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文檔簡介
減震橡膠知識及應(yīng)用—.緒論現(xiàn)實生活中振動無處不在,振動的現(xiàn)象是不容忽視也是不可缺少的?人們一直致力于振動的產(chǎn)生,操縱和排除的研究,所有的物體的振動都會產(chǎn)生聲音,假如沒有振動就可不能有音樂,人類也無法進(jìn)行語言交流了?然而振動也會對人們的生活產(chǎn)生許多不利的阻礙,如:共振會導(dǎo)致裝卷的損壞,噪音會阻礙人類的生活環(huán)境等?如何樣將振動對人們產(chǎn)生的不利阻礙減到最小.是當(dāng)前減喪技術(shù)進(jìn)展和追求的方向.減震技術(shù)的核心是排除「擾性振動或找出解決的方法,現(xiàn)在比較適用和成熟的減喪方法是橡膠減震系統(tǒng),早在橡膠應(yīng)用于工業(yè)之初,人們就使用了橡膠隔離來進(jìn)行減震,但當(dāng)時還沒有有效的橡膠粘接技術(shù),橡膠在減震領(lǐng)域的應(yīng)用沒有獲得成功,隨著橡膠粘接技術(shù)的的進(jìn)展和運用,于1932年顯現(xiàn)了最早的橡膠減震制品,使得減少底盤和引擎系統(tǒng)產(chǎn)生的振動成為可能,隨后越來越多的金屬和橡膠粘接的零件應(yīng)用于差速器、后軸等汽車驅(qū)動系統(tǒng),20世紀(jì)50年代起越來越多的發(fā)動機(jī)懸置得以應(yīng)用,早在1979年德國大眾成功地將液壓懸置應(yīng)用到發(fā)動機(jī)懸宜系統(tǒng),使得減喪技術(shù)得到專門大的進(jìn)展,現(xiàn)在人們正在研究可轉(zhuǎn)換裝置和主動裝置在工程上的實際應(yīng)用-二.減震橡膠基礎(chǔ)理論1?減震基礎(chǔ)當(dāng)沿重心軸方向?qū)ο鹉z裝置進(jìn)行碰撞會產(chǎn)生一定頻率的振動,假如系統(tǒng)內(nèi)沒有外力作用,激發(fā)振動將逐步衰減,衰減的速度取決于橡膠材料的減幅,依照牛頓泄律將得到下而公式:質(zhì)量+阻力+彈力=0若忽略減嗎不計,能夠得到橡膠的固有頻率如下:fo=l/2nxjc/m6固有頻率;c:彈簧剛度;m:質(zhì)量當(dāng)碰撞力遠(yuǎn)離重心橡膠裝置系統(tǒng)會在三個軸中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動,各自的角頻率為:COD=\JCv/J角頻率;C、?:扭轉(zhuǎn)剛度;J:慣量T±廉轉(zhuǎn)r喙關(guān)0?1021050610彈性體在正常情形下都有將逐步增強(qiáng)的共振減小到一泄水平的特性,橡膠減震器的隔離減震效率等于激振頻率/固有頻率即:1]=£/如當(dāng)耳〉\廠時,激振力將減少而且遠(yuǎn)不等于固有頻率,橡膠減震器將起到隔離振動的成效,當(dāng)11=3時,減震成效將達(dá)到80%,T±廉轉(zhuǎn)r喙關(guān)0?10210506101~~ 丁4 5^ 6VT2 HJ擾頻率/固有頻率圖1振/動傳遞示意圖706040 30706040 3010987固有頻率Hz圖2彈性裝置隔離系統(tǒng)示意圖2?彈性裝置系統(tǒng)和線型彈性裝置系統(tǒng)的單自由度相比,立體系統(tǒng)擁有更多的自由度和可移動性,一個發(fā)動機(jī)懸亶有三個直移和三個轉(zhuǎn)動的自由度,六個固有頻率需抵制共振使激振力減少到一左程度,該裝卷系統(tǒng)要緊是減少重心處的振動使之趨向于零,使不同方向的激振不再相互阻礙?該裝卷系統(tǒng)的設(shè)汁目標(biāo)是依照客戶的開發(fā)設(shè)想決定懸置布卷的位置和懸垃的剛度,使得所有的固有頻率遠(yuǎn)不等于干擾頻率,最初的裝宜要緊是決定臨時的位置和剛度,最后安裝到車內(nèi)時要考慮到發(fā)動機(jī)裝置子系統(tǒng)的相互作用,現(xiàn)在人們已能通過有限元分析軟件系統(tǒng)建立汽車整車模型,并通過運算機(jī)模擬進(jìn)行懸苣的優(yōu)化設(shè)il?,設(shè)計時需考慮找到使舒服性和減少噪音的最好的折中方法,使得零件能夠抵擋所有外力并使力的傳遞達(dá)到襖最小化,同時還需滿足零件的最大運動和外界環(huán)境的要求.3?減震橡膠概要減宸橡膠的作用:代替金屬彈簧起到消振,吸振作用?其要緊的性能要求在靜剛度、動剛度、耐久性能上.3?2減震橡膠的特點:(與金屬彈簧相比膠)橡膠是由多種材料相組合而成,同一種形狀通過材料調(diào)整能夠擁有不同的性能.橡膠內(nèi)部分子之間的摩擦使它擁有一左的阻尼性能,即運動的滯后性(受力過程中橡膠的變形滯后于橡膠的應(yīng)力).橡膠在壓縮、剪切、拉伸過程中都會產(chǎn)生不同的彈性系數(shù).3?3減震橡膠的工作原理:吸取振動:此類減震橡膠件要緊是用于發(fā)動機(jī)與車身之間的連接,此狀態(tài)下發(fā)動機(jī)是振動源,減箴橡膠的作用是吸取發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的振動,幸免傳遞到車身上,同時也減輕發(fā)動機(jī)自身的振動.消減振動:此類減震橡膠件要緊是用于底盤與車身之間的連接,此狀態(tài)下底盤車輪是振動源,減震橡膠的作用是將路面與車輪產(chǎn)生的振動通過高阻尼作用迅速消減,防止振動通過底盤傳遞到車身.牛減震橡膠的性能特點4-1靜剛度
4.1.1靜剛度的宦義:指減喪橡膠在一定的位移范疇內(nèi),英所受壓力(或拉伸力)變化量與其位移變化量的比值.靜剛度的測怎必須在一左的位移范疇內(nèi)測左,不同的位移范疇測左的靜剛度值是不同的,但有的廠家則要求整個位移范疇測定的變化曲線?下面以壓縮變形試驗為例說明減震橡膠與今屬彈簧的靜剛度的不同之處:圖3金屬彈簧壓縮載荷一位移曲線圖將金屬彈簧壓縮到彈簧彈性極限內(nèi)的一左范疇的位移量后,再將壓力緩慢勻速卸去,彈簧所受的載荷與位移量的尖系如圖3所示呈線性尖系,在外力卸去后彈簧能夠回復(fù)到初始位瞿將減震橡膠壓縮到一定范疇的位移呈后,再將壓力緩慢勻速卸去,減震橡膠所受的載荷與位移量的尖系如圖4所示呈非線性尖系,在外力卸去后減震橡膠不能夠回復(fù)到初始位垃,顯現(xiàn)位移相尖于載荷的滯后現(xiàn)象.從上而的試驗?zāi)軌虻贸?橡膠的靜剛度是在一左的位移范疇內(nèi),英所受載荷變化量與其位移變化量的比值,位移范疇不同所得到的靜剛度值是不同的’即(F2?F1)/(X2?X1)H(F3?F2)/(X3?X2)而金屬彈簧在任意位移范疇內(nèi)英所受載荷變化量與英位移變化量的比值是一上的’即(F2-F1)/(X2-X1)=(F3-F2)/(X3-X2)將金屬彈簧和減喪橡膠同時壓縮到極限后,金屬彈簧的壓力會一宜保持不變,而減喪橡膠的壓力會隨著時刻的推移顯現(xiàn)壓力放松的現(xiàn)象,如圖5所示,減震橡膠的這種壓力放松的特性使它具有比金屬彈簧更好的消振作用.
