地铁隧道区间防护密闭隔断门THFM3845橡胶密封块的种类繁多,按结构形状分为圆柱环形和球形橡胶关节,圆柱环形橡胶关节多用于承受径向或轴向载荷为主,同时承受扭转载荷或少许扭转载荷的关节部位;球形橡胶关节多用于既能承受径向或轴向载荷,又承受扭转和扭摆载荷的万向运动的关节部位。圆柱形或球形橡胶关节按安装的结构不同,又可以分成带芯轴的和不带芯轴的两种,不带芯轴的橡胶关节安装在原机构已有芯轴或销上承受载荷。带芯轴的橡胶关节多用于原机构无芯轴或销的接合。
尽管每种橡胶关节都有自己独特的结构,但基本结构大体相同,一般由芯轴、外套和橡胶层组成。按其生产工艺基本上可分两大类:整体硫化型和压入式(图1-1)。按其内部结构又可分为芯轴凸出型(凸球形,图1-2)、芯轴凹陷型(凹球形,图1-3)和直筒形(图1-4)。按其外套结构又可分为整体外套型和分瓣外套型。通过调整橡胶关节的内部结构,可以改变它的性能,从而符合客户的要求。
橡胶关节的结构设计及应用众所周知,橡胶承受拉伸力较差,橡胶关节在使用过程中,不可避免地会产生拉伸应力,为提高橡胶关节的使用寿命,在关节安装使用时总是使橡胶处于预压缩状态,预压缩的量值应大于关节使用过程中产生的拉伸应力,使橡胶综合应力不产生拉伸应力。为此,在橡胶关节的结构设计中使橡胶处于压缩状态成为关键技术,橡胶关节的预压缩措施一般为下列三种方法:
1)将橡胶件压装到内、外套之间,使橡胶件处于预压缩状态,这类产品在早期的轴箱拉伸组件和牵引拉杆组件中采用,用户需要配备专门的压装工装使用压力机完成压装工作。
2)将橡胶件与金属内套(轴)和金属外套硫化成一体,外套做成离散体,一种是将金属外套做成三瓣式的是一种将金属外套做成左右两段。橡胶关节压装到机构中去时,外套与相应的装配孔是过盈的,三瓣式的外套被压缩收拢,从而压缩橡胶,或者在橡胶关节轴向压缩,式左右二段外套靠拢压缩橡胶,这类产品广泛运用于各类关节部位。
3)将橡胶与内、外套硫化成一体后,挤压外套使其收缩,从而压缩橡胶,这样橡胶关节在未使用前就已使橡胶处于预压缩状态。目前广泛运用于液压减振器的两段连接件中。
3 橡胶关节的结构与特性
3.1 压入式橡胶关节的结构与特性
压入式橡胶关节的外套不与橡胶硫化在一起,首先将芯轴与橡胶硫化在一起成为弹性体,然后通过机械外力将弹性体压入外套,再把外套翻边扣住橡胶。由于橡胶在挤压过程中会发生取向,甚至由于挤压力过大,而使橡胶表面破坏或者粘接层破坏,导致橡胶关节产品不合格。同时,由于挤压过程中挤压力分布的不均匀性,还会导致橡胶挤压后鼓出、产品不对称等质量问题。因此,压入式橡胶关节的挤压工艺和过程控制要求严格,增加了生产和管理成本。
3.2 整体硫化型橡胶关节的结构与特性
3.2.1 直筒形橡胶关节
直筒形橡胶关节的芯轴和外套是完全的直筒形结构,没有凹弧或凸弧。由于直筒形结构简单,铁件易于加工,生产成本较低。但直筒形橡胶关节在受轴向力作用时,橡胶部分受到剪切作用,所以,表现为径向刚度较大,而轴向刚度较小,即径轴刚度比相对较高,约为20∶1,并且偏转刚度较大。而凸球形和凹球形橡胶关节的径轴刚度比相对较低,约为20∶1--6∶1,并且可调。
3.2.2 凸球形和凹球形橡胶关节
凸球形和凹球形橡胶关节的芯轴和外套结构为凸弧形和凹弧形。由于结构相对复杂,铁件加工难度提高,生产成本增加。但由于凸球形和凹球形橡胶关节在受轴向力作用时,橡胶不仅受到剪切作用还会受到压缩作用,而橡胶的压缩模量比剪切模量大得多。所以,表现为同等试验条件下凸球形和凹球形橡胶关节的轴向刚度提高,即径轴刚度比减小。
凹球形橡胶关节由于橡胶层较凸球形的厚,结构更加流畅,所以,橡胶关节的绝对刚度,包括径向刚度、轴向刚度和偏转刚度进一步减小,径轴刚度比更小。同时,抗疲劳性能也明显改善。