结果，我们可以提出一些改进和优化的建议。

力 ， 密封 圈接 触 线 附 近 的单 元 不 会 产 生 形 变 ， 密 封 间 隙处 除外 。
液体工作压力／ Ｍ Ｐ ａ 图 １ ０ 下唇最大接触压力随液体压力变化 曲线
６ 下 唇 口接 触 线 长 度 计 算
１
Ｉ Ｉ
分 析 可知 ，在 液体 工 作 压力 为 ０ ～１ ． ３ ＭＰ ａ区 间 内， Ｙｘ密 封 下 唇 口变 形 不 稳 定 ，密 封 接 触 线 变 形 规
初始状态下 ， Ｙｘ密 封 圈 在 轴 孔 的 挤 压 和 约 束
作用 下 形成 一 定 的 预压 缩量 ， 从 而 产 生 下 唇 口的 初
始 最大 接触 压 力 ，随着 液体 工 作 压力 的逐 步增 加 ，
密 封 圈产 生 的变 形 越来 越 大 ， 下 唇 口与 轴 外 圆 柱 面
国产 密 封 圈 。 据 了解 ， 我 公 司 的进 口 密 封 圈 主 要 采 用
分 析 曲线 图 １ ０可 知 ， Ｙｘ密 封 圈 下 唇 口 的 最 大
接 触压 力 出现 了两个 分界 点 。
的是 高压 注塑 成 型工艺 ， 成 型件材 料致 密度 高 ， 冷却 收缩 率小 ， 精 度保持 性好 。 而 大 部 分 国产 密 封 圈 采 用 的浇铸 成 型工 艺 ， 容 易 形成 局 部 气 孔 、 夹杂 、 收 缩 等
、。
。
１ ２
簧
４
；
律 不稳定 。 根 据我公 司液 压机设 计制 造多 年 的经验 ， 液 压 缸 多 出 现 低 压 渗 漏 ，活 塞 杆 在 低 压 回 程 时 容 易 出 现 挂 油 现 象 ，这 一 方 面 与 Ｙ ｘ密 封 圈 和 被 密 封 的