廠金屆彈簧廠減磴橡膠廠金屆彈簧廠減磴橡膠1111圖5減震橡膠和金屬彈簧壓力時刻曲線4J2靜剛度的運算方法:減震橡膠的靜剛度是與產(chǎn)品的形狀和橡膠的自身特性有尖,靜剛度是能夠通過理論運算求出,其運算方法如下:A.柱狀減箴橡膠(如圖6所示)的靜剛度運算:a.運算形狀系數(shù):S二AL/AF圓柱方柱圖6柱狀減震橡膠圓柱方柱圖6柱狀減震橡膠di中空圓柱AL:受壓而積;AF:自由而積方柱的形狀系數(shù)為:S=AUAF=(a*b)/(2(a+b)*h)圓柱的形狀系數(shù)為:S二AL/AF=H(d/2)2/n*d*h二d/4h中空圓柱的形狀系數(shù)為:S=AL/AF=(n(d)/2)2-n(d2/2)2)/(n*dj*h+n*d2*h)=(d,@)/411b.運算表征彈性率(微小變形):方柱的表征彈性率:l/3Wa/bW3時:Eap/G=3+6.58S2Gap/G=l/((3+6.580S2)(l+l/48S2)l/3$a/b或a/b23時:Eap/G=4+3.29S2Gap/G=l/((4+3.29S2)(1+1/36S2)圓柱和中空圓柱的表征彈性率:Eap/G=3+4.935S2Gap/G=1/((3+4.935S2)(1+1/36S2)Eap:表征縱向牌性率;Gap:表征剪切彈性率;G:靜態(tài)剪切彈性率;S:形狀系數(shù);C?運算靜剛度:壓縮方向靜剛度:Kc二Eap(AL/h)剪切方向靜剛度:Ks二Gap(AL/h)B.襯套(如圖7所示)的靜剛度運算:圖7襯套形狀結(jié)構(gòu)a.運算形狀系數(shù):形狀a:S=AL/AF=(LZ(rl+r2))*(l/log(r2/rl))形狀b:SAL/AF=((Ll*r2-L2*r1)/(i2-rl))*(l/log(Ll*r2/12*rl)b.運算表征彈性率(微小變形):Eap/G=4+3.29S2Gap/G=l/((4+3-29s2)(1+1/36S2)C.運算靜剛度:形狀a:徑向靜剛度:Kc二Eap(AMi)=1.36(Eap+G)*L/log(r2/rl)軸向靜剛度:Ks二Gap(AUh)=2.73Gap*L/log(r2/rl)形狀b:徑向靜剛度:Kc二Eap(AUh)=136(Eap+G)*((Ll*r2-L2*rl)/(r2-rl))/log(Lk2/L2H)軸向靜剛度:Ks二Gap(AUh)=2.73Gap*((Ll*r2-L2*rl)/(r2-rl))/Iog(Lk2/L2rl)c.靜態(tài)剪切彈性模量G的測量方法:a.制作試驗片:按圖8所示制作試驗片,試驗片能夠硫化直截了當(dāng)成形,也可在大塊片材上切割制出,試驗片的厚度和寬度尺寸公差為OJmm,試驗片不能有雜質(zhì)和傷痕等缺陷?試驗片的裝夾時固立試驗片的兩夾頭之間的距應(yīng)在80mm以上.圖8試驗片尺寸規(guī)格及裝夾示意圖b.試驗方法:先預(yù)拉伸兩次,拉伸速度一樣選擇45±15mm/min,第一次拉伸從初始位置拉伸到1.5£%位宜處,停頓30秒后回到初始位第二次重復(fù)第一次的試驗過程.(注:£%=25%的左拉伸位移).正式試驗的拉伸速度和預(yù)拉伸一致,但此次只拉伸到£%位置處,停頓30秒后計錄以下數(shù)據(jù):25%的泄拉伸時的負(fù)荷Fe(Kgf),
C.運算43%時的定拉伸應(yīng)力Oe=re/a0£:25%泄拉伸應(yīng)力;F如25%的左拉伸時的負(fù)荷;A:試驗片的截而積;d.靜態(tài)剪切彈性率G的運算:Ge=00(a-1/u2) £=25%時G£:25%定拉伸的靜態(tài)剪切彈性率;a=1+£=1.25運算時取4個數(shù)據(jù)的平均值,有效數(shù)值保留小數(shù)點后兩位.4,2動剛度:421動剛度的泄義:指減震橡膠在一泄的位移范疇內(nèi),一左的頻率下,其所受壓力(或拉伸力)變化量與其位移變化量的比值.動剛度的測左必須在一定的位移范疇內(nèi),一左的頻率下測定,不同的位移范疇不同的頻率下測左的動剛度值是不同的.減震橡膠不僅在靜態(tài)特性上與金屬彈簧不同而且在動特性上也與與金屬彈簧存在專門大的差異,下面以試驗為例說明兩者的不同之處:圖9減震膠與金屬彈簧的振幅一振動時刻尖系圖圖9減震膠與金屬彈簧的振幅一振動時刻尖系圖如圖9所示,分別對減震橡膠與金屬彈簧施加一個沖擊力,來對比沖擊后的振幅與振動時刻的變化尖系(不考慮系統(tǒng)以外力的阻礙),能夠看出減震橡膠的振動專門快消減并在專門短時刻振動停止,而金屬彈簧的振動能連續(xù)專門長時刻,振幅的衰減速度專門慢,因此減震橡膠與金屬彈簧相比具有較大的阻尼'對振動的吸取性能好,能有效地防止振動的傳播.振動振動X1土圖振動振動X1土圖1。減震橡膠與金屬彈簧的振動狀態(tài)載荷一位移曲線圖如圖1。所示,分別對減喪橡膠與金屬彈簧壓縮到一左位移后,施加一個左振幅的振動,測泄英載荷與位移的尖系,在X1-X2位移范疇內(nèi),金屬彈簧的動態(tài)載荷與位移尖系仍和靜態(tài)相似呈線性尖系,其Kd二Ks=(F2-Fl)/(X2-Xl),而減震橡膠的動態(tài)載荷與位移尖系和靜態(tài)不同,英Kd=(F3-Fl)/(X2-X1)>Ks=(F3-F2)/(X2-X1),因F2>F1因此Kd>Ks,從上而尖系能夠看出湘同變形范疇下的動剛度永久大于靜剛度,產(chǎn)生這種現(xiàn)象的緣故是橡膠分子間存在內(nèi)摩擦力,使得減震橡膠的變形與橡膠的內(nèi)應(yīng)力(外力的反作用力)之間存在有一左的滯后,這種滯后反應(yīng)到減箴橡膠受到外加的受迫振動時,英變形與內(nèi)應(yīng)力之間存在一個相位角,如圖11所示.圖11減震橡膠應(yīng)力??變形函數(shù)示意圖從圖中能夠得出變形與內(nèi)應(yīng)力的函數(shù)解析式如下:變形:r(t)=r?*cos(wt)應(yīng)力:o(t)=oo*sin(wt+6)當(dāng)相位角OW6W90。時:o(t)=oo*sin(wt+6)=oo(cos§*coswt-sin§*coswt)=oocos§*coswt>oosinS*coswto()cosS*coswt是與變形同相位的應(yīng)力重量oOsin§*coswt是與變形相位差為90“的應(yīng)力重雖:求兩個方向應(yīng)力重屋與變形量峰值的比值為:Gl=oocos§*coswt/r?G2=ousin§*coswt/roG1:儲備彈性模量或動態(tài)彈性模量G2:損耗彈性模量在振動學(xué)中通常將損耗彈性模量G2與儲備彈性模量G1的比值稱之為損耗系數(shù)T=G2/G1=(oosin6*coswt/ro)/(oocos6*coswt/ro)=tg6因損耗彈性模量G2=c(阻尼系數(shù))*2n并(振動頻率),因此得出:T=c*2n*f/GlAGl=c*2n*f/tg6從上式能夠看出:a?減震橡膠的損耗系數(shù)與橡膠自身的阻尼系數(shù)成正比,與振動頻率成正比-減震橡膠的動剛度是橡膠自身特性,當(dāng)橡膠自身的阻尼系數(shù)確宦時,動剛度與振動頻率成正比.