D型截面橡胶挡泥密封挤出型材结构

　　做船舶舾装件结构设计快十年，这类D型截面的橡胶挤出件是甲板边缘、舱口围板位置最常用的防护密封件，很多刚入行的工程师容易把它和普通圆管橡胶条、平板橡胶垫搞混，实际从截面选型到安装边界的考量，差一点都达不到实际使用要求。先从应用场景说，这类D型挡泥橡胶件最核心的使用场景是船舶靠泊时的柔性缓冲，还有甲板开口位置的边缘防护——小型交通艇、工作艇的舷侧靠泊位置，会沿着船体外板上沿连续固定这种D型橡胶条，当船舶靠向码头、或者和相邻船舶并靠时，橡胶条的弧形外表面先接触刚性接触面，通过自身的弹性变形吸收碰撞动能，避免船体玻璃钢或者钢制外板被撞出凹痕、掉漆，同时也能减少靠泊时的刚性碰撞噪音。除了舷侧挡泥，舱口盖的下沿、人行通道的钢板边缘、

　　设备舱的门框边缘也会用小规格的同类型材，一方面是封堵钢板和舱盖之间的缝隙，阻挡雨水、海浪溅水进入舱内，另一方面是给人员通行时的肢体接触提供软质缓冲，避免尖锐钢板边缘刮蹭磕碰。从功能特性上看，这种D型截面的设计比传统圆形橡胶管、方形橡胶条的适配性强很多：平直的安装基面可以完全贴合在船体钢板、舱口型材的安装面上，不需要额外做弧形适配的安装座，打胶或者用压条固定的时候，整个安装面受力均匀，不会出现圆形胶条安装时容易滚动、局部压不实导致渗水的问题；外侧的弧形接触面没有棱角，不管是靠泊时和码头的混凝土面、橡胶护舷接触，还是人员肢体不小心碰到，都不会出现应力集中的硬接触点，缓冲变形的过程更平缓，不会因为局部压强过大导致橡胶件过早撕裂。很多新手设计的时候容易忽略挤出方向的尺寸公差，这类橡胶件是连续挤出成型的，截面的尺寸一致性是核心指标，D型的平直边厚度、弧形面的外圆弧半径、内部中空腔的壁厚差，都要控制在合理范围内——如果中空腔的壁厚不均匀，靠泊受压的时候会往壁厚薄的一侧偏斜，不仅缓冲行程打折扣，长期反复挤压还会在壁厚最薄的位置出现疲劳裂纹，提前失效。再说到安装边界的设计，这类橡胶件的安装基面一般会预留3-5mm的压合余量，也就是说当用不锈钢压条或者沉头螺丝把橡胶条固定在安装基面上时，平直边会被压缩15%左右的厚度，这个压缩量刚好能填满安装面的微观不平度，不需要额外打很厚的密封胶就能实现基础的防水效果；如果压缩量留得太大，安装的时候螺丝拧得过紧，

　　会把橡胶的平直边压得永久变形，失去弹性，后续使用的时候很容易从压条边缘开裂；如果压缩量留得太小，安装后橡胶条和基面之间存在缝隙，海浪打上来的时候水会顺着缝隙渗进安装螺丝孔，时间长了螺丝生锈，橡胶条也会脱落。还有内部中空腔的尺寸设计，中空腔的高度大概是整个D型截面总高度的三分之二，这个比例是经过大量实际使用验证的：当靠泊碰撞的压力作用在弧形外表面时，中空腔可以提供足够的变形空间，把碰撞能量分散到整个橡胶条的长度方向，不会在碰撞点位置出现硬顶的情况；如果中空腔做的太大，橡胶条的整体支撑性不够，轻微碰撞就会被压到底，失去缓冲作用；如果中空腔做的太小，橡胶条的硬度太高，缓冲效果差，靠泊的时候碰撞力会直接传递到船体结构上，不仅震感明显，长期下来还会导致船体安装位置的焊接处出现疲劳开裂。另外在材料选型上，这类船用的D型橡胶挡泥条一般用耐海水的氯丁橡胶材质，不能用普通的天然橡胶，天然橡胶长期接触海水、被紫外线照射，半年左右就会出现表面龟裂、弹性下降的问题，氯丁橡胶的耐候性、耐海水腐蚀性能更好，正常使用五到六年都能保持足够的弹性。设计安装孔的时候也要注意，沉头螺丝的孔位要开在平直边的中心线上，孔距控制在200-300mm之间，端部的孔位距离橡胶条端面不能超过50mm，不然端部容易翘起来，人员走动的时候容易被绊倒，靠泊的时候端部也容易被码头的突出物挂到，把整条橡胶条扯下来。很多人觉得这种橡胶挤出件是标准件，不需要特意建模，实际做船舶三维设计的时候，

　　如果不把橡胶条的安装位置、截面尺寸、压合余量准确建出来，后续生产的时候很容易出现安装面和橡胶条不匹配、舱盖关闭的时候压到橡胶条导致关不严、或者橡胶条突出太多影响人员通行的问题。建模的时候要注意，连续安装的橡胶条在船体转角位置要做45度斜接的切口，拼接的时候用专用的橡胶粘接剂粘成整体，不能留缝隙，不然转角位置是最容易被磕碰损坏、渗水的位置。还有一点容易被忽略，就是橡胶条的颜色选择，一般船用的会选黑色，因为黑色橡胶的抗紫外线老化性能比彩色的好，而且脏了之后不明显，不需要频繁清洁维护；如果是游艇类的对外观有要求的场景，会在黑色橡胶的外表面复合一层白色的三元乙丙橡胶层，既保证耐老化性能，又能和白色的船体外观匹配，不过这种复合结构的建模要注意两层橡胶的厚度比例，外层的彩色层厚度不能超过2mm，不然会影响整体的缓冲弹性。