橡膠減震制品一般又稱為橡膠減震器。橡膠減震器的種類很多，從其受震動(dòng)力的情況來看，可分為壓縮型、剪切型、扭振型、沖擊型和混合型等。隨著科技的發(fā)展，橡膠減震器的種類也越來越多，用途也越來越廣，以下從橡膠減震器的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ζ浒l(fā)展和應(yīng)用前景進(jìn)行概述。
1、鐵路機(jī)車及鐵路軌枕墊用橡膠減震制品
據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)鐵路和機(jī)車使用的各種橡膠材料和部件約有1萬多種，消耗橡膠約10 kt/a.隨著鐵路機(jī)車車速的提高，對(duì)線路的動(dòng)力作用急劇增加，引起線路、輪箍及機(jī)車行走部分的元件產(chǎn)生劇烈的磨損，鐵路機(jī)車各部位對(duì)抗震性的要求越來越高，橡膠減震器應(yīng)用越來越普及，因而減震橡膠制品在機(jī)車上的應(yīng)用品種和數(shù)量越來越多。鐵路機(jī)車上的減震橡膠制品主要有中央支承橡膠堆體、軸箱拉桿橡膠彈簧體、旁承橡膠堆、電機(jī)懸掛橡膠墊、彈性車輪、彈性齒輪、橡膠空氣彈簧、傳動(dòng)裝置的弓形橡膠塊和橡膠球鉸、車鉤橡膠緩沖器等。應(yīng)用于機(jī)車上的橡膠減震器，其主要作用是承受壓縮應(yīng)力、剪切應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)力矩，以及同時(shí)承受2種或2種以上的應(yīng)力復(fù)合作用。
隨著我國(guó)鐵路建設(shè)的飛速發(fā)展，鐵路軌枕也由枕木逐漸改換為混凝土軌枕。改換后雖然軌枕的使用壽命延長(zhǎng)，軌道框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提高，但軌道的彈性顯著下降，造成了軌道對(duì)輪軌沖擊的緩沖性變劣。為提高混凝土軌枕的緩沖性能，減少軌枕對(duì)道床的沖擊力，增加絕緣性，目前國(guó)內(nèi)外均采用彈性高聚物來解決混凝土軌枕軌道的彈性問題。橡膠軌枕墊就是用于鋼軌和混凝土軌枕之間或枕下的彈性墊（此外還有軟土橡膠軌枕墊、層壓木軌和塑料軌枕墊等），橡膠軌枕墊以其獨(dú)特的彈性和良好的絕緣性能而被廣泛地應(yīng)用于鐵路線上。
根據(jù)用途不同，混凝土軌枕橡膠墊板一般分為枕上（鋼軌下）墊板和枕下墊2種類型。橡膠軌枕墊由于長(zhǎng)期裸露在大氣中和置于枕底下使用，不斷經(jīng)受機(jī)車經(jīng)過時(shí)的震動(dòng)和沖擊，因此要求具有良好的耐自然老化、耐熱、耐寒以及良好的彈性和緩沖、吸震性能，此外還要具有較好的耐磨、電絕緣、抗壓及抗剪切等性能。在配方設(shè)計(jì)時(shí)最重要的是要考慮材料的耐久性和成本的低廉。常用的主體材料有NR,SBR,BR,CR,EPDM等。
2、建筑工程用
橡膠減震器
由于地震等無法避免的自然災(zāi)害，建造抗強(qiáng)烈地震的建筑物和構(gòu)筑物是建筑工程領(lǐng)域的重要課題。同時(shí)，日益增長(zhǎng)的交通密度導(dǎo)致更大的震動(dòng)傳遞和噪音污染，土木建筑的震動(dòng)和噪音的隔離也成為亟待解決的問題。