當(dāng)橡膠自身的阻尼系數(shù)確左時,隨著振動頻率的增減,損耗系數(shù)和動剛度同時增減但增減的幅度并不一致.4-3動倍率:動倍率的立義指減箴橡膠在一泄的位移范疇內(nèi)所測定的動剛度與靜剛度的比值,即:Kd/Ks因KdsGl*S2,KssG*S2因此:Kd/KssGl/GG1:儲備彈性模量;G:靜態(tài)剪切彈性模量從上式能夠看出:動倍率與產(chǎn)品形狀無矢,是橡膠材料自身的特性.尖于發(fā)動機(jī)用減謖橡膠而言,減震機(jī)理是吸取振動,要求動倍率越小越好,從動倍率的左義能夠看出,若想減小動倍率需從兩個方而入手:①增大靜剛度②減小動剛度?如增大靜剛度能夠使減震橡膠在靜態(tài)時的支承作用增強(qiáng),而減小動剛度能夠減小振動的傳遞率,防止將發(fā)動機(jī)的振動傳遞到車身上,提高乘坐的舒服性,因此發(fā)動機(jī)用減震橡膠要求動倍率越小越好?然而實際上形狀一圮時,改變橡膠材料配方以增加靜剛度的同時動剛度也在增加,減小動剛度的同時靜剛度也在減小,只是靜剛度與動剛度增減的幅度不同,這就要求在配方設(shè)計時把握好平穩(wěn)點使得配方的調(diào)整有利于動倍率的降低.動倍率的測龍方法:作為基礎(chǔ)研究時能夠參照圖12中的試驗塊做動倍率測定.圖12動俗率測左用試驗塊測左時'如靜剛度的測定范疇是2±0.5mm,對應(yīng)在動剛度的測立范疇為:預(yù)壓2mm后在一定頻率下,振幅士0.5mm,也確實是動剛度的測左范疇一定要與靜剛度的測定范疇一致,現(xiàn)在的動倍率才具有可比性和實際意義.4?4損耗系數(shù):任減震橡膠的受力過程中?橡膠的變形與橡膠的應(yīng)力之間存在著一泄的相位差,而橡膠的應(yīng)力一樣要超前于橡膠的變形一定的相位角《?通常所說的損耗系數(shù)確實是橡膠應(yīng)力與橡膠變形的相位角§的正切,即損耗系數(shù)T屯各.4?5扭轉(zhuǎn)剛度:指減震橡膠在一立的扭轉(zhuǎn)角范疇內(nèi),其扭轉(zhuǎn)力矩與扭轉(zhuǎn)角之間的比值.4-6耐久性能:指減喪橡膠在一定的方向一沱的預(yù)加載荷、振幅、振動頻率下,經(jīng)往復(fù)振動n次后產(chǎn)品完好或?qū)a(chǎn)品往復(fù)振動直至破壞時的振動次數(shù),耐久性能是衡量一個減震橡膠件的安全性能和綜合性能的重要指標(biāo).三?減震橡膠制品常用材料彈性體材料減震橡膠用彈性體材料的選用:做為減震橡膠用的憚性體材料一樣要緊有以下幾種:NR5BR.BR.NBR.CR.EPDM.IIR.RUP等,其選用原則為:一樣常用減震橡膠材料為:NR.SBR.BR(發(fā)動機(jī)懸置,襯套等)有耐油性要求的減震橡膠材料為:NBR(油管支架等)有耐候性要求的減喪橡膠材料為:CR(球銷襯套)有耐熱性要求的減箴橡膠材料為:EPDM(排氣管吊件)阻尼性要求大的減喪橡膠材料為:HR(因英加工工藝性差,一樣不采納)RUP一樣用于減喪支柱中的復(fù)原緩沖塊.彈性體材料對減震特性的阻礙從橡膠配方上考慮,阻礙橡膠的減震特性的要緊因素是:生膠的選用;彈黑的選用和配合量;油的種類的選用.下而以NR/SBR/BR系為例介紹橡膠配方與減震特性的尖系:改變靜剛度:生膠選用時改變SBR和BR的并用疑對靜剛度沒有阻礙;碳黑選用時粒徑小的碳黑能夠提高靜剛度,增大碳黑的配合量能夠提高靜剛度;油的選用時使用芳香燒油比使用環(huán)烷炷油的配方有利于提高靜剛度;改變動剛度:生膠選用時減少SBR的并用量有利于降低動剛度,改變BR的并用量對動剛度沒有阻礙,碳黑選用時粒徑大的碳黑能夠降低動剛度,減少碳黑的配合雖:有利于降低動剛度;油的選用時選用環(huán)烷桂汕比使用芳香繪油有利于降低動剛度;改變動倍率:生膠選用時減少SBR的并用量有利于降低動倍率,改變BR的并用雖對動倍率沒有阻礙,碳黑選用時粒徑大的碳黑能夠降低動倍率,減少碳黑的配合量有利于降低動倍率;油的選用時使用環(huán)烷炷油比使用芳香坯油有利于降低動倍率;改變損耗系數(shù):生膠選用時增加SBR的并用量有利于提高損耗系數(shù),改變BR的并用量對動倍率沒有阻礙,碳黑選用時粒徑小的碳黑能夠提高損耗系數(shù),增加碳黑的配合量有利于提高損耗系數(shù);油的選用時使用芳香炷汕比使用環(huán)烷炷油的配方有利于提高損耗系數(shù);耐久性:生膠選用時增加SB憾并用量耐久性會顯現(xiàn)廠、先增后減的變化趨勢;增加BR的并用量耐久性會顯現(xiàn)先增后減的變化趨勢;因此SBR和BR的并用疑應(yīng)適當(dāng),碳黑選用時粒徑小的碳黑能夠提高耐久性,增加碳黑的配合疑耐久性:顯現(xiàn)、先增后減的變化趨勢,油的選用時使用芳香炷汕比使用環(huán)烷坯油的配方有利于提高耐久性,剛性骨架實際應(yīng)用時減震橡膠差不多差不多上帶有剛性丹架的零件,同時這些剛性骨架都對減喪橡膠的減震性能有一左的阻礙,它們起到聯(lián)接和支撐作用?常用的剛性竹架材料有:鋼,鋁合金,工程塑料等.2.1鋼【天1其具有高強(qiáng)度而被廣泛用于減震橡膠中,常用的結(jié)構(gòu)形式有①板材沖壓(熱軋板.冷軋板);②冷拔管材③鑄造件④鍛壓件等多種形式鋁合金因其有較輕的比重而在汽車內(nèi)得到越來越多的應(yīng)用,常用的結(jié)構(gòu)形式有①板材沖壓;②冷拔管材③鑄造件④鍛壓件等多種形式因工程塑料的聚合體具有較輕的比重但其強(qiáng)度硬度較低,對溫度的依靠性專門強(qiáng),高的熱膨漲和低的熱傳導(dǎo)性,在使用時一樣需對原材料進(jìn)行處理,加入填料和加固物?減箴橡膠中常用的塑料PA66加20%?40%的玻璃纖維,一樣常用于襯套和副車架支承的外套管.四汽車常用減震橡膠制品介紹:1?發(fā)動機(jī)懸置類:發(fā)動機(jī)懸宜是用于發(fā)動機(jī)與車身的聯(lián)接,對發(fā)動機(jī)起到支承作用,在那個系統(tǒng)中發(fā)動機(jī)是產(chǎn)生振動的振動源,而車身防振對象,這就要求發(fā)動機(jī)懸卷能夠有效地吸取振動,幸免將振動傳遞到車身,提高乘車的舒服性,為滿足這一性能就要求發(fā)動機(jī)懸置具有足夠的靜剛度的同時應(yīng)盡量減小動剛度.2?驅(qū)動系統(tǒng)用減震件:驅(qū)動系統(tǒng)是指將發(fā)動機(jī)的動力傳遞到車輪的機(jī)構(gòu)總成,要緊有離合器變速器傳動軸減速器差速器驅(qū)動橋和車輪組成,該系統(tǒng)要緊的振動形式是扭振,該系統(tǒng)用減震件要緊有用于傳動軸的中心軸承,該產(chǎn)品的使用可幸免傳動軸過長造成固有頻率降低而導(dǎo)致傳動軸斷裂,一樣要求該產(chǎn)品的徑向靜剛度盡量?。??操縱系統(tǒng)用減震件:操縱系統(tǒng)是指將方向盤的角變位傳遞到車輪的機(jī)構(gòu)總成,該系統(tǒng)要緊的振動形式是扭轉(zhuǎn),最常用的減震件是怨類襯套,其要緊受到徑向沖擊力和軸向的扭轉(zhuǎn)和偏擺一樣要求該類產(chǎn)品的耐久性能好;4?