CN101846186B - 一种新型的旋转轴唇形密封圈及其生产工艺 - Google Patents

一种新型的旋转轴唇形密封圈及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种旋转轴唇形密封圈及其生产工艺。本发明密封圈外部的骨架部分为橡塑共混体，它用于替代传统产品中的胶夹布骨架部分，这种橡塑复合材料能使产品在整体结构上既有刚性又具有一定的韧性。其里口的密封唇材料为在耐油橡胶配方中添加了一定量的具有自润滑效果的超微细粒子石墨粉，使密封唇形与高速旋转轴之间既保证了密封性，又提高了润滑性能，降低了摩擦力，即使在轴温较高和短时间缺油状态下仍能保持较好的密封自润滑性能，大大提高了产品的使用寿命。本发明的旋转轴唇形密封圈主要是根据产品不同部位的不同功能分别采用不同的材料或采取材料并用的方法，把材料的功能功效发挥到极致。

Description

一种新型的旋转轴唇形密封圈及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种旋转轴唇形密封圈，同时还涉及此密封圈的生产工艺。
背景技术
在球墨铸铁管生产过程中，高速离心机上使用的是旋转轴唇形密封圈，它的工作要求为：①高速：线速度15～20m/s，②高温：100～130℃，③耐油和耐过热水。传统的非金属骨架式旋转轴唇形密封圈是由很多层挂胶纤维帆布，通过贴合成型的方法先在专用模具内硫化成一个夹布骨架的半成品，冷却后再将与唇口胶的结合面进行打毛和涂刷胶浆处理，最后再与唇口胶一起二次入模硫化。这种生产方法工艺复杂，两次硫化需要两副模具导致生产成本高，同时夹布骨架与唇口胶的粘合力不好，导致产品质量不稳定，使用寿命短。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种旋转轴唇形密封圈，具有好的刚性、韧性、密封性，其骨架部分与唇口胶的粘合力好，产品质量稳定，使用寿命长。本发明还提供了此种密封圈的生产工艺。
本发明的旋转轴唇形密封圈，包括外部的骨架部分1、里口的密封唇2、金属紧束弹簧3，密封唇2和金属紧束弹簧3连成一体，其中骨架部分1为橡塑共混体，密封唇2为低硬度橡胶高分子材料。
骨架部分1的橡塑共混体为高硬度橡塑高分子材料；高硬度橡塑高分子材料为耐油胶与塑料树脂并用再混入短纤维材料；其中的耐油胶为NBR丁晴橡胶弹性体，塑料树脂为高苯乙烯树脂，短纤维材料为维纶纤维材料、化学纤维或棉纤维。密封唇2的低硬度橡胶高分子材料为在密封胶内加入具有自润滑效果的超微细粒子石墨粉的耐油胶；其中的耐油胶为NBR丁晴橡胶弹性体。
其中骨架部分1的橡塑共混体由下列重量份的原料组成：耐油胶100份，补强剂50份，硫磺促进剂8份，防老剂4份，塑料树脂10份，短纤维材料7份；里口密封唇2的低硬度橡胶高分子材料由下列重量份的原料组成：耐油胶100份，补强剂40份，硫磺促进剂3份，防老剂3份，软化剂12份，石墨粉10份。
本发明的旋转轴唇形密封圈的生产工艺为：
(1)塑炼：将耐油胶放入炼胶机中，通过1～3mm的辊距簿通数次，使橡胶的门尼值控制在55～65；
(2)混炼：将塑炼胶与塑料树脂、短纤维材料及其它成分按重量份配料后，一并放入炼胶机中，压制成5～7mm的光滑胶片；在无硫磺存在的状态下，排胶温度控制在100～130℃；
(3)成型与挤出：将混炼好的橡塑复合材料的胶料压片成2～5mm厚，然后将胶片裁成比产品尺寸略宽的胶条备用；密封唇胶料通过专用口型在挤出机上挤成异形胶条，挤出机的机头温度控制在65～80℃，口型温度为90～110℃；
(4)硫化：将成型好的橡塑复合材料胶条沿模腔外周长围叠数圈，再在内圈填放挤出成型的唇口密封胶条，然后放入硫化温度在145～160℃的平板硫化机上入模硫化；
(5)整理：将硫化出模后的密封圈进行修边整理，检验后入库。
