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​联轴器用橡胶材料的基本成分跟研究

2021-07-22 10:01:36

一、联轴器用橡胶材料的基本成分
硅橡胶是无色透明高茹滞塑性直链高分子化合物。其中乙烯基含量为0.07%~l.l%,主链由硅和氧原子组成,与硅相连的侧基为甲基和乙烯基。分子量在50~80好,生理惰性,可在-70~+200℃下长期工作。是目前在星形弹性联轴器中橡胶材料方面应用较为成功的一种橡胶基体材料。
而纯硅橡胶的机械强度低,当加入硫化剂和补强填料后,硅橡胶的力学性能可以得到改变,其拉伸强度可提高20倍以上。
所用硅橡胶基本成分有:甲基乙烯基硅橡胶、补强剂、硫化剂、结构控制剂等。根据应用场合不同,所要求硅橡胶力学性能也不一样,需要对硫化剂和补强剂进行选择。
①硫化剂的选择硫化剂的作用:硫化剂与橡胶大分子起化学作用,使橡胶由线型大分子变为三维网状结构,提高橡胶性能、稳定形态的体系。
硅橡胶为饱和度高的橡胶,不能用硫黄硫化,其主要硫化剂有、脂肪族偶氮化合物、无机化合物、高能射线等,其中较常用的是有机,这是因为有机在室温下比较稳定,但在较高的硫化温度下能迅速,从而使硅橡胶交联。硅橡胶常用硫化机有DCP,BP,DCBP,TBPB,DTBP,DBPMH。这些按其活性高低可以分为两类。一类是通用型,即活性较高,对各种硅橡胶均能起硫化作用,主要有BP和DCBP;另一类是乙烯基专用型,即活性较低,仅能对含有乙烯基的硅橡胶起硫化作用,主要品种有DCP,TBPB,DTBP,DBPMH。每种硫化剂的热温度不同,所以对硅橡胶交联即硫化温度也不同,这导致硅橡胶的物理机械性能差异较大。
DBPMH可使硅橡胶获得优异的物理性能和其他性能,特别是拉伸强度和撕裂强度均高出其他硫化剂硫化硅橡胶的30%-60%,并且在常温下不挥发。其硫化温度为165℃。
②补强剂的选择未经补强的硅橡胶硫化胶强度很低,只有0.3MPa左右,没有实际的使用价值。
合理选用补强剂能够提高硅橡胶硫化胶的强度提高20倍及以上。硅橡胶补强剂的选择要考虑的因数包括:温度和类型。
硅橡胶补强剂按其效果不同可分为补强剂填充剂和弱补强剂填充剂。两者的主要区别在于颗粒直径和比表面积大小,前者直径为10-50nm,比表面积70-400m2/g,效果较好;后者颗粒直径为300-10000nm,比表面积在30m2/g以下,效果较差。
硅橡胶所用的补强剂为气相法制备,俗称白炭黑。是一种重要的高科技超微细无机新材料,其主要特点是粒径很小,比表面积大,表面吸附力强,表面能大,化学纯度高、分散性能好、稳定性、补强性性能好。
二、弹性联轴器的研究
1概述
法兰梅花联轴器是用来调整传动装置轴系扭转振动特性,补偿因振动、冲击引起的主、从动机轴线位移,并不间断地传递转矩和运动的一种设备。它广泛用于柴油机动力装置以及具有较大干扰力矩的传动装置轴系中,以实现减振降噪的目的,并起到保护主、从动机和提高整个传动装置运行可靠性的作用。
弹性联轴器国内于70年代后期开始研制,如XL型橡胶金属环联轴器和引进技术生产的高阻尼簧片联轴器。80年代德国伏尔康公司推出了性能的RATO系列等型式的高弹性橡胶联轴器,国内近年也研制成并格继开发了接近目前平的LS,LC型弹性联轴器,并研制成较先进的弹性联轴器动态特性试验台和大扭矩静态扭转试验之。
2弹性联轴器的研究
典型形式的弹性联轴器性能综合比较弹性联轴器在受载时能产生显著的弹性变形。一方面实现两轴间的相对位移补偿,另一方面吸收能量用于消耗在弹性联轴器弹性元件的内、外摩擦上,或以弹性变形能贮存在弹性元件中,实现衰减振动、缓和冲击和大幅度调节传动装置轴系的固有频率,避开共振的目的。
(1)高阻尼簧片联轴器。
该型联轴器弹性元件由淬火硬化弹簧钢50CrVA制造的簧片组组成,在交变载荷的作用下,簧片挠曲使其周围空腔充满的润滑油压力产生变化并流动,从而产生较大的粘性摩擦阻尼。其特点是阻尼性能好、扭转弹性优良,但安装较复杂、使用要求高、补偿位移能力较小、重量大、转动惯量大、可维修性差。
(2)EZ,EZR,LB型弹性联轴器该型联轴器通过金属连接件与弹性元件在螺栓组预紧下夹紧构成。其弹性元件由橡胶和帘布层经硫化并紧密结合而成。其特点是:强度高、耐疲劳性好、弹性较大,阻尼特性较好;但易形成应力集中,弹性元件制造工艺复杂。
(3)XL型橡胶金属环联轴器该型联轴器是国内于70年代研制成的早期产品。它由金属连接件、弹性元件和螺栓组构成,其弹性元件由橡胶通过硫化粘接在内外金属环上。橡胶体由天然橡胶和填充剂组成。其特点是:弹性大,阻尼特性较好,承载能力较强,但重量大、转动惯量大,对主、从动机的附加影响大,可靠性较低。