懸掛系統(tǒng)用減震件:懸掛系統(tǒng)要緊作用是承擔(dān)車體重量,防I上車輪的上下振動傳遞到車身,提高汽車的乘坐舒服性,同時能傳遞動力制動力和操縱時的側(cè)向力,該系統(tǒng)使用的減震件專門多,如:前減上支架,后橋后彈性聯(lián)接件,橡膠座分組件,防壓墊,減震墊,彈簧墊,防撞墊,溫定桿襯套,拉桿軸套,各類板簧襯套,各類擺臂襯套及各類緩沖塊,現(xiàn)減震部生產(chǎn)的大部分產(chǎn)品是屬于該系統(tǒng)的.五.汽車用典型減震橡膠制品結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)?發(fā)動機(jī)懸苣一般標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)發(fā)動機(jī)懸置的工作狀況如下:發(fā)動機(jī)是通過發(fā)動機(jī)懸置與車身相連接,發(fā)動機(jī)與車身之間發(fā)動機(jī)是振動源車身是防振對象,這就要求發(fā)動機(jī)懸宜的性能為:能夠有效地吸取振動,降低振動的傳導(dǎo)率,幸免將發(fā)動機(jī)的振動傳遞到車身,發(fā)動機(jī)工作時振動頻率與振幅有如下尖系,在低頻振動時振幅較大,高頻振動時振幅較小,因此對發(fā)動機(jī)懸苣則要求在發(fā)動機(jī)低頻振動區(qū)域
有較大的損耗系數(shù)?以便能夠迅速將大的振幅消減下來,而在發(fā)動機(jī)高頻振動區(qū)域有較小的動剛度,以便能夠更好地吸取發(fā)動機(jī)的振動降低振動的傳導(dǎo)率?通過近幾十年的研究開發(fā),一些形狀結(jié)構(gòu)被確定為基礎(chǔ)設(shè)il?,實際使用的發(fā)動機(jī)懸置大部分是在這些結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的改型和調(diào)整?如圖13-1所示,發(fā)動機(jī)的前懸苣大多采納這種壓縮/剪切結(jié)構(gòu),一樣情形三點支撐的發(fā)動機(jī)差不多上采納前端兩點后端一點的支撐形式,且兩發(fā)動機(jī)前懸卷采納傾斜一立的角度對裝,在工作中同時受到壓縮和剪切載荷的作用?而發(fā)動機(jī)的后懸宜大多采納如圖13?2所示這種楔形座結(jié)構(gòu),這種楔形對稱結(jié)構(gòu)的懸置在工作中易受到壓縮和剪切變形,同時當(dāng)彈性體部分設(shè)汁成平行四邊形結(jié)構(gòu)還能夠排除懸置所受的彎曲應(yīng)力,這種楔形懸置的三個方向的剛度能夠由空間尺寸和角度來決定,為各方向的剛度調(diào)整提供了方便.圖13?3所示的是一種襯套式的發(fā)動機(jī)懸置,這種結(jié)構(gòu)差不多上由內(nèi)外金屬套管和橡膠硫化成型在一起的,它能實現(xiàn)較大的徑向與軸向剛度比.?*?KI1?*?(1)發(fā)動機(jī)前懸置 (2)發(fā)動機(jī)后懸苣 ⑶襯套式發(fā)動機(jī)懸置圖13發(fā)動機(jī)懸宜常用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)型式以上這些發(fā)動機(jī)懸置差不多上屬于常規(guī)的一般結(jié)構(gòu)形式,尖于在發(fā)動機(jī)的減喪性能上都存在一定的局限性,對發(fā)動機(jī)懸置要求的性能是:高頻時低的動剛度,低頻時高的阻尼系數(shù),實際上這是一對相互的矛盾體,因為懸置的動剛度和損耗系數(shù)差不多上橡膠自身的固有特性且差不多上隨振動頻率的增大而增大,在提高其損耗系數(shù)時動剛度也會隨之增大,因此作為一樣的減喪橡膠已無法滿足發(fā)動機(jī)懸宜的這一專門要求.L2液壓懸宜下表是阻礙乘坐舒服性的因素與減震橡膠的要求特性的尖系:序號阻礙因素防振對象的頻率范疇要求的減震特性1操縱穩(wěn)固性靜剛度高2車身共振510HZ損耗系數(shù)大3發(fā)動機(jī)共振1030HZ損耗系數(shù)大4底盤噪音100300Hz動剛度低5發(fā)動機(jī)噪音50200Hz動剛度低6變速箱噪音200500HZ動剛度低人們?yōu)榱烁纳埔粯拥臏p底橡膠性能,使之滿足發(fā)動機(jī)懸置的高頻時低的動剛度,低頻時高的阻尼系數(shù)的這一專門要求,采納了液體封入的結(jié)構(gòu)形式,最早的液壓懸置是德國大眾于1979年開發(fā)的奧迪車用發(fā)動機(jī)液壓懸垃,現(xiàn)在這種液體封入技術(shù)已廣范應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)懸置上.發(fā)動機(jī)液壓懸苣從開始應(yīng)用到汽車內(nèi)至今要緊通過了以下幾個進(jìn)展時期?1.2.1單通道結(jié)構(gòu)液壓懸置發(fā)動機(jī)液壓懸宜進(jìn)展的最初形式是如圖14所示的單通道結(jié)構(gòu)液壓懸置,在液體封入前前,
圖14單通道液壓懸置結(jié)構(gòu)圖圖14單通道液壓懸置結(jié)構(gòu)圖:?上體2.上液室3.流道上蓋板4.流道卜蓋板5流道6.從液室7?膜片8?卜底板總成液體的固有頻率滿足下而尖M:<*)n2<-S0*(Kl+K2)/(P*L0)an:液體的固有頻率so:流道的截而積K1注體的動剛度K2:液室部的動剛度P:液體密度L0:流道的長度液壓懸置設(shè)訃時應(yīng)考慮到使液體的固有頻率調(diào)整到與防箴對象的頻率一致,使得液封具有最佳的防振成效?122雙通道結(jié)構(gòu)液壓懸置當(dāng)外界施加的振動頻率超過液體的固有頻率后,液壓懸宜的動剛度有增大的趨勢,這時動剛度就不能滿足使用的要求,需要對液壓懸苣的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良,改良方法如圖15所示,在開設(shè)低頻通道的同時增設(shè)可動板結(jié)構(gòu)(或叫解偶膜)?發(fā)動機(jī)在各個不同的工作狀態(tài)其振動頻率與振幅情形分布如下:汽車行駛時:振動頻率在10HZ左右,振幅在±0.5mm至士1mm;發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn)時:振動頻率在20Hz至40HZ振幅在±0.1mm左右;發(fā)動機(jī)產(chǎn)生噪音時:振動頻率在50-200HZ,振幅在0.1mm以下;當(dāng)汽車在正常行駛時振動頻率低振幅較大,可動板的移動量大,能夠把可動板鄰近的高頻通道封住,現(xiàn)在液體只在低頻通道中產(chǎn)生流淌,由于通道的阻力產(chǎn)生較大的阻尼系數(shù),有利于阻止發(fā)動機(jī)的振動傳遞到車身,提高減震成效.
