1、輪轂密封圈
1)、輪轂密封圈的裝配
裝配環(huán)節(jié)尤其重要。橡膠密封圈硬度比較低,安裝時(shí)應(yīng)避免扭曲、劃傷、磨損和磕碰,必須安裝到位。應(yīng)檢查安裝配合金屬件外表面是否有飛邊、毛刺、尖角、凸起和凹痕等,以免劃傷或啃噬密封圈(圖4),密封圈被啃噬后將造成密封不良。密封圈使用時(shí)應(yīng)避免被異物損傷、接觸異常介質(zhì)、使用環(huán)境溫度和壓力異常等。
2)、輪轂密封圈的材料選擇
輪轂密封圈用于密封油脂,必須選用耐油性能比較好的橡膠,如丁腈橡膠、氟橡膠和丙烯酸酯橡膠等。輪轂密封圈的安裝部位接近制動(dòng)摩擦片,頻繁制動(dòng)產(chǎn)生的高溫通過輪轂傳遞到密封圈,有時(shí)可能超過120 ℃。因此,普通丁腈橡膠在使用過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)橡膠老化損壞的現(xiàn)象。如果車輛用于礦區(qū)、山區(qū)或路況比較差的地區(qū),輪轂密封圈應(yīng)采用耐高溫的氟橡膠才能滿足使用要求。
3)輪轂密封圈的作用
載貨車如果采用輪邊行星齒輪減速裝置,則需使用輪轂密封圈。輪轂密封圈(圖3)是汽車上最大的密封圈,直徑甚至達(dá)到300 mm以上,線徑一般超過5 mm。輪轂密封圈用于密封潤滑脂。
4)輪轂密封圈的設(shè)計(jì)
輪轂橡膠密封圈采用O形圈。O形圈是一種壓縮性密封圈,結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、使用方便、有良好的密封性,且密封性不受運(yùn)動(dòng)方向的影響,使用范圍很寬。由于輪轂密封圈直徑非常大,因此O形密封圈的設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮密封圈的裝配拉伸率和壓縮率,同時(shí)考慮拉伸或壓縮過程中的截面增大、減小或變形等,還要考慮橡膠材料耐介質(zhì)膨脹率、壓縮永久變形性能、硬度、耐熱或耐寒后尺寸和硬度的變化情況等。O形圈裝配時(shí)最大預(yù)拉伸率不得>8%(O形圈被拉伸時(shí)截面會(huì)減小,預(yù)拉伸率為4%時(shí),截面直徑減小量約為3%),設(shè)計(jì)O形密封圈時(shí)應(yīng)按照所使用橡膠特性和密封圈使用條件全面考慮各種影響因素,否則就容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。
5)、輪轂密封圈的生產(chǎn)工藝
輪轂密封圈的直徑大,生產(chǎn)制造難度也比較大,因此密封圈的工藝控制就顯得非常重要,從材料配方、混煉、過濾到模壓硫化成型、修邊、檢查包裝,每一步都要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制,否則就容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。
大型密封圈的修邊工藝與小型密封圈的修邊工藝不同。大型密封圈無法采用冷凍等修邊方法,所以設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)考慮盡可能減少飛邊的生。如果采用手工修邊,修邊工藝與工人操作熟練度、刀具鋒利程度等都有關(guān)系,應(yīng)特別注意檢查每個(gè)產(chǎn)品,防止飛邊過大和修邊過度造成的密封失效。
密封圈的分模非常重要,分模線選取不合理會(huì)嚴(yán)重影響密封效果,一般提倡45°角分模,但大型密封圈45°角分模模具的開發(fā)相對復(fù)雜;如果采取90°分模,則分模線處的修邊處理必須非常小心,以免影響密封效果。
2、發(fā)動(dòng)機(jī)缸套密封圈
1)、發(fā)動(dòng)機(jī)阻水密封圈的材料
缸套密封圈也稱阻水圈(圖2)。如果采用2~3道密封,則下面1~2道采用硅橡膠封冷卻液,上面一道采用氟橡膠封油同時(shí)封冷卻液是比較合理的。如果采用一道密封,則推薦采用氟橡膠密封圈。雖然耐油硅橡膠也能滿足使用要求,但是一旦密封部位滲入油氣,長時(shí)間會(huì)導(dǎo)致硅橡膠軟化、開裂,失去密封功能。一旦密封圈失效,冷卻液就會(huì)進(jìn)入氣缸,稀釋潤滑油,導(dǎo)致拉缸現(xiàn)象;活塞與氣缸套摩擦后會(huì)產(chǎn)生異常高溫,使缸套表面出現(xiàn)過度磨損,發(fā)生拉毛、劃痕、擦傷、裂紋甚至出現(xiàn)咬死等惡性事故。
2)、發(fā)動(dòng)機(jī)缸套密封圈的作用
發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)包括進(jìn)氣、壓縮、高溫爆發(fā)和廢氣排放等過程,因此發(fā)動(dòng)機(jī)的密封就要考慮到高溫、高壓、高功率和耐介質(zhì)性等方面的要求。目前,發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)正向質(zhì)量輕、體積小、功率大和環(huán)保型方向發(fā)展,導(dǎo)致密封點(diǎn)多、密封空間狹小和溫度高等問題,給密封材料提出了更高的要求。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)濕缸套使用1~3道密封圈用來密封冷卻液。密封圈位于支承密封帶與座孔配合處,雖然其主要作用是密封冷卻液,但由于高壓油氣經(jīng)常竄入,因此要求材料既耐油又耐冷卻液。