橡胶密封材料性能评估及其应用橡胶密封材料是一种常用的材料，广泛应用于工业制造、建筑和汽车等领域。

它具有良好的密封性能，能够防止液体和气体的泄漏，同时也能有效隔音和减振。

本文将从橡胶密封材料的性能评估和应用两个方面进行探讨。

首先，对于橡胶密封材料的性能评估，主要包括以下几个方面。

第一，物理性能。

物理性能是评估橡胶密封材料的基本指标之一。

它包括橡胶材料的硬度、拉伸强度、断裂伸长率等。

硬度是指橡胶材料抗压性能的指标，一般使用硬度计来测量。

拉伸强度和断裂伸长率则反映了橡胶材料的延伸性能，是衡量材料拉伸强度和柔韧性的指标。

第二，化学性能。

化学性能是评价橡胶密封材料抗化学介质侵蚀能力的指标。

橡胶密封材料常接触酸、碱、石油等腐蚀性介质，在定性和定量地评估橡胶材料的耐化学性能时，需要考虑介质浓度、温度和接触时间等因素。

第三，热性能。

橡胶密封材料应用于各种工况，其热性能对于材料的可靠性和耐用性有着重要影响。

热性能指标包括材料的耐热性、热变形温度、热膨胀系数等。

在高温环境下，如果橡胶材料变质，将会导致密封材料失效，从而影响设备的正常运行。

其次，橡胶密封材料的应用十分广泛，涉及多个领域。

在工业制造领域，橡胶密封材料主要用于管道、容器等设备的密封。

例如，对于压力容器，需要使用橡胶密封件确保安全密封，以防止液体或气体泄漏。

另外，在汽车制造中，橡胶密封材料被广泛应用于车辆的发动机、变速器和制动系统等重要部位，以确保汽车的正常运行和驾驶安全。

在建筑领域，橡胶密封材料可以用于建筑结构的密封、防水和隔音。

例如，在高层建筑中，橡胶密封胶条可以用于窗框和门框的密封，以防止风雨和噪音的渗透。

同时，橡胶密封材料还可以用于防水层的构建，保证建筑物的防水性能，提高建筑物的耐久性。

此外，在电子和电气设备领域，橡胶密封材料也扮演着重要角色。

电子和电气设备常常需要进行防尘、防水和隔离处理，以确保设备的正常运行和使用寿命。

橡胶密封材料在这些应用中能够提供可靠的密封性能和保护性能。

∗基金项目： 国家自然科学基金项目 （５１７７５５０４） ． 收稿日期： ２０１７－０９－１９； 修回日期： ２０１８－０６－０８ 作者简介： 朱得磊 （ １９９３—） ， 男， 硕士研究生， 研究方向为密 封可靠性技术． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｚｈｕｄｌｍａｉｌ＠ １６３������ ｃｏｍ． 通信作者： 白少先 （１９７６—）， 男， 博士， 研究员， 研究方向为 流体密封技术． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｂｓｘ＠ ｚｊｕｔ������ ｅｄｕ������ ｃｎ．
表面粗糙度［１１］ 等多种因素的显著影响， 密封设计时 需要选取合适的压缩率和弹簧力取值以保证密封补偿 环的浮动性以及密封端面的有效闭合。 然而， 橡胶材 料的黏弹特性使得橡胶 Ｏ 形圈摩擦力表现出明显的 滞后性［４］ ， 即滑动运动停止后摩擦力需要一定时间的 缓慢释放。 工作状态下， 轴系振动导致橡胶 Ｏ 形圈 与配副面产生沿轴向的周期性往复运动， Ｏ 形圈摩擦 力的滞后性导致一个往复运动周期内摩擦力出现周期 性差异， 造成密封闭合力出现周期性波动， 形成回弹 摩擦力， 影响密封面的接触受力状态， 进而影响密封 使用寿命。
ＺＨＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３１００３２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｂｏｕｎｄ ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｆｌｕｏｒｏｒｕｂｂｅｒ Ｏ⁃ｒｉｎｇｓ ｕｎｄｅｒ ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｍｏｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎ⁃ ｔａｌｌｙ ａｔ ｌｏｗ ｓｅａｌｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ． Ｔｈｅ ｆｒｅｔｔｉｎｇ ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｆｏｒｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｆｌｕｏｒｏｕｓｒｕｂｂｅｒ Ｏ⁃ｒｉｎｇｓ ａｎｄ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ２Ｃｒ１３ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ Ｏ⁃ｒｉｎｇ ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｅａｒ ｔｅｓｔ ｂｅｎｃｈ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｍｏｔｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｓｅａｌｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｂｏｕｎｄ ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｕｏｒｏｕｓｒｕｂｂｅｒ Ｏ⁃ｒｉｎｇｓ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｕｎｄｅｒ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ６％ ｔｏ １５％，ｔｈｅ ｒｅｂｏｕｎｄ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌｕｏｒｏｕｓｒｕｂｂｅｒ Ｏ⁃ｒｉｎｇｓ ｉｓ ｉｎｃｅａｓｅｄ ｌｉｎｅａｒｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｍｏｔｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ １ ｍｍ ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｍｏｔｉｏｎ． Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｍｏｔｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｉｓ ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ １ ｍｍ，ｔｈｅ ｒｅｂｏｕｎｄ ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｆｏｒｃｅ ｋｅｅｐｓ ｓｔａｂｌｅ ａｎｄ ｎｏ ｌｏｎｇｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｆｏｒｃｅ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ｓｅａｌｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ．

一种橡胶密封条回弹性试验方法匡凤川【摘要】Sealing is a basic performance for product on which normal operation is based. The importance of product sealing performance is becoming more and more prominent as the complexity of operation environment and the ever improving requirements from customers. As a key component in sealing system, the rebounding performance of sealing tape plays a core part in the entire product sealing effect and the quick determining to meet the requirements of rebounding performance can provide effective basis for design when new product introduced and environment changed. This paper presents a rapid way of testing the compression rebounding performance of rubber sealing tape, that can apply to different kinds of sealing tape.%密封性能是产品的一项基本性能,是产品正常运行的基础.面对越来越复杂的运行环境和不断提高的客户要求,产品密封性能的重要性越来越突出.作为密封系统中的关键件-密封条,其回弹性能是影响整个产品密封效果的关键因素,在新产品导入或运行环境变更时,快速确定密封条的回弹性是否满足要求可以为产品设计提供有效的依据.本文提出一种快速检验橡胶密封条回弹性能的试验方法,可对各类密封条成品的回弹性能进行快速检测.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2017(036)025【总页数】2页(P107-108)【关键词】密封条;回弹性;橡胶【作者】匡凤川【作者单位】株洲中车时代电气股份有限公司制造中心,株洲412001【正文语种】中文【中图分类】TB42本司产品上使用的柜门密封条大都为橡胶材质，材料致密性好，不易泄露介质，有适当的机械强度和硬度；且压缩性和回弹性好，永久变形小；另外，在长期工作中体积和硬度变化小，且不粘附在金属表面上，加工制造方便，价格便宜，取材容易。

航空发动机橡胶密封圈密封性能分析作者：董红莉李少龙来源：《科学与技术》 2019年第2期董红莉李少龙中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲 412002摘要：橡胶O形密封圈在航空发动机密封系统中起到了非常重要的作用。

按照标准设计了密封结构的尺寸并建立数学模型，通过Mooney-Rivlin本构模型描述了橡胶的力学行为，利用有限元分析软件ABAQUS建立了有限元模型，分析了O形密封圈在静态径向密封的应用场合下，工作压力、拉伸率、压缩率及摩擦系数对密封性能的影响。