圖13雙逋道液壓懸置結(jié)構(gòu)圖1?主體2?主液室3.拓頻通道4.流道上蓋板5.可動板(解耦膜)6?流道下蓋扳7.低頻通道8.從液室當(dāng)發(fā)動機(jī)處在怠速空轉(zhuǎn)時,振動頻率高而振幅較小,因為液體的流淌相尖于外力存在一泄的滯后性,致使液體無法跟隨外加振動而流淌,在低頻通道中可不能產(chǎn)生液體的流淌,現(xiàn)在因振幅較小,可動板的移動量小,不能將可動板鄰近的高頻通道封住,可動板運動時帶動周國的液體運動,使得液壓懸置的動剛度降低,從而改善液壓懸置在高頻時的減舄性能.1.2.3雙通道帶翼板結(jié)構(gòu)液壓懸震當(dāng)外界施加的頻率超過50Hz時,可動板振動的滯后性也使它無法跟隨外界的振動而振動時,可動板的結(jié)構(gòu)效應(yīng)達(dá)到極限,動剛度又會有增大的趨勢,現(xiàn)在如圖16所示,在主體上增加翼板使液壓懸置在可動板的結(jié)構(gòu)效應(yīng)達(dá)到極限后,翼板能始終跟隨主體振動而振動,能對液室中的液體起到攪拌作用,使得動剛度有所降低,來達(dá)到對高頻噪音起到較好的防震成效.?主體2?翼板3?主液室4?高頻通道5-流道上蓋板6?可動板(解耦膜)7-流道下蓋板8?低頻通道9.從液室10?膜片門?下底扳總成圖16雙通道帶翼板液壓懸置結(jié)構(gòu)圖1.3發(fā)動機(jī)懸置最新設(shè)計介紹131可轉(zhuǎn)換裝置隨著人們對汽車乘坐舒服性的的要求的不斷提高,開始顯現(xiàn)了可轉(zhuǎn)換裝置的懸苣,實現(xiàn)動剛度和阻尼的要求能夠轉(zhuǎn)換,圖17就介紹了一種可轉(zhuǎn)化裝置的懸置,在傳統(tǒng)的液壓懸置的主體利王故室間增加J一個附加唳,當(dāng)友動機(jī)處在息速空轉(zhuǎn)時,附加唳利王體怛邛勺空氣對降低小振幅的動剛發(fā)自一定的成效,肖汽車行駛時,真空泵將空氣全部吸出,附加膜直截了當(dāng)和主體連在一起,整個裝苣就成了一個傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的液壓懸置,實現(xiàn)在低頻下的高阻尼作用?如此就能夠隨著發(fā)動機(jī)的信號,通過?空泵的開尖,實現(xiàn)降低動剛度和增大阻尼間的隨意切換.1213:?主體2?主液室3?高頻通道4?流道上蓋板5?可動板(解耦膜)6?流道下蓋板7?低頻通道8.從液空9?膜片1。?下底板總成11?氣室12?附加膜13?真空氣管圖17可轉(zhuǎn)換裝置液壓懸置結(jié)構(gòu)圖1.3.2主動裝苣人們在新開發(fā)的產(chǎn)品中,有一種叫主動裝垃的懸置,這就意味著在運動中的零件能夠?qū)ο嗉鈪?shù)如阻尼和動剛度進(jìn)行操縱,以適合實際的行駛狀態(tài),主動意味著在短時刻內(nèi)這些參數(shù)能夠調(diào)整?圖18就介紹了一種主動裝置的懸置,在該結(jié)構(gòu)中將通逍壁設(shè)計成電極裝置,通過對電極施加高電壓,使得通道內(nèi)的粘度增強(qiáng),從而實現(xiàn)懸卷從高彈性低阻尼的裝態(tài)轉(zhuǎn)變到高阻尼的裝態(tài),在這種主動裝程中使用的液體要緊是可導(dǎo)電硅油樹脂,硅酸鹽的懸浮液,但這些液體的長期穩(wěn)固性不佳,在靜宜裝態(tài)會顯現(xiàn)沉立,這些沉泄物不能在振動狀態(tài)下分散,導(dǎo)致了液體不能達(dá)到長期穩(wěn)固性,同時液室內(nèi)的硅酸鹽還產(chǎn)生研磨成效阻礙裝置的耐久性.10KV?1W2.£液室3?奇頻通道4.流道上蓋板5.可動板(解耦膜)6?流道F蓋板7?低頻通道8.電極9.從液室10.脫片11.下底板總成10_/11圖18主動裝置液壓懸宜結(jié)構(gòu)圖.減喪器橡膠支架減震器橡膠支架用于“麥克弗遜”式獨立懸架的減震器支柱與車身之間的連接,如圖19所示,此狀態(tài)下底盤車輪是振動源?利用橡膠的作用將路而與車輪產(chǎn)生的振動通過作用迅速消減,防I匕振動通過底盤傳遞到車身?不僅能夠緩和從地而傳來的力對車身的沖擊,提高乘坐的舒服性,還能夠有效緩解減震器所受的側(cè)向力,提高減震器的使用壽命.減住器橡阪支架圖19減建器橡膠支架的工作狀態(tài)示意圖.止動/緩沖塊止動/緩沖塊要緊是用于前后懸掛系統(tǒng),在汽車行駛時車胎與路面產(chǎn)生振動,在這種狀態(tài)下車身是防振對象,底盤是振動源,止動器的作用是用來緩和振動時的沖擊,通過橡膠的阻尼特性將振動迅速消減,同時任遇到過大沖擊時,防止車身動作過大而造成相尖部件的損壞和金屬間接觸而產(chǎn)生噪音,在止動/緩沖塊的設(shè)汁時應(yīng)考慮到靜剛度和耐久性的要求,而對動剛度一樣不作要求,為了提高耐久性應(yīng)從結(jié)構(gòu)和配方設(shè)計兩方面考慮:①在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)使最大的體積壓縮雖:操縱在30%以內(nèi),如圖20所示,止動/緩沖塊在自由狀態(tài)時的橡膠體的高度是h.總體積是V0.在最大受壓狀態(tài)時橡膠體的高度被壓縮了X,相對應(yīng)的壓縮體積是VI,這就要求Vl/V0W30%.X值一樣是汽車廠依照實際裝車使用狀態(tài)提供的:②從配方設(shè)計時應(yīng)考慮選用永久變形小的橡膠配方以提高其耐久性.圖20止動/緩沖塊壓縮狀態(tài)
橡膠襯套做為一種專門有效的連接元件,廣范應(yīng)用于汽車各零部件間的連接,按其在汽車內(nèi)使用部位要緊可分為:①穩(wěn)固桿襯套,②操縱臂襯套,③拉桿襯套,④板簧襯套等;按制造方法和特性可分為以下幾類:①純橡膠的襯套,如圖21所示;②只有內(nèi)金屬套的橡膠襯套,如圖22所示;③有內(nèi)、外金屬套的橡膠襯套,如圖23所示;其中內(nèi)外套的襯套按其制造工藝又可分為①:內(nèi)外套都粘接型;②內(nèi)套粘接外套壓入型;③內(nèi)外套都壓入型.圖21純橡膠的襯套結(jié)構(gòu)形式圖22仃內(nèi)金屬套的橡膠襯套結(jié)構(gòu)形式圖23有內(nèi)、外金屬套的橡膠襯套結(jié)構(gòu)形式5?