密封知识培训

1、第五章密封件、密封部件主要内容：5.1密封件的功能和分类5.2密封件的材料5.3普通密封件5.4新密封件5.5组合密封件5.6防尘环5.7旋转密封件5.8橡胶密封件和皮带密封件5.8密封知识培训，了解密封件的功能和分类，了解密封件材料和普通密封件材料，掌握几种普通密封件的性能特点和密封原理，O形密封圈的主要性能和工作原理。 Y形密封圈的主要性能和工作原理，目标和任务：关键难点3360，第5章密封圈，第5章密封圈，第5.1部分密封圈的功能和分类。 在液压和气动传动系统及其部件中，安装密封装置和密封部件的作用是防止工作介质泄漏和外部灰尘和异物的侵入。设置在密封装置中并起密封作用的元件称为密封件。当

2、工作介质在液压和气压的驱动下流动或暂时储存在系统和部件的腔体中时，由于压力、间歇、粘度等因素的变化，少量的工作介质越过腔体边界，从高压腔体流出到低压腔体或外界。这种“超范围流出”的现象称为泄漏。1。密封件的功能和意义，第5章，密封件，泄漏可分为内部泄漏和外部泄漏。对于液压传动系统，内部泄漏会导致系统容积效率急剧下降，达不到要求的工作压力，使设备无法正常运行；外部泄漏造成工作介质浪费和环境污染，甚至造成设备运行故障和人身事故。内部泄漏是指系统或部件中的工作介质从高压室泄漏到低压室；外部泄漏是指从系统内部或组件到外部世界的泄漏。单位时间内泄漏的工作介质量称为泄漏量。对于气动传动系统，由于其工作介质

3、是压缩空气，工作压力不高，气体泄漏问题往往较少受到重视。事实上，气压传动系统中的泄漏也会导致系统压力下降、能耗增加、动作紊乱或真空系统中的负压无法建立；汽缸入口的泄漏将导致汽缸低速爬行，等等。正确合理地使用密封件是液压和气动传动系统正常运行的重要保证。第五章密封、密封和密封用于防止泄漏。泄漏有两个主要原因：第一，密封面上有间隙；第二，密封部分两侧的压力差很大。消除或减少任何因素都可以防止或减少泄漏。因此，密封方法通常包括：1)密封接合面之间的间隙；2)切断泄漏通道；3)增加泄漏通道中的电阻；4)设定工作元件对泄漏介质施加压力，以抵消或平衡泄漏通道中的压差。2.密封件分类，第5章密封件，表5-1

4、密封件分类。根据设备运行过程中密封耦合面之间是否有相对运动，密封可分为静态密封和动态密封。此外，还可以根据密封件的材料、结构和密封机理进一步细分。密封件分类见表5-1。第五章密封、背面、第五章密封、密封材料应满足密封功能的要求。由于不同的工作介质和设备工作条件，密封材料应有不同的适应性。第五部分。2密封材料及密封材料的一般要求：1)材料致密，工作介质不易泄漏；2)对工作介质的适应性和稳定性好；3)具有合适的机械强度和硬度，受工作介质影响小；4)压缩性和可恢复性好，永久变形小；5)温度适应性好，高温下不软化或分解；低温下不要变硬或开裂；1.对密封材料的要求，对密封材料的一般要求：6)摩擦系数小，

5、耐磨性好；7)耐腐蚀性好，长期在工作介质中工作，体积和硬度变化小；8)附着在密封面上时具有良好的柔韧性和弹性；9)良好的耐臭氧性和抗老化性合成橡胶有很多种，它们的性能是不同的。因此，除满足上述要求外，还应根据不同橡胶类型的特点和适用范围，并参考密封件的工作条件，正确选择橡胶。常用橡胶密封材料的介质和使用温度范围见表5-2。第五章印章，注：可以使用；有条件使用；它不能被使用。表5-2常用橡胶密封材料的介质和使用温度范围，第5章密封件，3。常见的合成树脂密封材料，其中聚四氟乙烯树脂使用最广泛。将不同的填充材料混合到聚四氟乙烯中，可以提高其综合物理化学性能，从而扩大其应用范围。因此，聚四氟乙烯树脂密

6、封材料可用于石油基液压油、水-油乳液、水-乙二醇基液压油和磷酸盐基液压油等工作介质的密封。常用合成树脂密封材料的主要特点和适用范围见表5-3。第五章密封，表5-3常用合成树脂密封材料的主要特点和适用范围，第五章密封，表5-4常用金属密封材料的类型和适用范围，主要用于静密封。常用金属密封材料的种类和应用范围见表5-4。4。常用金属密封材料，第5章密封，除间隙密封外，密封用于将耦合表面之间的间隙控制在工作介质可以通过的最小间隙以下。最小间隙取决于工作介质的压力、粘度和分子量。第5.3部分常用密封件，接触式动态密封件中的异型密封件，通过预压力和介质压力产生的压力，在密封件和耦合表面之间形成接触压力。

