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线束橡胶件设计简谈

来源：线束世界•作者：线束世界-Jimmy•2023-01-10 10:09

01 设计要求

1 材料要求

根据主机厂的标准执行相关材料要求，部分需要完成相关DVP实验。

环境抵抗性要求

2 防水要求

a : 产品浸没在200mm深的碱水中（如下图），使碱水温度与环境温度温差保持在50℃，持续2小时，无漏水现象。

b : 如下图所示方法并在下表中条件下对橡胶进行碱水喷溅，不能有漏水现象。

3 密封可靠性要求

热老化要求：在(100±3)℃温度下暴露放置(1 000±48)h后仍能达到防水要求。

温度循环要求—在经过以下条件的温度循环 25次后仍能达到防水要求：

（60±5）min@（100±3）℃；

（60±5）min @（25±3）℃；

（60±5）min @（-40±3）℃。

抗化学溶剂性要求—在以下两种液体及条件下浸泡至少 2 分钟后，仍能达到防水要求：

（100±3）℃下冷却液与蒸馏水 1：1 的混合液；

（25±3）℃下模拟风窗洗涤溶剂（甲醇与蒸馏水 1：1 的混合液）。

4 隔音要求

在振动范围为50HZ~10KH，扬声器输出信号为：FM白噪声，麦克风输出声压：80dB，在以上环境下，通过仪器测量隔音效果要达到60dB。

5 抗震要求

抗震要求：橡胶件在带载振动试验时功能应正常，试验后不能出现损坏或功能退化的现象。试验中不允许出现200毫秒以上的电流中断。

产品拆分强度与插接性要求：

橡胶件在装配时不能有卡滞，堵塞现象；

橡胶插入力要求在20℃下最大不能超过58.8N；

产品的拔脱力在常温下最小为68.6N。

以上插入及拔脱方向如下图所示：

6 对其周边环境无干涉要求

产品形状大小需根据周边环境进行设计，不能干涉周围环境。

7 产品实现要求

能通过橡胶模具和工艺参数来实现产品制作。

02

设计理念

1 材料设计

工作温度：-40 ℃ ～105 ℃。

EPDM具有耐温性能-50 ℃ ～125 ℃特性，选择EPDM材质，完全可以满足其工作温度。

2 防水设计

根据装配钣金形状设计产品密封结构从而满足防水性要求。根据钣金形状设计产品结构并此结构设计有3层密封。

通过产品上下密封唇对钣金的挤压力和产品对钣金内侧接触面的挤压力来进行密封。

3 隔音设计

橡胶材料本身就具备吸音效果并设计产品中间为空心结构，使声音在传输过程中要通过3层介质，分别是橡胶、空气、橡胶（见下图），从而减弱声音传播，并且声音在气体中的传播速度要慢于固体，从而使隔音效果更加明显。

4 拆分强度与插接性设计

在不影响材料性能下在材料中加润滑剂，使产品表面有润滑作用减少装配时的阻力从而满足装配时无卡滞，堵塞现象。

5 插入力设计

产品结构为带导向结构。

使其在装配时能起导向作用保证其方便快捷装配，并且能大大减少其装配力。

6 拔脱力设计

产品结构采取倒钩结构来满足拉拔力要求（如下图所示）。

7 产品形状、大小设计

通过对该产品周边环境的了解，用软件匹配产品装配，调整产品形状及大小来确保对周边环境无干涉。

8 产品实现设计

根据产品形状及尺寸考虑模具设计，脱模设计，工艺参数制定。

产品属于异形件则选择注射形式进行产品制作。

产品为实现隔音效果，产品中间为空心结构，所以脱模较困难，从而选择在不影响产品使用的情况下从管处切开增加管口扩张，方便脱模。

9 防水设计参数

根据钣金尺寸设计产品结构及尺寸，由于需要密封，则是橡胶跟钣金存在挤压力，然而挤压力是由相互过盈产生的，所以给出相应的过盈量范围来确定产品尺寸范围，再通过CAE分析最终确认产品尺寸及公差。

03 CAE分析

1.最大公差装配情况及应力分布云图（橡胶件公差最大钣金件孔径最小）：

2.理论尺寸装配情况及应力分布云图：

3. 最大公差装配情况及应力分布云图（橡胶件公差最小钣金件孔径最大）:

4.最大公差装配情况端面防水能力（橡胶件公差最大钣金件孔径最小）:

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