橡膠減震器作為一類重要的減震元件,已被廣泛運(yùn)用于各類機(jī)械,、汽車、鐵路機(jī)車,、水上運(yùn)輸工具,、飛機(jī)及其他航空器??梢哉f,,凡是需要用到減震和隔震的地方都需要使用橡膠減震器。
一,、橡膠減震器的優(yōu)點(diǎn):
(1)可以自由確定形狀,,通過調(diào)整橡膠配方組分來控制硬度,可滿足對各個(gè)方向剛度和強(qiáng)度的要求;
(2)內(nèi)部摩擦大,,減震效果好,,有利于越過共振區(qū),,衰減高頻振動和噪聲;
(3)彈性模量比金屬小得多,可產(chǎn)生較大彈性形變;
(4)沒有滑動部分,,易于保養(yǎng);
(5)質(zhì)量小,,安裝和拆卸方便。
(6)沖擊剛度高于靜剛度和動剛度,有利于沖擊變形,。
二,、橡膠減震器件的種類:
1)JP型橡膠減震器件: 適用于電子儀器儀表,保護(hù)整機(jī)免受震動和沖擊,。
2)JPZ型三向等剛度減震器: 主要用于宇航及航空儀器儀表,。
3)JPZ型小型航空減震器:用于宇航、航空,、航海等各種隔震及防沖擊裝置,。
4)JG剪切減震器:用于風(fēng)機(jī)、空壓機(jī),、冷凍機(jī),、水泵及精密儀器儀表裝置。
5)Z型橡膠等頻減震器:廣泛運(yùn)用于各種機(jī)械,、儀表,、機(jī)床、設(shè)備等,。
6)6JX型防沖擊減震器: 用于船舶,、車輛及其他動力機(jī)械等。
7)6WN型內(nèi)燃機(jī)車減震器:用于內(nèi)燃機(jī)主機(jī),。
8)“31‘型橡膠減震器:用于船舶主機(jī)和電子秤,。
9)SH型雙板式減震器: 用于船舶機(jī)械和設(shè)備。
10)JV型圓柱彈簧減震器:用于各種儀器儀表,。
11)YU型圓筒形減震器:用于船舶主機(jī),、輔機(jī)及其他設(shè)備。
12)WJ橡膠減震器:應(yīng)用十分廣泛,,可承受任意方向的載荷,。
13)YXN、XN橡膠扭振減震器:用于汽車發(fā)動機(jī)曲軸系統(tǒng)
三,、橡膠的減震作用及減震橡膠材料
橡膠的特點(diǎn)是既有高彈態(tài)又有高黏態(tài),,橡膠的彈性是由其卷曲分子構(gòu)象的變化產(chǎn)生的,橡膠分子間相互作用會妨礙分子鏈的運(yùn)動,,又表現(xiàn)出黏性特點(diǎn),,以致應(yīng)力與應(yīng)變往往處于不平衡狀態(tài)。橡膠的這種卷曲的長鏈分子結(jié)構(gòu)及分子間存在的較弱的次級力;使得橡膠材料呈現(xiàn)出獨(dú)特的黏彈性能,,因而具有良好的減震,、隔音和緩沖性能。橡膠部件廣泛用于隔離震動和吸收沖擊,,就是因?yàn)槠渚哂袦蟆⒆枘峒澳苓M(jìn)行可逆大變形的特點(diǎn),。
橡膠的滯后和內(nèi)摩擦特性通常用損耗因子表示,,損耗因子越大,橡膠的阻尼和生熱越顯著,,減震效果越明顯,。橡膠材料損耗因子的大小不僅與橡膠本身的結(jié)構(gòu)有關(guān),而且與溫度和頻率有關(guān),。在常溫下,,天然橡膠(NR)和順丁橡膠(BR)的損耗因子較小,丁苯橡膠(SBR),、氯丁橡膠(CR),、乙丙橡膠(EPR)、聚氨酯橡膠(PU)和硅橡膠的損耗因子居中,,丁基橡膠(HR)和丁腈橡膠(NBR)的損耗因子最大,。
用作減震目的的橡膠材料一般分5種,即NR,,SBR,,BR為普通橡膠材料;NBR用于耐油硫化膠,;CR用于耐天候硫化膠,;IIR用于高阻尼硫化膠;EPR用于耐熱硫化膠,。NR雖然損耗因子較小,,但其綜合性能最好,具有優(yōu)異的彈性,,耐疲勞性好,,生熱低,蠕變小,,與金屬件黏合性能好,,耐寒性、電絕緣性和加工性能也好,,因此NR被廣泛地用作減震目的,,要求耐低溫或耐天候性能時(shí),可與BR或CR并用或共混改性,。Nishiue等采用NR,、BR及碳原子數(shù)大于4的含有-OH基團(tuán)有機(jī)酸的金屬鹽制成的減震器具有較好的耐久性能,,在70℃×22h和40℃×148h條件下的壓縮永久變形分別為17.0%和11.7%。由于EPDM耐天候,、耐臭氧老化,、電絕緣性、耐熱和耐寒等性能優(yōu)異,,近年來受到廣泛關(guān)注,。最近,日本三井化學(xué)公司與鬼怒川橡膠公司通過采用高相對分子質(zhì)量的EPDM與低相對分子質(zhì)量的EPDM并用,,合作開發(fā)出一種新型耐熱減震橡膠材料,,并獲得了日本專利。該減震橡膠的各項(xiàng)測試表明,,其減震性能與NR相同,,但其耐熱性、低溫柔軟性要比NR等其他橡膠好,。Iizumi采用EPDM制成用于汽車部件上的減震器用橡膠材料,,具有很好的耐熱性,在190℃×5h熱老化后,,材料仍具有很好的層間黏合性能,。對低溫動態(tài)性能要求苛刻的減震橡膠,往往采用硅橡膠,;當(dāng)要求高阻尼時(shí)可采用IIR或鹵化IIR,;PU具有優(yōu)良的耐磨性、耐屈撓性和對烴類燃料及大部分有機(jī)溶劑的抵抗能力,,同時(shí)具有很高的物理性能,、良好的電絕緣性、黏合性和耐老化性能,。PU在減震隔音方面也得到了廣泛應(yīng)用,,如Adachi等采用PU制得減震和隔音良好的橡膠片層,應(yīng)用到地板,、天花板及彎曲板后,,效果良好。
四,、橡膠減震器的特性:
(1)橡膠具有高彈性和黏彈性,;
(2)與鋼鐵材質(zhì)相比,橡膠的彈性變形很大,,彈性模量很?。?/p>
(3)橡膠的沖擊剛度大于動剛度,動剛度又大于靜剛度,,有利于減少沖擊變形和動態(tài)變形,;
(4)應(yīng)力-應(yīng)變曲線為橢圓形滯后線,其面積等于各個(gè)震動周期轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃康恼衲埽ㄗ枘幔?,可通過配方設(shè)計(jì)調(diào)整之,;
(5)橡膠為不可壓縮性材料(泊松比為0.5);
(6)橡膠形狀可以自由選擇,,硬度可以通過配方設(shè)計(jì)加以調(diào)整,,可以滿足不同方向的剛度和強(qiáng)度的要求。