本发明的旋转轴唇形密封圈外部的骨架部分为橡塑共混体，用于替代传统产品中的胶夹布骨架部分，这种橡塑复合材料能使产品在整体结构上既有刚性又具有一定的韧性。其里口的密封唇材料为在耐油橡胶配方中添加了一定量的具有自润滑效果的超微细粒子石墨粉，使密封唇形与高速旋转轴之间既保证了密封性，又提高了润滑性能，降低了摩擦力，即使在轴温较高和短时间缺油状态下仍能保持较好的密封自润滑性能，大大提高了产品的使用寿命。本发明的旋转轴唇形密封圈主要是根据产品不同部位的不同功能分别采用不同的材料或采取材料并用的方法，把材料的功能功效发挥到极致。同时本发明的旋转轴唇形密封圈的生产工艺更加简便，用一次硫化工艺代替了过去传统的二次硫化工艺，减少了模具费用，降低了生产成本；同时克服了二次硫化工艺带来的生、熟胶一起同时硫化造成的粘合力差现象，使产品的质量更加稳定，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明密封圈的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的介绍，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：橡塑共混体规格为高19mm×宽2mm，密封唇胶条配重0.12kg。
(1)塑炼：将NBR丁晴橡胶放入炼胶机中，通过1～3mm的辊距簿通数次，使橡胶的门尼值控制在55～65；
(2)混炼：将NBR丁晴橡胶100份，补强剂50份，硫磺促进剂8份，防老剂4份，高苯乙烯树脂10份，棉纤维7份一并放入炼胶机中，压制成5～7mm的光滑胶片；在无硫磺存在的状态下，排胶温度控制在100～130℃；
(3)成型与挤出：将混炼好的橡塑复合材料的胶料压片成2mm厚，然后将胶片裁成比产品尺寸略宽的胶条备用；密封唇胶料通过专用口型在挤出机上挤成异形胶条，挤出机的机头温度控制在65～80℃，口型温度为90～110℃；
(4)硫化：将成型好的橡塑复合材料胶条沿模腔外周长围叠数圈，再在内圈填放挤出成型的唇口密封胶条，然后放入硫化温度在150～165℃的平板硫化机上入模硫化，合模力为0.25MN，硫化时间为16分钟；
(5)整理：将硫化出模后的密封圈进行修边整理，检验后入库。
实施例2：橡塑共混体规格为高23mm×宽3.5mm，密封唇胶条配重0.54kg。
(1)塑炼：将NBR丁晴橡胶放入炼胶机中，通过1～3mm的辊距簿通数次，使橡胶的门尼值控制在55～65；
(2)混炼：将NBR丁晴橡胶100份，补强剂50份，硫磺促进剂8份，防老剂4份，高苯乙烯树脂10份，棉纤维7份一并放入炼胶机中，压制成5～7mm的光滑胶片；在无硫磺存在的状态下，排胶温度控制在100～130℃；
(3)成型与挤出：将混炼好的橡塑复合材料的胶料压片成3.5mm厚，然后将胶片裁成比产品尺寸略宽的胶条备用；密封唇胶料通过专用口型在挤出机上挤成异形胶条，挤出机的机头温度控制在65～80℃，口型温度为90～110℃；
(4)硫化：将成型好的橡塑复合材料胶条沿模腔外周长围叠数圈，再在内圈填放挤出成型的唇口密封胶条，然后放入硫化温度在150～160℃的平板硫化机上入模硫化，合模力为2.0MN，硫化时间为25分钟；
(5)整理：将硫化出模后的密封圈进行修边整理，检验后入库。
实施例3：橡塑共混体规格为高27mm×宽5mm，密封唇胶条配重1.15kg。
(1)塑炼：将NBR丁晴橡胶放入炼胶机中，通过1～3mm的辊距簿通数次，使橡胶的门尼值控制在55～65；
(2)混炼：将NBR丁晴橡胶100份，补强剂50份，硫磺促进剂8份，防老剂4份，高苯乙烯树脂10份，棉纤维7份一并放入炼胶机中，压制成5～7mm的光滑胶片；在无硫磺存在的状态下，排胶温度控制在100～130℃；
(3)成型与挤出：将混炼好的橡塑复合材料的胶料压片成5mm厚，然后将胶片裁成比产品尺寸略宽的胶条备用；密封唇胶料通过专用口型在挤出机上挤成异形胶条，挤出机的机头温度控制在65～80℃，口型温度为90～110℃；
(4)硫化：将成型好的橡塑复合材料胶条沿模腔外周长围叠数圈，再在内圈填放挤出成型的唇口密封胶条，然后放入硫化温度在145～155℃的平板硫化机上入模硫化，合模力为4.5MN，硫化时间为35分钟；
(5)整理：将硫化出模后的密封圈进行修边整理，检验后入库。