減箴產(chǎn)品設(shè)計時應(yīng)注意事項產(chǎn)品形狀上:橡膠的角部及橡膠與金屬連接處應(yīng)有R過渡,在所有阻礙耐久性的位置都應(yīng)考慮R過渡,幸免應(yīng)力集中提高產(chǎn)品的耐久性;結(jié)構(gòu)上不能有模具難以加工的以及生產(chǎn)困難的部位;在計架與橡膠的過渡處應(yīng)考慮有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)制飛邊,能夠提高粘接性能幸免粘合劑流出而污染模具;什架與橡膠模具的配合性是否良好,竹架的尺寸精度應(yīng)合理;形狀上能否保證橡膠在成型時的壓力,幸免橡膠流出而造成粘接不良;保證模具內(nèi)部最小厚度尺寸在2mm以上,以免模具因強(qiáng)度不足而變形;產(chǎn)品的必要尺寸是否標(biāo)注清晰;襯套類產(chǎn)品的后道加工方法是否明確;材料上:計架的材料及熱處理方法是否明確;件架的強(qiáng)度要求是否明確;522橡膠材料是否明確;性能特性上:相尖部件的使用場合,尺寸及安裝條件是否明確(十)動靜剛度的測泄條件范疇是否明確;動靜剛度的公差范疇是否合理,減震橡膠一樣為:±15%;534在務(wù)方向上都有剛度要求時應(yīng)明確主方向,主方向的剛度應(yīng)明確公差,其他方向剛度公差應(yīng)放寬;耐久試驗條件是否明確(方向,載荷/位移,頻率,耐久次數(shù)等)現(xiàn)有試驗設(shè)備的能力是否滿足:六?減震橡膠制品生產(chǎn)技術(shù)1?橡膠混煉為提高產(chǎn)品使用性能,改進(jìn)工藝和降低成本,常在生膠中加各種配合劑,在煉膠機(jī)上將各種配合劑加入生膠制成混煉膠的過程稱為混煉?;鞜捰址譃榉鬯?、混入、分散、混合、塑化等幾個時期。粉碎是將較大塊狀配合劑粉碎成大小適當(dāng)?shù)募?xì)微顆粒,以便混入橡膠。混入是指在開煉機(jī)上包輪或密煉機(jī)有效區(qū)內(nèi)將配合劑混入橡膠中。分散是混入橡膠后填料在機(jī)械力作用下被逐步打碎成小顆粒的過程?;旌鲜翘盍吓c其它配合劑平均分布的過程。塑化是橡膠分子受機(jī)械化學(xué)作用而斷鏈導(dǎo)致膠料粘度下降的過程。1.1配合體系:1?1?1生膠:減震橡膠常用的生膠有:NR.SBR.BR.CR.EPDM^硫化劑:減震橡膠一樣常用的硫化劑為硫黃S(但CR除外一樣采納過氧化物做為硫化劑),硫化劑的用量對橡膠的性能有專門大阻礙,若硫化劑的配合量太少時,在橡膠硫化成型過程中,橡膠與粘接劑發(fā)生反應(yīng)時,會使粘接劑中的硫化劑反滲到橡膠中,而造成橡膠與粘合劑發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)鍵不足,使粘接強(qiáng)度下降,若若硫化劑的配合量太多時,會造成硫化速度過快.T10過短住產(chǎn)時膠料的安全性下降,一樣情形下的減役橡膠硫化劑S的配合量在1.5-2份,這種配合量可不能對生產(chǎn)造成太大的阻礙.1±3促進(jìn)劑減震橡膠一樣常用的促進(jìn)劑為:CZ.NOBS.D.DMM等,促進(jìn)劑的選用原則是依照T10的長短,橡膠的硬度以及模具流道的長短,有時需依照生產(chǎn)的綜合情形進(jìn)行并用1」.4防老劑:在減震橡膠中應(yīng)操縱防老劑的配合量,因為防老劑會從橡膠中析出,而游離在橡膠的表而,將橡膠與粘合劑隔離開,造成粘接破壞或粘接強(qiáng)度下降,常用的防老劑有4010A.防老劑RD.防老劑A等.碳黑:減震橡膠中的碳黑選用要緊考慮產(chǎn)品的耐久性和動倍率的平穩(wěn),一樣情形碳黑的粒徑越細(xì)其耐久性越好,但分散性差,動倍率高;碳黑的粒徑越大其動倍率低,分散性好,但耐久性一樣.汕:減震橡膠中常用的油分為芳香燒汕和環(huán)烷坯油,油的選用時要緊考慮對動倍率和粘接性能的阻礙,環(huán)烷炷油對降低動倍率成效較好,但對粘接的性能阻礙較大,選用時需考慮綜合性能的平穩(wěn).1.2混煉方法混煉分為開煉機(jī)混煉與密煉機(jī)混煉。開煉機(jī)混煉靈活機(jī)動性大,適合規(guī)模小、批量小的生產(chǎn),開煉機(jī)混煉分為三個時期,包轆、吃粉和翻煉。包轆隨溫度不同而改變,吃粉是應(yīng)在餛縫上保持適當(dāng)堆積膠,使配合劑盡快混入橡膠,在翻煉中補(bǔ)充加工方法有八把刀、三折四扭和三角包等,其目的為使一個膠料左右上下盡量翻勻,阻礙開煉機(jī)混煉的因素有裝料容量、轆距、輪溫、餛速比、加料順序等。密煉機(jī)混煉有勞動強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。阻礙密煉機(jī)混煉的工藝因素有裝料容戢、加料順序、上頂栓壓力、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、混煉溫度和混煉時刻等因素。混煉膠的冷卻、停放和保管。目前冷卻方法有空氣冷卻、水冷卻、造料冷卻。停放能使膠料平均分散,減少膠料收縮率。2?骨架前處理計架的前處理:是指件架在涂粘接劑之前,對秤架進(jìn)行預(yù)處理的過程,其作用是去除丹架表面的汕脂或氧化層,提高粘接劑與丹架的粘接力?要緊有脫脂,拋丸(噴砂),磷化等工藝方法.2.1脫脂:是將工件浸入到極性溶劑或堿液中,使得工件在溶液中脫去附著在表而的油脂的過程,脫脂過程中要緊需操縱溶液的濃度,溫度和脫脂的時刻等工藝參數(shù).拋丸(噴砂):杲將工件放入到噴砂室中,利用壓縮空氣將砂粒拋射或噴射到工件表而,將工件表面的氧化皮或銹跡等去除,使工件暴露出基體,便于后續(xù)的磷化處理;表調(diào):表調(diào)的作用是調(diào)整工件表而的PH值,同時為磷化時提供磷化結(jié)晶所需的晶核,表調(diào)液的濃度必需加以操縱,若濃度過高時提供的晶核過多,會導(dǎo)致磷化的晶粒直徑偏小且磷化結(jié)晶會產(chǎn)生堆積,若濃度過低時提供的晶核過少,會導(dǎo)致磷化的晶粒直徑偏大而易破裂.磷化:是將工件浸入到磷化槽液中,使得工件表而平均地覆蓋上一層磷酸鋅結(jié)晶,該結(jié)晶層能夠?qū)⒔饘倩w與外界隔離而幸免發(fā)生電極反應(yīng),從而使金屬骨架的粘接性能和防銹性能大幅度地提高,磷化層最理想的狀態(tài)應(yīng)為平均的一層磷酸鋅粒狀單結(jié)晶層,應(yīng)盡量幸免形成多層結(jié)晶疊加現(xiàn)象,從而導(dǎo)致結(jié)晶層受力破裂.2?5磷化結(jié)晶生成原理:.1磷化液的組成:磷化液依照液體要緊成份可分為鋅系,鋅鈣系,鋅鐵系等多種體系,現(xiàn)減箴部使用的是鋅系磷化液,其要緊組成為:①怦0V A粵離酸度②Zn(H:PO,)襁酸度③促進(jìn)劑[0] 促進(jìn)劑濃度2.5.2磷化反應(yīng)過程:?Fe+2HsP0 Fe(HoPO()+2H*J[01I[0WFe(H:PO.)+HaPO.+1/2H:03Zn(H:P0,)H;0Zrb(PO():?4HO+4H5PO1(磷化層結(jié)晶體)Fe+2Zn(HzP0>)」L0_[01ZrkFe(PO.):.41L0+2H3P0.+H=03?粘接劑涂布粘接機(jī)理(CH205/CH220為例):CH205的要緊成份是酚醛樹脂中含有一定量的氧化鈦,CH220的要緊成份是含有一立量碳黑、硫化劑、促進(jìn)劑的鹵化橡膠,在金屬表而涂上CH205后,CH205中的酚醛樹脂吸附在金屬表而產(chǎn)生專門強(qiáng)的粘接力,待CH205干燥后再涂上一層CH220,CH205與CH220能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成一左量的化學(xué)鍵,在硫化成型時CH220中的鹵化橡膠與橡膠發(fā)生硫化交聯(lián)反應(yīng),使得橡膠與CH220緊密聯(lián)接在一起,如此就使得橡膠與金屬之間得以專門好的粘接.2粘接劑涂布工藝:粘接劑涂布的方法有噴涂法,刷涂法,浸涂法,這需要依照具體的產(chǎn)品來選擇最佳的涂布方法,粘接劑的涂布工藝一樣為:CH205涂布一A干燥(105C) ?CH220涂布一一干燥(105。