关键词：O形密封圈；数学模型；有限元分析；密封性能橡胶O形密封圈由于其材料性能优异、设计制造简单、密封可靠性好，已成为使用频率最高、应用范围最广的密封件。

在航空发动机中，橡胶O形密封圈也是最常用的密封件之一。

由于橡胶O形密封圈在实际工作过程中，涉及到流体力学、材料学、摩擦学及制造工艺等多个学科的综合作用，难以通过理论公式对其密封性能进行分析。

目前，航空行业标准中仅通过橡胶O形密封圈的截面直径、内径与对象件沟槽尺寸的配合关系计算其压缩率、拉伸率，从而为O形密封圈的结构设计奠定基础，但在实际工况条件下，影响橡胶O形密封圈密封性能的影响因素是很多的，如压力、摩擦性能等。

O形密封圈用于密封航空发动机内存在的气体（空气、热燃气等）和液体（润滑油、燃油、液压油等），密封圈失效会严重影响发动机的性能，这对密封系统提出了很高的要求，所以需要对O形密封圈的设计技术进行深入的研究。

1 概述航空发动机所用O形密封圈的材料主要是氟橡胶、氟硅橡胶和硅橡胶等几种高分子超弹性材料，密封圈受到密封槽和孔壁的挤压作用后发生弹性变形，在接触的密封面上产生一定的接触应力从而实现了密封功能。

以内径为11.2mm、截面直径为2mm、氟橡胶FX-17材料、硬度HRA 79±5的O形密封圈为研究对象，建立密封系统的数学模型和有限元分析模型，对O形密封圈在不同工作压力、不同拉伸率、不同压缩率及不同摩擦系数等工作条件下的密封性能进行研究，为密封圈在工况下的设计和使用提供一定的依据。