自1966年美國(guó)率先在阿巴尼大廈中使用隔震橡膠支座后，日本、法國(guó)、新西蘭和我國(guó)也相繼在一些重要建筑物中使用隔震橡膠支座。在目前建成的基礎(chǔ)隔震建筑物中，80%以上的建筑物采用疊層橡膠隔震支座系統(tǒng)抗震。疊層橡膠支座不僅在橋梁建設(shè)工程中廣泛應(yīng)用，而且已用于建筑物的底座，用來隔絕震源、地震防護(hù)和水域建筑物的隔震。實(shí)踐證明，這些使用隔震橡膠支座的建筑物能經(jīng)受強(qiáng)烈的地震考驗(yàn)，如在1994年1月的美國(guó)洛杉磯大地震和1995年1月的日本神戶大地震中，采用疊層隔震橡膠支座系統(tǒng)的建筑物都顯示出優(yōu)異的抗震效果，不僅建筑物未倒，而且內(nèi)部的設(shè)施也未被破壞。因此，近年來疊層隔震橡膠支座在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用更為廣泛。目前，我國(guó)已有數(shù)百棟建筑物使用疊層隔震橡膠支座。許多試驗(yàn)結(jié)果表明，采用隔震橡膠支座隔震的工程，不僅可以降低對(duì)上部結(jié)構(gòu)的破壞程度，而且樓房的高度限值和安全距離均可適當(dāng)放寬。由于隔震橡膠支座外表面是較厚的橡膠層，使鋼板和黏合橡膠層不因環(huán)境的影響而性能下降，其使用壽命可達(dá)95 a以上。橡膠支座的耐久性和耐燃性已為許多試驗(yàn)和實(shí)例證實(shí)完全能夠滿足建筑物設(shè)計(jì)壽命的要求。此外，隔震橡膠支座在公路、鐵路、地鐵等沿線建筑物及水域建筑物的隔震方面也有廣泛應(yīng)用。
海軍東海工程設(shè)計(jì)院牛金龍等研究了房屋建筑中采用橡膠支座的頂層消能減震的基本方法及基本原理，從理論上分析了這種消能減震方法的減震效果，通過模型試驗(yàn)和工程實(shí)例說明這種減震方法在房屋建筑中取得的良好減震效果。它的減震效果一般在10%-40%,消能減震不僅可用于舊房的抗震設(shè)防，也可用于新建房屋的減震；不僅可用于多層，也可用于高層，特別是利用隔熱層減震，可作為房屋抗震的多道防線之一，且不會(huì)影響房屋的使用功能，是一種較理想的減震方法。鄭文博等研究了減震橡膠支座的發(fā)展趨勢(shì)及其在樓房建筑減震方面的應(yīng)用，指出減震橡膠支座在結(jié)構(gòu)方面更趨于多類型減震支座的兼容設(shè)置；橡膠選擇上向多膠種并用發(fā)展；黏合劑選擇上更強(qiáng)調(diào)特殊性和針對(duì)性；使產(chǎn)品成為一種新型的疊層橡膠結(jié)構(gòu)件，它與空氣彈簧組成的三維系統(tǒng)減震件有更好的防震效果。
3、汽車用
橡膠減震器
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外汽車的改型換代相當(dāng)頻繁，汽車工業(yè)正面臨一個(gè)迅速變革的時(shí)期，發(fā)展的特點(diǎn)是在保證駕駛安全性、乘坐舒適性、行駛高速性以及豪華性的前提下，進(jìn)一步提高汽車的使用壽命。減震制品用于控制汽車的震動(dòng)和噪聲及改善其操縱穩(wěn)定性，一般置于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)架、壓桿裝置、懸掛軸襯、中心軸承托架、顛簸限制器和扭振減震器等部位，以改善汽車的安全性和舒適性。減震制品可分為支架類、軸襯類、緩沖類和阻尼類四大類，主要要求減震性、耐熱性和耐疲勞性好。汽車減震橡膠制品包括發(fā)動(dòng)機(jī)支座、懸掛構(gòu)件、橡膠彈簧、橡膠空氣彈簧和碰撞橡膠防護(hù)件等。近年來，為提高汽車的安全性、舒適性和操作性，汽車用減震橡膠制品的品種和數(shù)量不斷增多，如一輛轎車上減震橡膠制品的數(shù)量已達(dá)50-60件。
