密封材料力学性能的研究现状
发布日期:2016-07-12 新闻来源: 正文字号
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山东潍坊工程职业学院 杜鹏 谢宗华 聂永涛
引言
发动机不同工作部位密封材料的使用环境相差较大,使得发动机密封的材料种类众多,如纯金属密封、橡胶、纤维增强橡胶以及金属橡胶复合材料等。
市场上密封垫片质量参差不齐,如何根据柴油机工况选择更加经济、更加合适的垫片材料就成为我们的当务之急。
1 密封垫片密封特点
垫片一般作用于两个分离的法兰面之间,起到补偿螺栓在把紧过程中引起的结合面变形的作用。一般来讲,我们在实际的使用过程中要求法兰面尽可能平整,尽可能厚一些,这样在使用过程中法兰的变形将较小。实际使用过程中,由于需要考虑发动机的使用空间和产品的性价比,很难使螺栓布置均匀、法兰厚度最理想化,甚至在一些条件下,法兰厚度较薄、螺栓布置较不合理,这就需要选择一款合适的密封材料,弥补安装过程中产生的法兰间隙。
密封材料在选择过程中,由于受到材料本身和性能的制约,主要的评价指标有压缩回弹率、蠕变松弛率、抗拉强度和密封性能等。如果选用的密封材料厚度较厚,材料的弥补能力将较好,但是相应的蠕变松弛率将会降低(即密封面的螺栓扭矩在使用一段时间以后衰减较大)。
现阶段,大多数的密封理论研究并没有将螺栓—法兰—垫片看成一个整体。当遇到密封问题时,很多情况下会将问题割裂开来,只找某一方面的原因,如选择不断地提高螺栓扭矩,这反而会导致更大的密封问题的出现,甚至引起严重的安全事故。螺栓—法兰—垫片作为一个整体的密封系统,使用一段时间以后螺栓载荷发生衰减,既有螺栓本身的蠕变原因,也有密封材料和法兰的永久变形等方面的原因。
2 密封材料力学性能研究现状
无石棉增强纤维类垫片材料的材料纤维起到了骨架作用,橡胶和填料填充到里面,填料的蠕变较小,密封材料的蠕变主要是由橡胶材料造成的。