第22卷第1期2007年1月航空动力学报Journal of Aerospace Pow erVol.22No.1J an.2007文章编号:100028055(2007)0120030207特殊形状橡胶密封圈的性能分析孙　健,迟可伟,冯茂林,张文明(北京科技大学土木与环境工程学院车辆工程研究所,北京100083)摘 要:采用非线性有限元法对特殊截面形状的橡胶密封圈进行了分析.通过轴对称有限元分析模型,分析了其在矩形沟槽内装配压缩过程中的变形和应力变化,以及应力的分布情况,同时还对承受单侧压力的密封情况进行了研究.对于密封圈的抗扭转特性以及在特殊压力负载情况下的密封特性也进行了模拟并且和普通O 形圈进行了对比.结果表明,所采用的方法能够预测特殊形状的密封圈在压缩中的变形和应力等特征参数,加深了对其密封性能的了解,并对同类密封结构设计有一定的指导意义.关　键　词:航空、航天推进系统;橡胶密封圈;特殊形状;非线性;有限元中图分类号:TB42 文献标识码:A收稿日期:2005210217;修订日期:2005212201作者简介:孙健(19782)男,山东临沂人,北京科技大学土木与环境工程学院博士生,主要从事非公路用车设计,机械设计和计算机辅助分析等研究.Performance analysis of special cross section rubber seal ringSUN Jian ,C H I Ke 2wei ,FEN G Mao 2lin ,ZHAN G Wen 2ming(Vehicle Engineering Research Center ,Civil and Environmental Engineering School ,U niversity of Science and Technology ,Beijing 100083,China )Abstract :The response of special cross section rubber seal ring during squeeze and pres 2surization was st udied by non 2liner finite element met hod.A finite element model had been built to approximate t he respo nse of an axisymmet ric special cro ss section rubber seal ring in a rectangular joint groove.The deformation and st ress distribution during squeeze and pres 2surization were st udied based on t he large displacement ,incompressible finite element model wit h two terms Moone 2Rivilin in t he st rain energy f unctio n.Meanwhile ,t he simulated re 2sult s were co mpared wit h t ho se of general O 2ring in t he same case.The model is p roved to be able to p redict t he characteristic parameters of deformation and st ress of special shape seal rings during pressurization.Deeper understanding of t he seal performance is obtained ,and it is usef ul for f urt her designing of t his type of sealing st ruct ure.K ey w ords :aerospace prop ulsion system ;rubber seal ring ;special cro ss section ;non 2linear ;finite element 橡胶密封圈是常见的密封元件,它以其独特的结构和性能优势被广泛地应用于航空发动机等许多机械设备之中.目前,国内外O 形橡胶密封圈的设计基本上是依赖经验数据和定性原则,制定了一些设计规范,比如设计合理的压缩率以及合理的伸长率等,对于发挥密封圈的效用起到了很好的效果.但是,经验的积累和规范的提出大多是基于O 形圈,而对于特殊形状的密封圈则很少提到[1][2].国内外对O 形橡胶密封圈的有限元分析曾有所探讨.吕和祥针对橡皮轴对称大变形和橡皮环大变形接触问题提出了有效的有限元分析方　第1期孙　健等:特殊形状橡胶密封圈的性能分析法,并对简单的例子编制了有限元程序[3][4].廖日东,左正兴和邹文胜等人分析了O形圈超弹性接触问题,主要是分析了橡胶圈在同样的压缩量下,由于密封压力不同而带来的O形圈与接触壁面的接触带宽度的变化[5].任全彬,陈汝训,杨卫国等人也对橡胶O形圈的变形及应力分析进行了分析[6].M.Salita针对O形圈建立了一个简单的有限元程序,对O形圈密封结构进行了较为系统的研究,包括O形圈的材料属性,与接触面的摩擦特性等[7].Gadia对超弹性材料的不可压缩性进行了研究[8].对于特殊形状密封圈相关研究较少.特殊形状橡胶弹性体密封有D形圈、T形圈、X形圈等多种形式,本文选择X形圈作为研究对象.X形圈截面呈X形,其上有四个圆形突起.X形圈的突起部分之间在工作时充满润滑油,起到减小摩擦阻力的作用.但是在较大的压缩率下,如果圈中间部分参与接触,摩擦力剧烈地增加[1][2].1　橡胶弹性体的有限元分析橡胶材料属于超弹性近似不可压缩体.其本构关系是复杂的非线性函数,目前广泛采用Mooney2Rivlin模型描述橡胶材料的应变能函数,同时附加体积约束能量项,得到修正的应变能函数[9][10].ANS YS程序两个参数的不可压缩的超弹性体模型Mooney2Rivlin为:W=c10(J1-3)+c01(J2-3)+K(J3-1)2/2(1)其中W为修正的应变势能,c10,c01为Mooney2Rivlin材料常数,K为材料的体积模量.K=2(c10+c01)/(1-2v)(2)其中v为泊松比.J1=I1I-1/33,J2=I2I-2/33,J3=I-1/23(3) J1,J2和J3分别为应力张量的第一,第二和第三的缩减不变量.ANS YS中用户通过对实验数据的曲线拟合来确定Mooney2Rivlin模型中的材料参数.Moo2 ney2Rivlin模型中c10与材料的刚度直接相关.常数c01与发生在拉应力区的梯度增长的斜率有关,如果c01=0,在拉应力区斜率将在应变超过100%时变为一常数.这种情况,Mooney2Rivlin模型就演变为Neo2Hookean模型.c10与c01值的和必须大于0,ANS YS以此避免产生负的应变能.本文所采用橡胶圈参数,在21℃时,c10=0.425M Pa, c01=0.753M Pa,泊松比为0.499.2　接触问题的分析理论接触问题在X形橡胶圈的密封结构中有着十分突出的地位.对于接触问题的求解通常有基于求接触面的直接约束法,拉各朗日乘子法以及罚函数法,本文采用对接触面应用罚函数法进行处理[9][11][12].图1　两物体接触Fig.1　Two objects contact如图所示为相互接触的A、B两个物体,设Sσ和S u分别是给定的载荷和位移边界条件.选择局部坐标系(ξ,ζ)使ξ与接触面相切,ζ为接触面法向,为接触点.两物体接触一般可归为三种状态:(1)开式:两物体分离,此时接触约束释放.ΔU Aζ-ΔU Bζ+0Dζ>0(4) (2)粘式:两物体接触无相对滑移.0Pζ+ΔPζ>0|0Pξ+ΔPξ|Φ|μs(0Pζ+ΔPζ)|(5) (3)滑移:两物体接触,且沿接触面相对滑动.0Pζ+ΔPζ>0(0Pξ+ΔPξ)(ΔU Aξ-ΔU Bξ)Φ0(6) 其中Pζ和Pξ分别代表B作用于A的法向接触力和切向力,0Dζ表示物体间的初始间隙,Uζ及Uξ分别代表物体法向和切向位移,μs为静摩擦系数.0()和Δ()分别表示初始值和增量值.公式(4)～(6)将用于判断接触状态的变化.3　X形橡胶圈密封结构有限元模型所讨论的橡胶圈密封结构沟槽宽度7.7mm,深度5.3mm,X形圈处于边长为7.1mm的正方形的包络之中.上壁面到沟槽顶端壁面距离为1. 8mm.上壁面到沟槽顶端壁面的最大位移为1.5 mm,也就是说在装配后达到最大位移,上壁面和13航　空　动　力　学　报第22卷沟槽顶端壁面之间要有0.3mm 的间隙.图2中窗口1(4个窗口左上为1,右上为2,左下为3,右下为4,以下同)所示为有限元计算模型.橡胶体本身共有484个hyper56单元,由于壁面为金属材料,刚度远大于橡胶,故边界约束采用spar3单元建立,共有6个单元.另外还有143个接触单元contac48(伪单元,图中未示出).在计算中为了与普通O 形圈进行对比,所模拟的O 形橡胶圈直径也为7.1mm.分析中,先是施加上壁面向下的位移,最大为1.5mm ,然后右侧施加密封压力.这里仅在右侧施加压力,左侧不施加压力,以计算存在内外压差的情况,最大压力为6.52M Pa ,施加在X 形圈暴露在密封流体的表面上.在计算中,还考虑了上壁面向左侧位移的情况,最大位移为2mm.壁面金属材料弹性模量为210GPa ,泊松比0.3.装配中要涂抹润滑油脂,O 形圈与接触壁面之间摩擦系数是较低的,本文中如果无特殊说明,接触摩擦系数均采用0.3.4　计算结果分析图2　X 形圈变形图Fig.2　X 2ring deformation4.1　压缩过程模拟图2所示为上接触壁面向下位移过程中,X 形圈的变形图.图中窗口1位移为0.35mm ,窗口2位移为0.70mm ,窗口3位移为0.9mm ,窗口4位移为1.5mm.可以看出,如图2中窗口4所示,此时的压缩量过大,X 形圈在变形后呈矩形,顶端两个突起之间的间隙减小,储油空间也减小,在动密封中会导致摩擦力过大,加速密封圈的磨损.图3所示为上壁面向下位移过程中,X 形圈顶端两个突起与上壁面接触的节点的Y 向应力曲线.曲线直接在ANS YS 的时间历程后处理器中拟合.将曲线分为3段,这个变化规律体现了橡胶弹性体应力变化的3个典型阶段.第一段为近似虎克变形部分,材料特性近似虎克弹性定律,应力基本呈线性变化,杨氏模量基本不变.位移进一步加大时,材料首先变软(模量减小),进入第二阶段,然后越来越硬(模量增加),进入到塑性硬化阶段,即图中的第三阶段.使用中,应尽量使弹性体密封控制在前两个变形阶段中.本文以如此大的压缩量进行分析,仅为示例,图2中窗口4所示的情况,在实际使用中,压缩量过大,应该是不合理的.