首先要考慮的是零件的使用環(huán)境和工作條件,滿足其使用性能的要求,這是材料選用最基本的原則;
其次材料的加工工藝性能,適合批量生產(chǎn),保證成品性能、尺寸一致性;
成本,有機(jī)化合物由于原料來源和成分的區(qū)別,價格也是差異很大的;
可靠性,工程材料由于其使用環(huán)境差別,尤其橡膠的使用條件和其本身的原因,通常要比其它零部件更容易失效。
1、力學(xué)性能:一般來說,工程上采用的各種橡膠零件,都是利用其彈性,使之起到減振、緩沖或密封作用。改善高速運轉(zhuǎn)機(jī)器設(shè)備的動力性能、提高運行平穩(wěn)性和密封質(zhì)量、保護(hù)零件不至于因為振動.沖擊而損壞變形或產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象,從而提高機(jī)器設(shè)備的使用壽命。所以要求使用的橡膠材料應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、良好的彈性、比較高的耐疲勞可靠性、而且在長時間使用情況下不改變起應(yīng)有的性質(zhì)。
2、工作溫度:橡膠材料又一比較大的缺點是使用溫度低,一般硫化橡膠允許長期使用工作溫度在100℃左右,最高的硅橡膠、氟橡膠也只在200~300℃之間。而橡膠的力學(xué)性能有隨溫度升高而變化,尤其是強(qiáng)度隨溫度升高而有所下降。橡膠的彈性也與溫度變化有關(guān)。拉伸時,溫度升高,橡膠永久伸長率得到增大,但彈性卻下降。(需要說明的是,硅橡膠耐溫本領(lǐng)好,即使在200~300℃時還能保持其良好的彈性。)一般來說,橡膠短時間的加熱,冷卻后還能保持其原來的力學(xué)性能,但在長時間高溫下,內(nèi)部發(fā)生了使橡膠分子結(jié)構(gòu)變化的化學(xué)反應(yīng),加速了橡膠的熱老化。從其自身來說,這個老化反應(yīng)是不可逆的,從而影響了材料的性能,使之不能恢復(fù),導(dǎo)致橡膠零件的破壞。為了提高橡膠零件的使用壽命,在選用中要根據(jù)零件的使用環(huán)境和工作溫度,選擇耐熱性能相適應(yīng)的膠種,同時在設(shè)計中注意改善零件的受摩擦狀態(tài)和散熱條件,不要使橡膠零件產(chǎn)生過多的熱量并形成積聚。
3、介質(zhì)影響:橡膠是鏈狀的有機(jī)物質(zhì),橡膠零件在使用過程重要經(jīng)常的接觸到各種有腐蝕性的介質(zhì),如油類、溶劑、酸、堿、氧氣、臭氧等等。不同品種的橡膠,由于其組分不同,它們抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力也不僅相同。設(shè)計時必須結(jié)合橡膠零件的使用環(huán)境及所接觸的介質(zhì)類型選擇適宜的材料,才能保證橡膠制品在長期使用過程中不致因介質(zhì)腐蝕而降低或失去應(yīng)有的物理機(jī)械性能。
4、老化:同其它高分子有機(jī)材料一樣,老化是橡膠制品使用過程中一個突出的問題,它直接影響到橡膠零部件甚至整臺機(jī)器設(shè)備的使用壽命。在制造、使用橡膠零部件,選用膠料時是一個必須充分考慮的重要因素。除了材質(zhì)本身外,影響橡膠老化的因素主要是氧、臭氧、熱、光、金屬鹽和機(jī)械疲勞。它們促使橡膠的大分子裂解,破壞橡膠分子的正常結(jié)構(gòu),從而使橡膠件出現(xiàn)變色、發(fā)粘、發(fā)脆、變硬以及龜裂等等。防止橡膠老化的措施很多(如在膠料中加入防老化劑、零件表面涂以涂料、正確掌握硫化工藝、成品避免受壓、避光防曬)。在設(shè)計中選用耐老化性能好的膠料(硅橡膠、氟橡膠最耐老化、其次乙丙橡膠、氯丁橡膠、天然橡膠等)
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