03?3粘接劑涂布后的竹架治理:現(xiàn)減謖部涂布后的計架的使用有效期一樣為15天,專門骨架的有1周,尖于超過有效期的骨架一樣不直截了當(dāng)使用,其處理方法為:(1)將涂布的粘接劑清除后,在進(jìn)行CH205/CH220CH205/CH252PM05/PC16RM-1CH205/CH220CH205/CH252PM05/PC16RM-1CH2184?硫化1.1定義:硫化是指混煉膠在一定壓力,溫度時刻條件下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的過程.脫脂,磷化,涂布處理;⑵直截了當(dāng)在原涂層上加涂一層CH220,經(jīng)試生產(chǎn)確認(rèn)后可使用.3.4粘接劑的選用:在選用粘接劑種類時,應(yīng)依照不同的粘接劑做粘接性能試驗來確左選用粘接劑種類,一樣可依照膠種優(yōu)先選用.\R(一樣減喪件)NR(專門要求的減震件)CR(一樣減箴件)AU/EU(聚氨脂)圖24硫化反應(yīng)過程圖2硫化工藝參數(shù)的作用硫化壓力:保證產(chǎn)品的致密性,促進(jìn)膠料在模腔內(nèi)流淌,并迅速充滿模腔,可提高產(chǎn)品的粘接強(qiáng)度;硫化溫度:阻礙了產(chǎn)品的硫化速度;硫化時刻:在溫度壓力一泄的情形下硫化時刻決左了硫化反應(yīng)的程度,時刻過短會導(dǎo)致欠硫,時刻過長會導(dǎo)致過硫,尖于產(chǎn)品質(zhì)星而言,過硫具有和欠硫同等的阻礙成效硫化工藝參數(shù)制定方法:硫化壓力的確左:由試模工藝員通過試模驗證,測定飛邊厚度和檢查產(chǎn)品外觀質(zhì)量來制左工藝壓力,如產(chǎn)品飛邊太厚、產(chǎn)品缺料、產(chǎn)品表而流痕、氣泡等均需對設(shè)備壓力進(jìn)行調(diào)整,再依照常規(guī)硫化壓機(jī)壓力換算表,最終來確左該模具在各硫化壓機(jī)上的工藝壓力-硫化溫度的確左:由試模工藝員依照各膠種通過試模驗證,檢查產(chǎn)品外觀質(zhì)量來確左模具溫度,尖于純膠產(chǎn)品在保證產(chǎn)品在不焦邊的前提下硫化溫度可提高到180°C-19(TC,尖于帶忖架產(chǎn)品硫化溫度一樣不超過165°c。同時記錄試模時該硫化壓機(jī)的設(shè)備設(shè)立溫度,做為生產(chǎn)時進(jìn)行溫度設(shè)泄的參考,因硫化設(shè)備的差異、季節(jié)的變遷、環(huán)境溫度的變化等因素,導(dǎo)致設(shè)備設(shè)定溫度與模具溫度之間的尖系發(fā)生變化,在生產(chǎn)時為保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)固,需嚴(yán)格操縱實際的模具溫度(檢測模具中心部位),而設(shè)備設(shè)定溫度承諾存在一妃的偏差,僅供參考.硫化時刻的確立:由試模工藝員依照產(chǎn)品厚度與參考硫化時刻表,上下每間隔1?2分鐘分別硫化出產(chǎn)品,明確標(biāo)識后并解剖、觀看產(chǎn)品內(nèi)部致密程度以及膠料與廿架粘接的情形,若有剛度檢測要求的,需將內(nèi)部致密以及膠料與骨架粘接良好的產(chǎn)品,送技術(shù)中心試驗室進(jìn)行檢測,再依照以上驗證結(jié)果,確泄最佳硫化時刻.減震制品硫化成型方式模壓法:指直截了當(dāng)將膠料填入模腔,合模后再通過硫化壓機(jī)加壓和加熱使混煉膠硫化成橡膠制品的硫化成型方式移模注壓法:指先將模具合模后,再將膠料加入專用料杯中,通過硫化壓機(jī)的壓力傳遞將膠料經(jīng)注料孔壓入模腔,再通過加壓和加熱使混煉膠硫化成橡膠制品的硫化成型方式.注射成型法:指硫化壓機(jī)自身帶有進(jìn)料機(jī)構(gòu),膠料通過進(jìn)料管的螺桿旋轉(zhuǎn)將膠料帶入貯料筒中預(yù)熱,模具合模后通過貯料筒上端的液壓活塞加壓將膠料擠壓進(jìn)模腔,將混煉膠硫化成橡膠制品的硫化成型方式.現(xiàn)介紹一種注射機(jī)的工作過程該注射機(jī)上下熱板最大距離為450mm.模具最小閉合高度為150mm,注射機(jī)下熱板上聯(lián)接有液壓推出機(jī)構(gòu),可將下熱板由工作主缸位置,推出到頂出缸位置?在硫化生產(chǎn)時,先將模具推出到頂出缸位宜,將金屬內(nèi)套管安放在下模腔內(nèi),再按下自動工作按鈕,推出機(jī)構(gòu)將下熱板連同中模板、下模板回位到工作主缸位置,碰到行程開尖后,工作主缸再自動上行完成合模,達(dá)到設(shè)左的合模壓力后,抽真空系統(tǒng)開始起動,同時注射頭開始注料硫化;在硫化完成后注射機(jī)工作主缸下行,帶動上模板、中模板、下模板下行,流道板固泄不動,流道板與上模板打開,上模板下行一段行程后,由于反拉桿作用將上模板的下行行程進(jìn)行操縱,中模板、下模板連續(xù)下行,碰到行程開尖后,液壓推出機(jī)構(gòu)將下熱板連同中模板、下模板推出到頂出缸位苣,碰到行程開尖后,頂出缸將中模板頂出一段行程,硫化好的產(chǎn)品連同中模板一起被頂出,再取出產(chǎn)品,按下頂出缸回位按鈕后,頂出缸趕忙將中模板回位到頂出前位置,完成一個成型周期.硫化成型注意事項(以注射為例)①膠料注射時刻應(yīng)操縱在15?45秒,若注射速度太快,會使膠料進(jìn)入型腔時摩擦生熱大而造成產(chǎn)品在膠料溶接而處顯現(xiàn)不良;會使膠料在注入時造成排氣不及時而產(chǎn)動氣泡;會使粘接劑產(chǎn)生流淌而造成粘接不良和粘接劑流出污染模具;若注射速度太慢,會使膠料未完全進(jìn)入型腔即在流道中部分硫化而造成粘接不良?放置骨架的時刻應(yīng)操縱在30秒之內(nèi),時刻過長會使粘接劑受熱而自身發(fā)生硫化反應(yīng),從而失去粘接性能.脫模取產(chǎn)品時應(yīng)幸免野蠻操作,防止在橡膠和竹架之間產(chǎn)生不合理的拉力,因為在熱的狀態(tài)下粘接劑與橡膠之間的粘接強(qiáng)度專門低,若存在不合理的拉力會使粘接劑與橡膠產(chǎn)生脫膠破壞.脫模劑的使用應(yīng)幸免在件架部位噴上脫模劑,最好不要使用硅油類脫模劑,而應(yīng)使用固化型脫模劑.⑤模具的溫度需嚴(yán)格操縱:尖于純膠制品模具溫度能夠達(dá)到18(TC~185C,尖于帶骨架的制品模具溫度需操縱在165C以下,因為溫度高于165C時,粘接劑的CH2O5易發(fā)生龜裂而造成粘接破壞?尖于厚制品應(yīng)考慮采納低溫長時刻硫化.