图3　上壁面向下位移过程中顶端节点S Y应力变化曲线Fig.3　Stress (Y )of top node duringtop 2wall downward图4　X 形圈在上壁面向下位移过程中S Y 应力变化云图Fig.4　Stress (Y )contour duringtop wall downward图4所示为上壁面向下位移过程中X 形圈的Y 向应力云图的变化过程,每个窗口的最大值如表1所示.23　第1期孙　健等:特殊形状橡胶密封圈的性能分析图5　X 形圈顶端节点的S Y 应力分布1)上壁面下移=0.9mm ;2)上壁面位移=1.5mm Fig.5　S Y stress distribution of top node on X ring表1　上壁面不同向下位移时顶端节点Y 向应力值(MP a)T able 1　Stress Y of top node under differentdisplacement of top w all(MP a)位移/mm0.350.70.9 1.5顶端节点Y 向应力/MPa1.212.093.1311.20图5所示为X 形圈在压缩过程中,上壁面位移为0.9mm 和1.5mm 时X 形圈顶端节点Y 向应力的分布图.可以看出应力分布呈倒马鞍形,这是因为Y 向应力为压应力,在计算中显示为负值.通过对比可以发现,上壁面向下位移从0.9mm 增长到1.5mm ,最大压应力从3.13M Pa 增长到11.2M Pa ,增长了2.57倍.图6所示为上壁面向下位移0.9mm 时,也就是图2中窗口3的变形情况下的X 形圈的各种应力云图,窗口1为等效应力云图,窗口2为X 向应力云图,窗口3为Y 向应力云图,窗口4为静水压云图.图中还显示出了最大和最小值的位置.需要指出对于X 向和Y 向应力云图,由于其为压应力,计算中显示为负值,所以应力的最大值应为图中标识的最小值发生处.各应力最大值见表2.表2　上壁面向下位移0.9mm 时各应力最大值(MP a)T able 2　Max.stress(MP a)under 0.9mmdisplacement of top w all等效应力EQV X 向应力S XY 向应力S Y静水压H YDROSTA TIC 2.222.553.132.77图6　X 形圈在上端壁面向下位移0.9mm 时的应力云图Fig.6　Stress contour (top wall moving 0.9mm down )4.2　密封压力工况计算中还模拟了存在内外压差的情况,最大压差为6.52M Pa .压力施加在右侧X 形圈暴露在密封流体的表面上,左侧不施加压力.选择压缩量比较合理的情况(上壁面向下位移0.9mm )进行分析.压力的施加如图7所示.图8所示为逐步施加压力后X 形圈的变形图:从窗口1到窗口4压力分别为0.45,1.46,3.28,6.52M Pa.图中可以看出,随着压力的增加,X 形圈进一步变形,往沟槽的左边挤压,X 形圈与接触壁面的接触范围扩大,到压力差增加大最大时,X 形圈的顶部的左侧突起基本上已经全部与上接触面接触了,两个突起间的储油空间此时变小,这是不理想的情况.图7　右侧压力施加示意图Fig.7　Pressure on right sidewall图9中四个窗口为对应于图8中窗口4的状态下的各种应力云图,窗口1为等效应力云图,窗33航　空　动　力　学　报第22卷图8　施加右侧压力后的变形图Fig.8　Deformation under pressure on right side口2为X 向应力云图,窗口3为Y 向应力云图,窗口4为静水压.各应力的最大值见表3.图10为上壁面向下位移0.9mm 后,施加右侧6.52M Pa 压力后密封圈各个节点的位移矢量图.结果显示,所有节点中,左侧两个突起中间的凹陷部分最低点的节点位移在整个变形过程中最大,X 向位移为0.83mm ,Y 向位移为0.39mm.图9　X 形圈在上端壁面向下位移0.9mm 后右侧施加6.52MPa 压力后应力云图Fig.9　Stress contour after topwall 0.9mm downward and 6.52MPa pressure onright sidewall4.3　摩擦力对变形的影响图11分析了在上壁面向左移动的情况下,X 形圈的变形情况.X 形圈与所有接触面之间的摩擦系数都设为0.3,上壁面向下的位移为0.9mm.窗口1为上接触面向下位移0.9mm ,窗口2为上接触面向左位移0.5mm ,窗口3为向左位移1mm ,窗口4为向左位移2mm.从各个窗口图10　X 形圈在图9中所示情况下各节点位移矢量图Fig.10　Displacement vector of nodes in case ofFig.9表3　两种工况下的各项应力最大值(MP a)T able 3　Max.stress(MP a)in tw o case等效应力EQV X向应力S XY向应力S Y静水压H YDROSTA TIC 上壁面向下位移0.9mm 2.22 2.55 3.13 2.77位移0.9mm +右侧压6.52MPa3.095.927.296.10的变形情况,尤其是窗口4的变形情况来看,网格的变形基本不大,X 形圈基本上没有发生扭转,这体现了X 形圈的良好的抗扭转特性.图12为直径为7.1mm 的O 形圈,摩擦系数相同的情况下,在上壁面向左位移情况下的变形的比较图,从图中看出,O 形圈的扭转变形是比较明显的.4.4　特殊负载工况在弹性体密封圈使用中,有一种较危险的情况:如图13和图14的窗口1.密封圈安装过程中,由于密封圈与沟槽的接触,压力可能仅仅施加在右上角.两图中,从窗口1到窗口4压力分别为0.45,1.46,3.28,6.52M Pa.这种情况,压力差在接触表面上的递减状况就改变了.对O 形圈,在压力施加在整个右侧的范围内时,压力在接触面可以假设为基本上呈线性递减.如果仅仅是施加在右上角时,此时上端的接触表面的最大接触力发生部位将不再居于接触表面的中间,而是往接触带的左侧偏移,整个压力降将发生在顶端接触带靠左侧的部分,这种情况密封流体就容易泄漏.43　第1期孙　健等:特殊形状橡胶密封圈的性能分析图11　上壁面向左移动时X 形圈的变形图Fig.11　X 2ring deformation when topwallmoving left 2ward图12　上壁面向左移动时O 形圈的变形图Fig.12　O 2ring deformation when topwallmoving left 2ward对于X 形圈,如设计合理,其本身可以起到相当于两个O 形圈效果,在这种特殊压力负载时,情况要比O 形圈好.通过对X 形圈和O 形圈在这两种情况下的对比,可以看出在这种情况下,X 形圈表现出较好的密封稳定性.5　结　论建立的非线性有限元分析模型可以成功的计算X 形圈在各种负载工况下的相关特征参数及其对不同负载工况的响应,对于结构尺寸不同和材料参数不同的X 形橡胶圈,通过更改ANS YS 参数化编程语言A PDL 的相关参数,可以快速重新计算出相应情况下的数值结果,从而为X 形圈密封的结构设计提供理论依据.本文的方法,也适用于其他特殊形状的橡胶类弹性密封圈.图13　X 形圈右上角受压时变形图Fig.13　X 2ring deformation under pressure ontop 2right图14　O 形圈右上角受压时变形图Fig.14　O 2ring deformation under pressure ontop 2right参考文献:[1]　(德)海因茨K 米勒,(英)伯纳德S 纳乌著.流体密封技术[M ].北京:机械工业出版社,2002.[2]　顾永泉.流体动密封(下)[M ].北京:中国石化出版社,1992.[3]　吕和祥.橡皮轴对称大变形分析[J ].大连工学院学报,1984,23(1):17223.L U Hexiang.Analysis of axisymmetric large deformation of rubber [J ].Journal of Dalian Institute of Technology ,1984,23(1):17223[4]　吕和祥.橡皮环大变形接触问题[J ].应用数学和力学,1986,7(3):2392248.L U Hexiang.Contact problem of rubber rings wit h large deformation [J ].Applied Mat hematics and Mechanics.1986,7(3):2392248.[5]　廖日东,左正兴,邹文胜.O 形圈轴对称超弹性接触问题的有限元分析[J ].润滑与密封,1996(5):30233.L IAO Ridong ,ZUO Zhengxing ,ZOU Wensheng.Finit el 253航　空　动　力　学　报第22卷ement analysis of t he axial symmetric hyperelastic contact problem of O ring [J ].Lubrication Engineering.1996(5):30233.[6]　任全彬,陈汝训,杨卫国.橡胶O 形圈的变形及应力分析[J ].航空动力学报,1995,10(3):2412244REN Quanbin ,CH EN Ruxun ,YAN G Weiguo.Deforma 2tion and st ress analysis of rubber O 2ring [J ].Journal of Aerospace Power.1995,10(3):241224.[7]　Salita M.A simple finite element model of o 2ring deforma 2tion and activation during squeeze and pressurization [R ].Paper AIAA 28721739.American Institute of aeronauticsand astronautics ,1987.[8]　Gadia M S.Alternative met hods for t he solution of hypere 2lastic problems wit h incompressibility [J ].Computer and Structures ,1992,42(1):1210.[9]　蒋友谅.非线性有限元法[M ].北京:北京工业学院出版社,1988.[10]ANSYS 理论手册[M ].美国ANSYS 公司,2002.[11]王勖成,邵敏.有限单元法基本原理和数值方法[M ].北京:清华大学出版社,1997.[12]巴斯.工程分析中的有限元法[M ].北京:机械工业出版社,1991.63。

