阻尼橡膠及配方設計
2021-11-13 來(lái)自: 西安方盛密封 瀏覽次數:1316
阻尼( damnping)的物理意義是力的衰減,或物體在運動(dòng)中的能量耗散當物體受到外力作用而振動(dòng)時(shí),會(huì )產(chǎn)生一種使外力衰減的反力,稱(chēng)為阻尼力(或減震力)它和作用力的比被稱(chēng)為阻尼系數。通常阻尼力的方向總是和運動(dòng)的速度方向相反因此,材料的阻尼系數越大,意味著(zhù)其減震效果或阻尼效果越好。
橡膠是一種很理想的阻尼材料,這是因為橡膠是大分子材料,分子體積龐大,在外力作用下導致劇烈的內摩擦,產(chǎn)生了反作用力。這種力在抗拒外來(lái)振動(dòng)的過(guò)程中,一方面削弱了振動(dòng)的幅度,另一方面從機械能轉化為熱能,實(shí)現了能量轉換。以橡膠為體的材料可以制成各種減震制品,如機器發(fā)動(dòng)機車(chē)輛、艦船飛機上的減震件等。減震橡膠也泛應用于交通工具,如機車(chē)、汽車(chē)上配套的減震部件鐵軌減震墊、橋梁支座等此外,現代化高層建筑物底部也安置了抗震橡膠墊可有效地抗擊地震制造阻尼橡膠時(shí)主要應做到。
1選材和配方
(1)膠種,分結構上帶側基團,因位阻效應可帶來(lái)分運動(dòng)阻力加大分子之間的內摩擦,從而加大阻尼效果(如丁基橡膠、橡膠)。
(2)硫化體系,車(chē)高硫化密度有助于阻尼效果的提高。
(3)填充體系,使用活性高的填充材料有。助于阻尼特性的提高。
(4)增塑劑,不宜多用。
2.工藝
(1)煉膠時(shí)間不宜過(guò)長(cháng)
(2)硫化溫度適當提高,硫化時(shí)間適當延長(cháng)都能提高交聯(lián)密度對提高阻尼特性有利。
減振橡膠的主要性能指標是:①硫化膠的靜剛度,即硫化膠的彈性模量;②硫化膠的阻尼性能,即阻尼系數tanδ;③硫化膠的動(dòng)態(tài)模量。除上述關(guān)鍵性能指標外,仍應考慮疲勞、蠕變、耐熱以及金屬黏合強度等性能。1. 橡膠的選擇減振橡膠的阻尼性能主要取決于橡膠的分子結構,例如分子鏈上引入的側基體積較大時(shí),阻礙鏈段運動(dòng),增加了分子之間的內摩擦,使阻尼系數tanδ增大。結晶的存在也會(huì )降低體系的阻尼特性,例如在減振效果較好的CIIR中混入結晶的IR時(shí),且用膠的阻尼系數tanδ將隨IR含量增加而降低。tanδ由大到小的排列順序是:IIR>NBR>CR、SBR>Q、EPDM、PU>NR>BR。NR的tanδ雖然比較小,但其耐疲勞性、生熱、蠕變和金屬黏合等綜合性能,所以NR仍廣泛地用于減振橡膠。2. 硫化體系的影響硫化體系和硫化膠的剛度、tanδ、耐熱性、耐疲勞性均有關(guān)系。壹般硫化膠網(wǎng)絡(luò )中硫原子越少,交聯(lián)鍵越牢固,硫化膠的彈性模量越大,tanδ越小。在SBR中隨硫黃用量增加,靜剛度上升,阻尼系數下降,動(dòng)剛度基本不變。3. 填充體系的影響填充體系和硫化膠的動(dòng)模量、靜模量、tanδ有密切關(guān)系,當硫化膠受力產(chǎn)生形變時(shí),橡膠分子鏈段和填料之間或填料和填料之間產(chǎn)生內摩擦使硫化膠的阻尼增大。填料的粒徑越小,比表面積越大,和橡膠分子的接觸面越大,其物理結點(diǎn)越多,觸變性越大,在動(dòng)態(tài)應變中產(chǎn)生的滯后損耗越大。因此填料的粒徑越小,活性越大,硫化膠的阻尼性、動(dòng)模量和靜模量也較大。為了盡可能提高減振橡膠的阻尼特性,降低蠕變及性能對溫度的依賴(lài)性,往往在高阻尼的隔振橡膠中配合壹些特殊的填充劑,例如蛭石、石墨等。4. 增塑體系的影響用作減振橡膠的增塑劑,如要求阻尼峰加寬,應使用和橡膠不相容或只有壹定限度溶解度的增塑劑。
橡膠是一種很理想的阻尼材料,阻尼減震技術(shù)是利用橡膠特有的粘彈性,在震動(dòng)過(guò)程中, 在外力作用下導致劇烈的內摩擦,產(chǎn)生了反作用力,將動(dòng)能轉化為熱能,實(shí)現了能量轉換,從而達到降低震幅的目的。
減震橡膠的作用:
代替金屬彈簧起到消振,吸振作用.其主要的性能要求在靜剛度、動(dòng)剛度、耐久性能上。
減震橡膠的特點(diǎn):
①橡膠是由多種材料相組合而成,同一種形狀通過(guò)材料調整可以擁有不同的性能.
②橡膠內部分子之間的摩擦使它擁有一定的阻尼性能,即運動(dòng)的滯后性(受力過(guò)程中橡膠的變形滯后于橡膠的應力).
③橡膠在壓縮、剪切、拉伸過(guò)程中都會(huì )產(chǎn)生不同的彈性系數
減震橡膠的性能特征:
靜剛度的定義:指減震橡膠在一定的位移范圍內,其所受壓力(或拉伸力) 變化量與其位移變化量的比值.
動(dòng)剛度的定義:指減震橡膠在一定的位移范圍內, 一定的頻率下, 其所受壓力(或拉伸力)變化量與其位移變化量的比值.
動(dòng)倍率的定義指減震橡膠在一定的位移范圍內所測定的動(dòng)剛度與靜剛度的比值,即:Kd/Ks
損耗系數: 在減震橡膠的受力過(guò)程中,橡膠的變形與橡膠的應力之間存在著(zhù)一定的相位差,而橡膠的應力一般要超前于橡膠的變形一定的相位角δ
扭轉剛度: 指減震橡膠在一定的扭轉角范圍內,其扭轉力矩與扭轉角之間的比值.
耐久性能: 指減震橡膠在一定的方向一定的預加載荷、振幅、振動(dòng)頻率下,經(jīng)往復振動(dòng)n次后產(chǎn)品完好或將產(chǎn)品往復振動(dòng)直至破壞時(shí)的振動(dòng)次數, 耐久性能是衡量一個(gè)減震橡膠件的安全性能和綜合性能的重要指標.
產(chǎn)品展示
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