⑥應(yīng)嚴(yán)格遵守硫化工藝防止硫化壓力不足和硫化不完全的現(xiàn)象.⑦模具上的進(jìn)料點應(yīng)盡量躲開粘接而,防止橡膠注入時對粘接劑造成沖刷而導(dǎo)致粘接不良.4.6減震制品硫化生產(chǎn)中常見缺陷及緣故分析序號常見缺陷緣故分析1.分型處開裂-T- > * . > *①膠料口J塑度不足②膠料過軟③膠料成熟不夠④硫化速度過快⑤硫化操作不當(dāng)。2.硫痕①膠料量不足②膠料放入方法不當(dāng)③膠料的可塑度過低 rt、 」 、夕.—^金廣,、弁I ,、-LJ. 3產(chǎn)品有融接痕①膠料差不多發(fā)生焦燒②預(yù)成型件不合理③模具設(shè)計不當(dāng)④隔離劑使用不當(dāng)⑤膠料表面噴霜⑥膠料表而污染/1、 r? ??▲t, *■ *. 44表而不光滑,有麻點①膠料預(yù)熱不行②膠料內(nèi)有水份③配合劑分散不均④模型內(nèi)壓力不足⑤硫化操作不當(dāng)⑥模具腐蝕 ….5氣泡①彳②)③J④)⑤)⑥1⑦才⑧才模具設(shè)計不當(dāng)膠料預(yù)熱不行膠料過軟膠料硫化不足膠料內(nèi)有水份配合劑分散不模型內(nèi)裝入膠模型內(nèi)壓力不【,不易排氣r?均:料不足足6裂口①1②1③才④1⑤J模局設(shè)計不當(dāng)過硫化模型表面隔離配合劑分散不配方設(shè)計不當(dāng)劑不足均(硫化劑用量過大)7脫膠見后表4.7脫膠的形式及立義序號破壞形式rt立義1R破壞指橡膠自身在受力過程中破壞,這種狀況說明橡膠與骨架粘接良好2CR破壞指橡膠與粘合劑面膠之間產(chǎn)生脫離的現(xiàn)象34CP破壞指才粘合劑底膠與而膠之間產(chǎn)生脫離的現(xiàn)象4M破壞指才粘合劑底膠與什架之間產(chǎn)生脫離的現(xiàn)象4.8脫膠緣故分析及汁策破壞形式緣故分析丫ji、.一、▲八、 「,一、q、rtr 汁策CR破壞橡膠硫化速度過快調(diào)整膠料的硫化速度;
低硬度膠,含油量過局調(diào)整膠料配方;更換長效型粘接劑;
粘接劑反應(yīng)過快降低硫化溫度或更換長效型粘接劑;硫化壓力不足減少模穴數(shù)和承壓而;模具結(jié)構(gòu)應(yīng)幸免膠料外流;檢修設(shè)備幸免設(shè)備掉壓;粘接劑涂層太薄操縱好粘接劑的涂層厚度粘接劑表而不潔凈注意保管好涂后的a骨架計架受熱粘接劑自身反應(yīng)失效縮短什架加入時刻;減慢膠料硫化速度;更換長效型粘接劑;成型時粘接劑表面有氣體(有放射狀的破壞痕跡)改變注料點的位置,使之遠(yuǎn)離彳寧架粘接面;采納抽^?空或減慢注料速度,幸免入料時膠料裹藏氣體;調(diào)整膠料,幸免膠料受熱分解過多氣體集合在粘接界而;采納快速水冷抑制氣體擴(kuò)展;欠硫調(diào)整硫化工藝;操縱煉膠工藝,減少膠料的波動;脫模時有強(qiáng)制力改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)或件架尺寸,使骨架和模具配合良好;M破壞骨架處理不完全調(diào)整廿架處理工藝粘合劑涂布刖世架污染操縱骨架處理到涂粘接劑的時刻間隔和停放環(huán)境;涂粘接劑時應(yīng)戴手套,幸免手污染件架;底層粘接劑膜厚不足操縱底層粘接劑膜厚;底層粘接劑干燥不足粘接劑涂布后應(yīng)充分干燥;粘接劑涂層吸附有水份注意保管好涂后的a骨架,躲開水分和濕氣;膠料中含有水份或易分解出氣體操縱煉膠和預(yù)成型丁藝,幸免膠料藏有水份;調(diào)整膠料配方;硫化時刻過長調(diào)整硫化工藝;硫化溫度過高依照粘接劑和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整硫化溫度產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀不合理(緩沖塊類產(chǎn)品)橡膠與件架過渡處應(yīng)考慮R連接和強(qiáng)制飛邊;采納低溫硫化;硫化后受熱過高(如后道涂裝)降低涂裝時的干燥溫度和時刻;后道壓縮蜀過大合理設(shè)計后加工壓縮量;改變骨架前處理工藝;采納分段壓縮工藝,降低一次壓縮量;5-后道加工減喪制品后道加工方法要緊有:縮口,螺栓鉀接,裝配等。襯套縮口通常橡膠襯套按制造方法和特性可分為以下幾類:①只有橡膠的襯套②只有內(nèi)金屬套和橡膠的襯套③有內(nèi)、外金屬套和橡膠的襯套,其中內(nèi)外套的襯套又可分為:內(nèi)外套都粘接型;內(nèi)套粘接外套壓入型;內(nèi)外套都壓入型?尖于內(nèi)外套都粘接型的襯套在徑向進(jìn)行一立壓縮疑的縮徑可有效提高使用的耐久性能.5.1.1橡膠襯套縮徑的目的提高產(chǎn)品的耐久性能,內(nèi)外套都粘接型的襯套在硫化成型后,因橡膠冷卻收縮而橡膠與內(nèi)外套都粘接牢固橡膠沒有收縮空間而造成分子間存在拉伸應(yīng)力,當(dāng)橡膠襯套在工作過程中受到外界施加載荷作用,使得一側(cè)的拉伸狀態(tài)有所緩和而另一側(cè)拉伸應(yīng)力加大,當(dāng)分子間的拉伸應(yīng)力超過橡膠的自身強(qiáng)度時,就會顯現(xiàn)分子間的化學(xué)鍵斷裂,橡膠襯套內(nèi)部顯現(xiàn)裂紋,導(dǎo)致
產(chǎn)品顯現(xiàn)早期破壞,若橡膠襯套硫化成型后,對外套進(jìn)行徑向壓縮,可使得橡膠分子間預(yù)先存在壓縮應(yīng)力,當(dāng)橡膠襯套在工作過程中受到外界施加載荷作用,使得一側(cè)的壓縮應(yīng)力加大而另一側(cè)壓縮應(yīng)力減小或復(fù)原到自由狀態(tài),同時通過壓縮量的調(diào)整可使橡膠襯套在工作過程中不受拉伸應(yīng)力的作用,我們明白橡膠材料的抗壓縮性能遠(yuǎn)高于抗拉伸性能,因此在對橡膠襯套進(jìn)行一泄量的徑向壓縮能夠幸免產(chǎn)品顯現(xiàn)早期破壞提高使用的耐久性.能夠保證產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀,如圖25所示該產(chǎn)品為實現(xiàn)英功能需要在A部實現(xiàn)自由狀態(tài)無間隙,在內(nèi)套下壓時刻隙增大而內(nèi)套上行時刻隙減小并起到止動作用,若采納常規(guī)工藝生產(chǎn),模具無法保證部的實現(xiàn),現(xiàn)在我們能夠考慮采納縮徑的生產(chǎn)工藝,在硫化成型時按圖生產(chǎn),保證模具最薄處大于2mm,有利于模具的加工和模具的強(qiáng)度,在硫化成型后對外套進(jìn)行縮徑,通過橡膠的擠壓使得內(nèi)套上移實現(xiàn)產(chǎn)品在自由狀態(tài)無間隙的要求.縮徑前形狀 => 縮價后形狀圖25縮徑前后產(chǎn)品形狀能夠?qū)Ξa(chǎn)品的剛度性能進(jìn)行微小調(diào)整,通過徑向壓縮可使產(chǎn)品徑向的剛度增大而軸向剛度減小,這尖于在產(chǎn)品的軸向和徑向剛度要求無法簡單的從結(jié)構(gòu)上調(diào)整時,能夠起到一壓的微調(diào)作用.5.1.2縮徑的工藝方法直簡式縮徑工藝:將產(chǎn)品擠壓通過比產(chǎn)品外徑小的孔,實現(xiàn)產(chǎn)品外徑徑向壓縮的方法;彈性夾頭式縮徑工藝:將產(chǎn)品放在彈性夾頭內(nèi)通過彈性夾頭的徑向壓縮實現(xiàn)產(chǎn)品外徑徑向壓縮的方法;5.1.3兩種工藝方法的特點:直筒式縮徑工藝的優(yōu)點是速度快生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品外觀質(zhì)量好;缺點是一次縮徑量小,大縮徑量的產(chǎn)品需分多次縮徑;生產(chǎn)時易產(chǎn)生噪音;彈性夾頭式縮徑工藝的優(yōu)點是一次縮徑量大可達(dá)3?5mm;縮徑尺寸能夠進(jìn)行微小調(diào)整;可壓縮各種形狀的產(chǎn)品;缺點是產(chǎn)品外表而易夾傷;縮徑夾具費用高直筒式縮徑方式彈性夾頭式縮徑方式
直筒式縮徑方式彈性夾頭式縮徑方式圖zo直筒式和彈性夾頭式縮徑萬式5_L4縮徑產(chǎn)品的設(shè)訃①先考慮好壓縮后的產(chǎn)品
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