橡胶O形圈密封性能的有限元分析关文锦;杜群贵;刘丕群【摘要】采用ABAQUS有限元分析软件建立O形密封圈的二维轴对称模型,研究预压缩率与介质压力对O形圈Von Mises应力、接触应力、接触长度的影响,确定O形圈容易失效的位置,并使用Karaszkiewicz接触公式对有限元分析的结果进行验证.结果表明:O形圈和密封槽转角接触部位容易失效；接触应力呈抛物线分布,接触应力、接触长度随着预压缩率、介质压力增大而增大,有限元计算值与Karaszkiewicz公式计算值较为一致,验证了有限元分析结果的可靠性.%The two-dimensional axisymmetrie finite element model of the rubber O-ring was established with program ABAQUS. The Von Mises stress,contact stress,contact length at different compression ratio and medium pressure were discussed, and the failure location of the O-ring was defined. The result of finite element analysis was compared with that of Karaszkiewicz' s formula. The results show that the failure often occurs at the contact corner between the O-ring and the sealing groove. The contact stress has a parabolic distribution along contact length,and the contact stress and contact length become larger as the compression ratio and the medium pressure increased. The result of the finite element analysis shows good agreement with that of Karaszkiewicz' s formula,so the reliability of the finite analysis method result is validated.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2012(037)006【总页数】5页(P60-64)【关键词】ABAQUS;O形密封圈;压缩率;接触应力;接触长度【作者】关文锦;杜群贵;刘丕群【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641;华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641;华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641【正文语种】中文【中图分类】TB42O形橡胶密封圈结构简单、密封可靠，被广泛用于各种密封结构中，其性能影响着整个密封系统的寿命及性能。

