ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Наполнители из "Производство и применение резинотехнических изделий" Конструкции уплотнений многочисленны, но мы ограничим обсуждение двумя основными уплотнения с кольцом и манжетные (кромочные) уплотнения. Наиболее распространенные конструкции набивки, используемые для уплотнений с уплотнительным кольцом, показаны на рис. 20.2. Конструктивные особенности конструкции набивки позволяют добиться оптимальных характеристик полимера в экстремальных рабочих условиях. [c.392] Нельзя представить себе конструкцию проще, чем уплотнительное кольцо, но его рабочие характеристики поразительны. Интуитивно понятная идея уплотнительного кольца работоспособна, только если полимерный материал работает наре-зиновой части кривой модуль упругости при сдвиге-температура (рис. 20.1). На рис. 20.1 видны динамические характеристики уплотнительных колец для различных условий. [c.392] Трение, необходимое для шин, в уплотнениях становится проблемой. Это естественное следствие применения вязкоупругого материала. Прежде чем перейти к рассмотрению условий эксплуатации, необходимо познакомиться с различиями между адгезией и смачиванием. Легко видеть, что низкое трение скольжения требует смазки или специального покрытия поверхности. Когда смазка наносится на уплотнение и подвижную часть, достигаются низкий уровень трения и максимальный срок эксплуатации. [c.394] Возможно, один из наименее понятных аспектов технологии уплотнения — смачивание. В самом простом приложении смазка должна смачивать как уплотнение, так и вал. Необходимо отметить, чтобы граница смазки между резиной и твердой поверхностью была стабильной, она должна обладать энергией Гельмгольца меж-фазной поверхности. [c.394] Стабильность определяется как термодинамикой, так и кинетикой, поэтому обычно мы имеем дело с метастабильной (изменяющейся во времени) системой. Термодинамика, в конечном итоге, оказывает большее влияние. Кроме того, следует отметить, что поверхности твердых полимеров по своей природе неравновесные структуры и проявляют разнообразные свойства, зависящие от времени и условий. К тому же эти свойства зависят от энергетических различий между физической адсорбцией и хемосорбцией. Истинная природа молекулярных взаимодействий в этих межфазных областях пока не совсем ясна. [c.394] Общепринято, что приемлемая граница сначала требует адсорбции на поверхности жидкости. Затем следует многослойная адсорбция жидкости вследствие самоас-социации, которая создает общую пленку, толщина которой может варьироваться в диапазоне 3-150 нм. [c.394] Сдвиговая деформация этой пленки — это основной источник динамического трения (трения движения) и являющегося результатом образования тепла в уплотнении. Способность смачивать поверхность возникает, когда физическое притяжение поверхности равно или больше, чем поверхностное натяжение смазки. Примеры крайних случаев — это вода на целлюлозе и вода на политетрафторэтилене (тефлон, фторопласт) (рис. 20.3). [c.394] Ситуация усложняется с изменениями состояния поверхности, поверхностными взаимодействиями полимеров и процессами смачивания (адгезионным, растеканием и иммерсионным смачиванием). На рис. 20.4 представлена несколько упрощенная последовательность образования гидродинамической пленки (слабой, промежуточной и сильной), применимая как к уплотнению, так и к уплотняемым поверхностям. В каждом случае мы предполагаем хорошее смачивание, такое как на рис. 20.3, а. [c.394] Наполнители служат для выполнения многочисленных функций, но чаще всего они увеличивают вязкость смеси. Известно, что технический углерод ведет себя по-разному в схожих по составу смесях, даже если они содержат равные его объемы. В табл. 20.1 приведены типичная смесь с 38%-ным акрилонитрильным каучуком при смещении с 28%-ным (по объему) техническим углеродом с уменьшающимся размером частиц. [c.397] Вернуться к основной статье