3)、其它發(fā)動(dòng)機(jī)密封圈
與缸套密封圈相同,氣門室罩蓋密封圈和進(jìn)氣管密封圈等發(fā)動(dòng)機(jī)密封圈也采用氟橡膠或者硅橡膠,在設(shè)計(jì)橡膠材料的配方和生產(chǎn)工藝時(shí),應(yīng)使之具有良好的耐高溫性能、抗壓縮永久變形性能和耐介質(zhì)性能。優(yōu)良的密封對發(fā)動(dòng)機(jī)正常發(fā)揮功能非常重要,這促進(jìn)了耐高溫橡膠密封圈的廣泛應(yīng)用。
3、制動(dòng)缸密封圈
1)、制動(dòng)缸密封圈的安裝和使用注意事項(xiàng)
A)、安裝
一般采用專用工裝和設(shè)備安裝皮碗型密封圈,防止密封圈密封唇口在安裝過程中發(fā)生皺褶、開裂或翻轉(zhuǎn),從而導(dǎo)致密封失效;安裝前應(yīng)在安裝面和密封圈唇口涂一些油脂潤滑,以方便裝配。
B)、使用注意事項(xiàng)
應(yīng)注意制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)偏差積累容易造成密封圈偏磨、導(dǎo)致滲漏的問題。為此,應(yīng)在安裝制動(dòng)缸時(shí)檢查第1活塞、第2活塞和彈簧等運(yùn)動(dòng)部件的垂直度和同心度,避免出現(xiàn)偏差;還要檢查制動(dòng)踏板、推桿和制動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)軌跡是否合理,防止制動(dòng)缸活塞運(yùn)動(dòng)時(shí),受積累偏差影響,密封圈運(yùn)動(dòng)偏離主軸線、產(chǎn)生歪斜,導(dǎo)致密封失效。
總之,只有合理地選材、配方、設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用,才能保證密封圈的質(zhì)量和密封效果。制動(dòng)系統(tǒng)還有一些密封圈(如制動(dòng)管路密封圈、制動(dòng)器密封圈和輪缸密封圈等),都對保證密封性能起到至關(guān)重要的作用,因此必須特別關(guān)注制動(dòng)系統(tǒng)密封圈的性能和使用狀況,避免密封失效造成制動(dòng)失效,影響整車性能。
2)、制動(dòng)主缸密封圈的材料和結(jié)構(gòu)
A)、材料
橡膠材料配方應(yīng)保證其具有良好的抗壓縮永久變形性能和合理的硬度。一般設(shè)計(jì)主缸密封圈的邵爾A硬度為72~82,太軟會(huì)造成密封唇的強(qiáng)度和剛性不足,在活塞運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生滲漏;太硬會(huì)造成橡膠彈性降低、回彈性差,同樣會(huì)導(dǎo)致滲漏。
B)、結(jié)構(gòu)
制動(dòng)主缸活塞密封圈一般設(shè)計(jì)為Y型或U型皮碗結(jié)構(gòu),以配合活塞的運(yùn)動(dòng)(圖1)。主密封唇與配合密封面應(yīng)有一定過盈,過盈過小影響密封,過大影響活塞運(yùn)動(dòng)。在密封圈生產(chǎn)過程中,不允許在主、副密封唇處分模,以免影響密封性能;密封圈不允許有缺膠、雜質(zhì)、流痕、飛邊和毛刺等缺陷。
活塞表面必須光滑,活塞端部應(yīng)有一定倒角,無尖角和毛刺,否則容易在密封圈安裝和使用過程中劃傷密封圈。配合面主缸內(nèi)壁也必須光滑,并經(jīng)過表面處理,表面無銹蝕、凸起和凹陷等,以免密封圈磨損或密封不良。
C)、失效原因
制動(dòng)缸一般有2~4個(gè)密封圈,其中第1活塞密封圈又稱主皮碗,是最重要的密封圈。主皮碗一旦失效,將導(dǎo)致空氣進(jìn)入制動(dòng)缸、制動(dòng)液泄漏、制動(dòng)液變質(zhì)或缸體銹蝕等問題,從而使制動(dòng)力明顯降低,甚至出現(xiàn)制動(dòng)失靈的情況。制動(dòng)缸活塞密封圈的失效原因有以下幾方面。
a.材料選擇錯(cuò)誤。
b.材料配方不合理。
c.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。
d.安裝錯(cuò)誤。
e.制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)偏差等。
目前,汽車用制動(dòng)液多數(shù)采用非石油基制動(dòng)液DOT3或者DOT4,那么對非石油基制動(dòng)液耐受性好、使用溫度范圍廣、耐老化性優(yōu)良的三元乙丙橡膠(EPDM)就成為制動(dòng)缸密封圈最合適的材料。如果選用耐石油基油脂的丁腈橡膠和氯丁橡膠等材料,就會(huì)出現(xiàn)橡膠老化、密封圈尺寸變化等現(xiàn)象,并因此導(dǎo)致密封失效。