Claims (8)

1.一种新型的旋转轴唇形密封圈，包括外部的骨架部分(1)、里口的密封唇(2)、金属紧束弹簧(3)，密封唇(2)和金属紧束弹簧(3)连成一体，其特征是：骨架部分(1)为橡塑共混体，密封唇(2)为低硬度橡胶高分子材料。
2.根据权利要求1所述的旋转轴唇形密封圈，其特征是：所述的橡塑共混体为高硬度橡塑高分子材料。
3.根据权利要求2所述的旋转轴唇形密封圈，其特征是：所述的高硬度橡塑高分子材料为耐油胶与塑料树脂并用再混入短纤维材料。
4.根据权利要求3所述的旋转轴唇形密封圈，其特征是：所述的耐油胶为丁晴橡胶弹性体，塑料树脂为高苯乙烯树脂，短纤维材料为化学纤维或棉纤维。
5.根据权利要求1所述的旋转轴唇形密封圈，其特征是：所述的低硬度橡胶高分子材料为在密封胶内加入具有自润滑效果的超微细粒子石墨粉的耐油胶。
6.根据权利要求5所述的旋转轴唇形密封圈，其特征是：所述的耐油胶为丁晴橡胶弹性体。
7.根据权利要求1所述的旋转轴唇形密封圈，其特征是：所述的橡塑共混体由下列重量份的原料组成：耐油胶100份，补强剂50份，硫磺促进剂8份，防老剂4份，塑料树脂10份，短纤维材料7份；所述的低硬度橡胶高分子材料由下列重量份的原料组成：耐油胶100份，补强剂40份，硫磺促进剂3份，防老剂3份，软化剂12份，石墨粉10份。
8.一种生产权利要求1-7中任一所述的旋转轴唇形密封圈的工艺为：
(1)塑炼：将耐油胶放入炼胶机中，通过1～3mm的辊距簿通数次，使橡胶的门尼值控制在55～65；
(2)混炼：将塑炼胶与塑料树脂、短纤维材料及补强剂、硫磺促进剂、防老剂按重量份配料后，一并放入炼胶机中，压制成5～7mm的光滑胶片；在无硫磺存在的状态下，排胶温度控制在100～130℃；
(3)成型与挤出：将混炼好的橡塑复合材料的胶料压片成2～5mm厚，然后将胶片裁成比产品尺寸略宽的胶条备用；密封唇胶料通过专用口型在挤出机上挤成异形胶条，挤出机的机头温度控制在65～80℃，口型温度为90～110℃；
(4)硫化：将成型好的橡塑复合材料胶条沿模腔外周长围叠数圈，再在内圈填放挤出成型的唇口密封胶条，然后放入硫化温度在145～160℃的平板硫化机上入模硫化；
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