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1、114橡膠工業(yè)2004年第51卷橡膠材料在減震器中的應(yīng)用1122姜其斌,賈德民,楊軍,唐先賀(11華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,廣東廣州510640;21湖南株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司,湖南株洲412007)摘要:論述橡膠材料在減震器中的作用、材料的選擇原理和性能測(cè)試方法以及橡膠減震器的發(fā)展趨勢(shì)。橡膠材料獨(dú)特的粘彈性能使其具有很好的減震和緩沖作用,NR,CR,BR,SBR和EPDM等都在橡膠減震器中得到廣泛應(yīng)用;橡膠減震器的性能測(cè)試包括成品檢驗(yàn)、蠕變和應(yīng)力松弛試驗(yàn)、耐疲勞性能和屈撓性能試驗(yàn)等;復(fù)合橡膠減震器、彈性膠泥緩沖器、磁流體復(fù)合彈簧等都是減震器的新
2、型產(chǎn)品。關(guān)鍵詞:橡膠材料;減震;膠料特性+中圖分類號(hào):TQ336142文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):10002890X(2004)0220114206[2]隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,儀器設(shè)備的功率式,主動(dòng)方式是利用傳感器和調(diào)節(jié)器實(shí)時(shí)抑制越來越大,轉(zhuǎn)速越來越快,振動(dòng)和噪聲的危害也越振動(dòng),這種傳感器和調(diào)節(jié)器可能就是壓電裝置;被來越突出。振動(dòng)和噪聲不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量和操作動(dòng)方式則是利用材料的內(nèi)在性質(zhì)(例如材料的力精度、縮短產(chǎn)品壽命、危及安全性,而且污染環(huán)境、學(xué)形變)吸收振動(dòng)能量,提供被動(dòng)的能量耗散,它影響人身健康。因此,掌握振動(dòng)與噪聲控制技術(shù)以其價(jià)格優(yōu)勢(shì)及易于實(shí)現(xiàn)成為研究重點(diǎn)
3、。被動(dòng)方是各國工業(yè)發(fā)展面臨的重大課題。消除振動(dòng)和噪式主要有兩種思路,一是徹底改變傳統(tǒng)“強(qiáng)化”結(jié)聲的有效方法之一是減少振動(dòng)源的振動(dòng)和隔離振構(gòu)的抗震思想,把結(jié)構(gòu)的某些非承重構(gòu)件設(shè)計(jì)成動(dòng)的傳遞。目前廣泛使用的方法是利用橡膠材料耗能元件,通過摩擦、剪切變形或材料的塑性變形與骨架材料(如金屬、纖維、工程塑料等)復(fù)合制成來消耗和吸收振動(dòng)能量,以減少主體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)的功能裝置或特殊的橡膠粘彈性高阻尼材料來消反應(yīng)或減輕其破壞;二是采用所謂的“基礎(chǔ)隔除振動(dòng)源的振動(dòng)沖擊和吸收噪聲。這種橡膠減震功能裝置已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、艦船、汽車、火車和震”,即在振動(dòng)源和要求減震的主體之間設(shè)置一層建
4、筑工程等方面以及儀器儀表的振動(dòng)隔離[1]。具有足夠可靠性的“隔震層”,也稱隔震系統(tǒng),從而特別是在鐵路機(jī)車上已越來越多地使用橡膠2金減少振動(dòng)的傳遞。屬減震器,其中包括中央支撐橡膠錐體、軸箱拉桿目前國內(nèi)外已開發(fā)出多種耗能減震裝置和隔彈性體、旁承橡膠堆、電機(jī)懸掛橡膠墊、彈性車輪、震系統(tǒng),按耗能機(jī)理分類,主要品種有:①耗能減彈性齒輪、空氣彈簧、傳動(dòng)裝置的弓形橡膠塊和球震元件,通過在適當(dāng)部位設(shè)置“薄弱環(huán)節(jié)”,對(duì)該環(huán)鉸、車鉤橡膠緩沖器等,品種達(dá)20多個(gè)。減震器節(jié)采用特殊構(gòu)造措施,利用其塑性變形消耗大量主要承受壓縮應(yīng)力、剪切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)力矩以及兩的振動(dòng)能量;②摩擦耗能減震器,
5、通過使用摩擦耗種或兩種以上應(yīng)力的復(fù)合作用,在保證機(jī)車的高能支撐件來減震;③粘彈性阻尼器,由粘彈性材料速性、舒適性和安全性方面起著重要作用。和鋼結(jié)構(gòu)材料組成,利用粘彈性材料剪切滯后變形耗散能量;④復(fù)合耗能器,上述幾種耗能減震方1減震技術(shù)的應(yīng)用及橡膠減震器的特點(diǎn)式綜合應(yīng)用的減震設(shè)備。隔震技術(shù)也可以分為主結(jié)構(gòu)減震技術(shù)可分為主動(dòng)和被動(dòng)兩種方動(dòng)隔震和被動(dòng)隔震兩種,主動(dòng)隔震是隔離機(jī)械設(shè)備通過支座向地基的振動(dòng)傳遞,被動(dòng)隔震是減少基金項(xiàng)目:國家“863”計(jì)劃資助項(xiàng)目(2001AA334010)從地基傳至需保護(hù)的精密儀器或儀表的振動(dòng)。在作者簡(jiǎn)介:姜其斌(19692),男,湖北洪
6、湖人,華南理工大學(xué)講軌道交通運(yùn)輸上主要采用主動(dòng)隔震形式,利用疊師,博士,主要從事高分子材料的改性和復(fù)合工作。層橡膠支座和螺旋彈簧支座耗散能量。第2期姜其斌等1橡膠材料在減震器中的應(yīng)用115制備減震器的主要材料是金屬和聚合物,橡有優(yōu)異的彈性、耐寒性和電絕緣性,物理性能好,膠材料以其特殊的粘彈性能已普遍用作減震材加工容易,但耐熱和耐天候性能較差,通常采用料,研究發(fā)展十分迅速,大量生產(chǎn)橡膠減震器的國NR改性或與其它膠種共混的方式來提高其減震[4]家有美國、日本、德國、英國、俄羅斯和法國等。橡性能。例如,KiyoharaY等采用NR/BR共混膠減震器具有如下優(yōu)點(diǎn):①可
7、以自由確定形狀,通制成減震橡膠材料,在150℃×30min條件下硫過調(diào)整橡膠配方組分來控制硬度,可滿足對(duì)各個(gè)化后,材料具有很好的衰減振動(dòng)性能;同時(shí)研究了方向剛度和強(qiáng)度的要求;②內(nèi)部摩擦大,減震效果以NR/CR共混制成減震橡膠材料,硫化促進(jìn)劑好,有利于越過共振區(qū),衰減高頻振動(dòng)和噪聲;只促進(jìn)NR硫化,使減震橡膠材料的減震特性由[5][6]③彈性模量比金屬小得多,可產(chǎn)生較大彈性形變;CR組分體現(xiàn)出來。NishiueT等采用NR、④沒有滑動(dòng)部分,易于保養(yǎng);⑤質(zhì)量小,安裝和拆B(yǎng)R以及碳原子數(shù)大于4的含有—OH基團(tuán)有機(jī)卸方便。其缺點(diǎn)是:①耐高、低溫性能和耐油性能酸的金屬鹽
8、制成的減震器具有較好的耐久性能,不如金