發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)操作系統(tǒng)用橡膠減震器用來隔絕震源的震動(dòng)。傳動(dòng)部分的減震采用多邊聯(lián)軸節(jié)、阻尼離合器。前、后懸掛裝置上使用的減震器不僅要承擔(dān)車體重量，還要使車體不致傳遞車輪的上下振動(dòng)，抑制簧下質(zhì)量的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，傳遞動(dòng)力和制動(dòng)力。橡膠緩沖器是車體的重要減震器之一，其結(jié)構(gòu)形式是2塊金屬板之間夾有橡膠層，利用橡膠的剪切變形達(dá)到緩沖的目的。近期又開發(fā)出充氮?dú)狻⑴c減震器油共存的筒式緩沖器，特點(diǎn)是提高緩沖器的載荷能力(最高達(dá)20 MPa)，減震效果好，且延長(zhǎng)其使用壽命。汽車用橡膠減震器采用的橡膠材料以NR和SBR為主。為改進(jìn)減震制品的耐熱性，已開始用IR，IIR，CR，EPDM等作主體材料。熱塑性彈性體也將用于部分減震制品，如車身與底盤的減震器等。如浙江海門橡膠廠采用NR/CR并用研制出了轎車底盤彈簧座減震器，效果良好。
4、橋梁用橡膠減震器
在橋梁工程中，梁式橋橋跨的兩端需設(shè)置支座。支座的主要作用是把橋跨結(jié)構(gòu)上的全部載荷（包括恒載和活載）可靠地傳遞到橋墩上，并承受橋跨結(jié)構(gòu)因載荷作用所發(fā)生的端部水平變位、轉(zhuǎn)角等變形；其次是適應(yīng)因溫度和濕度的變化而引起的脹縮。橋梁支座有固定與活動(dòng)支座2種，前者是為固定橋跨結(jié)構(gòu)在橋墩上的位置，可使橋跨結(jié)構(gòu)的端點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)而不能移動(dòng)；后者不僅使端部支點(diǎn)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)而且要求能自由移動(dòng)，承受橋跨結(jié)構(gòu)因溫度變化、混凝土收縮及載荷等因素引起的伸縮變位。
國(guó)外20世紀(jì)50年代末開始使用橡膠支座，至60年代世界上已有許多國(guó)家應(yīng)用。橋梁橡膠支座與其他剛性支座相比，不僅工作性能可靠，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材料來源充足、加工制造容易等優(yōu)點(diǎn)。由于橡膠支座能適應(yīng)寬橋、曲線橋和斜交橋的上部結(jié)構(gòu)在各個(gè)方向的變形，故目前不僅在中小跨徑公路橋梁、城市橋梁及鐵路橋梁上得到廣泛應(yīng)用，而且在大跨徑的橋梁上也大量使用。目前在橋梁工程上廣泛使用的是普通板式、聚四氟乙烯板式和盒式橡膠支座3種類型。橋梁橡膠支座對(duì)橡膠主體材料的選擇原則，是在滿足工程性能要求的前提下，結(jié)合使用環(huán)境條件的要求，基本上選用NR、CR、EPDM、IIR和氯化IIR等。橋梁橡膠支座制造工藝多用模壓。生產(chǎn)過程是橡膠經(jīng)塑煉后與配合劑按配方制成混煉膠，經(jīng)停放、回?zé)捄蛪貉映銎舫梢欢ㄒ?guī)格的半成品膠片。半成品裝模后在平板硫化機(jī)上加壓硫化。硫化過程要注意避免成品厚薄不均及鋼板的移動(dòng)。
在橋梁橡膠支座中，鉛芯橡膠支座是在普通減震阻尼橡膠支座中部豎直地灌鉛制成。灌鉛的目的一是提高支座的吸能效果，確保支座有適度的阻尼；二是增加支座的早期剛度，對(duì)控制風(fēng)反應(yīng)和抵抗地基的微震動(dòng)有利。由這種橡膠支座組成的隔震系統(tǒng)作為主導(dǎo)產(chǎn)品，已廣泛應(yīng)用于國(guó)外的大中型橋梁，并取得了良好的效果。高阻尼橡膠支座是采用高阻尼橡膠材料制造的。高阻尼橡膠可以通過在NR或合成橡膠中摻入石墨得到，根據(jù)石墨的摻入量可調(diào)節(jié)材料的阻尼特性。和鉛芯減震阻尼橡膠支座一樣，高阻尼減震橡膠支座同時(shí)具備隔震器和阻尼器兩方面的功能，可在隔震系統(tǒng)中獨(dú)立使用。