Yx橡胶密封圈密封性能研究I. 引言A. 研究背景及意义B. 文章结构概述II. Yx橡胶密封圈基本知识和材料特性A. Yx橡胶密封圈的定义和分类B. Yx橡胶密封圈的材料选用C. Yx橡胶密封圈的主要物理性能和化学稳定性III. 密封性能测试方法研究A. 压缩变形测试B. 泄漏测试C. 密封性能评估标准IV. 实验研究A. 实验材料准备B. 压缩变形测试结果与分析C. 泄漏测试结果与分析D. 对密封性能评估标准的验证V. 结论与展望A. 结论总结B. 不足改进与发展方向C. 未来研究展望VI. 参考文献第一章：引言橡胶密封圈是在静止或动态密封应用中，起到防止流体介质泄漏或灰尘等杂质侵入的重要零件。

密封性能是衡量密封圈质量的关键指标，关系到密封系统的安全可靠、经济效益以及环境保护等多个方面。

而Yx橡胶密封圈具有良好的弹性回复性和化学稳定性，被广泛应用于机械制造、航空航天、船舶海洋等领域，但其密封性能的研究尚不深入。

本文在探究Yx橡胶密封圈密封性能的基础上，结合实验研究，旨在提升该密封件的应用价值，为相关行业的开发和生产提供可靠的技术支撑。

第二章：Yx橡胶密封圈基本知识和材料特性2.1 Yx橡胶密封圈的定义和分类Yx橡胶密封圈是一种弹性材料制成的环形密封件，一端可与两个配合表面接触形成交错的接触区域，另一端则具有密封接触效果。

根据不同的形状、结构和用途，Yx橡胶密封圈可分为O型、U型、Y型、V型等多种类型，广泛应用于静态密封和动态密封中。

2.2 Yx橡胶密封圈的材料选用Yx橡胶密封圈主要使用的材料是合成橡胶或天然橡胶，其中合成橡胶又分为丁晴橡胶（NBR）、氯丁橡胶（CR）、氟橡胶（FKM）等多种材料。

其材料选择的依据是不同的介质和环境下密封件所需的物理性能、化学稳定性和温度耐受性等因素。

2.3 Yx橡胶密封圈主要物理性能和化学稳定性弹性恢复、压缩变形、耐油性、耐溶剂性、耐臭氧Aging和耐老化性是Yx橡胶密封圈的主要物理性能和化学稳定性，其中弹性恢复和耐油性是影响其密封性能的关键因素之一。

式 中： 。 ８ 、 ， 和 和 、ｏ 分 别为介质压力 Ｐ作 用 ｒ ：
下产生的环 向应力和应 变 、径 向应力 和应变 、轴 向应
封垫 片中的初始预 紧力那样要求很大 。
力 ； 为弹性体材料 的泊松 比。
８ ＝于相 对 刚性 的封 闭的腔体 内，故 ： ＝ 一 。由此可得 ： ０
（．ｉｎＩｓｔ ｅｏ Ｃ ｅ ｉ ｌ ｅｈｏ ｇ ，ｌ ｌ ｒｖ ｃ ３ ０２ Ｃ ｉａ １Ｊｉ ｔｕ ｆ ｈｍ ｃ ｃｎ ｌ ｙＪｉ ｏ Ｊｉ Ｐｏｉ ｅ１２ ２ ， ｈ ； ｌ ｎ ｉｔ ａＴ ｏ ｉｎ ｆ ｉｎ ｎ ｎ ２ Ｊ ｉ Ｍ ｎｘ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＭａａｅ ｅｔ ｏ ，ｔ．Ｊｉ ｏ ｌ ｒｖ ｃ １２２ ，ｈｎ ） ．ｉｎ ｅ ｇｉ ｎｉ ｅｉ ｎｇｍ ｎ Ｃ ．Ｌｄ ，ｉｎ ｆ ｉ Ｐｏｉ ｅ ３０ １ Ｃ ｉａ ｌ ｎ ｎ ｌ Ｊｉ ｎ ｎ
用 ，形状改变历经几 个 阶段。接触 应力 也发 生相 应的变化 ，有时形成 间隙 造成泄 漏而 丧失密 封性 Ｊ 。
ｈ １ ｕｈ ｈ） ＝ （ — ｆ
（） ６
设压力分布为高斯分布 ，解三次方程 ，其唯一的 定值解 由正双根得 出最大压力点膜厚 ：
但 最终达到如 图 ２所示 的结构 。实现密封的基本条件 是 ＞Ｐ Ｐ ｏ 分别为 介质压 力和径 向最大 接触 （、ｒ
度增 大介质 泄漏量会相应增 大 ，如 图４所示 。通过 实 验研究 ，得 出了一个关于介质泄漏量与运动速度和接 触面光洁 度 、介 质温 度 和压 力之 间关 系 的经验 关 系
７ ８
润滑与密封
第３ ６卷
式 ，式中考 虑 了橡胶 的复原 速 度对 往 复运 动 下 的 Ｏ 形密封圈密封能力的影响 ，即 ：

介绍橡胶密封圈的工作原理及性能橡胶密封圈，耐高温密封圈，耐腐蚀密封圈，大型密封圈，硅橡胶密封圈，氟橡胶密封圈，橡胶垫圈，夹布油封各种肢管都有它的工作压力弛困，这个范围是根据持路的常用工作压力设计的，阅此选择胶管财应”1以管路的常用工作压力为依据。

例如东方红75型和54型履带式拖拉机液压悬镍系统使用的国产分得式齿轮液压油泵(型号cB 46)，泵的最大工作压力为130‘‘公斤／厘米’．常用的丁作压力为100 公斤／厘米’，根据这一常用工作压力选样合适口径和长度的高压钢丝编织物油胶管或钢丝缠绕高压耐油胶管即可。

在设计放管时，设计者已考虑到一定的安全倍数，这可从脏管的试验压力和爆破压力范围看出。

所渭狡管的试验疮力通常是指在规定的压力下进行质量检查的压力．借以观察在规定压力下胶管的外径、长度变化以及扭转、弯曲、密封等性能情况。

在脉动压力下使用的胶管通常还作脉冲试验经鉴定胶管的耐疲劳等一系列性能，符合标准才能出厂。

爆破压力是指胶皆爆破时的压力，测试爆破压力的目的是为了捡咨胶管是否达到设计的安全倍数。

各种胶管设计的工作压力、试验压力和爆破压力之间的要求见表4—2。

从表4—2看出，当我们按照管路的常用工作压力选托相应的胶管时，该胶管已具有三至四倍的安全压力倍数，既满足了使用要求又保证工作安全。

人们习惯上还常常把管路的工作压力分为“低压”、“中压”和“高压”。

“低压”一殷指爪为范围在30公斤／厘米’以下，通常选择用棉纤维或化学纤维做成的夹布、编织成5f织脏管；“中压”一般指在30一60公斤／图形的范围，通常选择化学纤维编织、缠绕胶管；“高压”指在80公斤／厘汾以上，通常应选用钢丝编织或钢丝缠绕的胶留。

输送介质根权胶资输说的介质种类和特性选择合适的胶管，是正确使用胶管的又一个原则。

不管输送的介质性能，任意采购和使用脏瓷不仅满足个了使用要求，还会带来不应有的损失。

例如，输水胶管(一般用天然橡胶、丁苯橡胶制造)如果用来输送汽油、煤油攻柴油．胶料会很快出现膨胀税层使胶管损坏；如果用池水胶管输送醚碱溶液，胶料会发生硬化、龟裂。