7、介质压力越高，接触压力越大，因此密封件和耦合表面紧密附着，以堵塞泄漏通道并实现自密封。自密封自紧密封是利用密封本身变形产生的背压随着介质压力的增加而增加，从而实现自密封。本章介绍了常用的O型圈、Y型圈和V型圈的主要性能、密封原理及应用。第5章密封件，第5.3.1部分，O形圈，1。主要性能：O型圈是一个圆形截面的橡胶圈，如图5-1所示。它的材料主要是丁腈橡胶或氟橡胶。o形密封圈是液压和气动传动系统中使用最广泛的密封件之一。主要用于静密封和往复密封。图5-1 O形圈d1O形圈内径d2O形圈横截面直径，其使用速度范围一般为0.0050.3米/秒.当用于旋转运动密封时，仅限于低速旋转密封装置。例如液压

8、挖掘机的中央旋转接头的分配阀的动态密封机构。通常，O型圈很少用于旋转运动密封装置。与其他类型的密封件相比，O形密封圈具有以下优点：1)结构小，拆装方便。2)可以使用静态和动态密封。3)动摩擦阻力相对较小。4)使用单个O形圈可以在两个方向进行密封。5)价格低廉。但是，当设备闲置时间过长而重新启动时，由于O形密封圈与密封副耦合面的粘附，其摩擦阻力将急剧增加，并出现蠕变。第5章，印章，2。静态密封的密封原理。当没有介质压力时，密封圈在其自身弹性力的作用下，在接触面上产生预接触应力p0，如图5-2a所示。图5-2 O形圈静态密封原理a)在空载状态下，O形圈安装在密封槽内后，其界面承受接触压缩应力而产生

9、变形。第五章，密封，当腔内充满加压介质时，在介质压力P的作用下，O型圈向低压侧移动，其弹性变形进一步增大，填充并密封密封间隙。此时，作用在密封对的耦合表面上的接触压力上升到p0 p=pm，从而大大提高了密封效果，如图5-2b所示。当空腔中的介质被释放时(p=0)，密封性能仍然可以得到保证，因为O形环在首次安装时仍然具有预接触应力p0。这就是所谓的O形密封圈的自密封效果。图5-2 o形圈的静态密封原理b)轴承状态，2)静态密封的密封原理，第5章密封件，3)往复密封的密封原理，以及o形圈在往复滑动面上的接触情况，如图5-3所示。此时，O形圈的动态密封功能主要取决于预压缩和加压后作用在联接面上的接触

10、应力，O形圈由于自身的弹性，具有磨损后自动补偿的能力。图5-3 o形环的动态密封原理，第五章密封，此外还有其他复杂的情况：当用于液体介质密封时，由于液体压力、粘度和移动速度等因素的作用，在滑动面和密封之间形成一层附着力强的边界层液膜，如图5-3a所示。这种液膜一直存在，并且还起到一定的密封作用。当滑动面向外延伸时，液膜会一起出来，如图5-3b所示。当滑动表面缩回时，液体薄膜被外侧的密封件阻挡。随着滑动面往复次数的增加，密封外侧堵塞的液膜变得越来越厚，最终形成液滴，从滑动面滴落(见图5-3c)。这就是O形圈在用于往复密封时会泄漏的原因。因此，O形密封圈不应用于滑动面需要频繁往复运动的密封装置。第

11、5章封印，4。应用时，O形密封圈一般安装在外圆或内圆上横截面为矩形的凹槽中，起到密封作用，如图5-4所示。图5-4 O形圈的安装A)在外圆的矩形槽中B)在内圆的矩形槽中，第五章密封，O形圈的良好密封效果在很大程度上取决于O形圈的尺寸尽可能与槽匹配的正确性，这是由世界各国的标准严格规定的。如果密封装置设计中O型圈的压缩量太小，或者公差波动使加工凹槽时压缩量变小，装配后会造成泄漏；如果压缩量过大，或者公差波动使加工凹槽时压缩量增加，会导致O形圈橡胶应力松弛和泄漏。类似地，如果组装后O形圈过度拉伸，密封装置将由于其过早老化而泄漏。4。应用时，第五章密封和O形密封圈的拉伸量和压缩比c可按下式(5-1)

12、、(5-2)、第五章密封和O形密封圈计算，拉伸量和压缩比的选择范围见表5-5。表5-5 O形密封圈拉伸量和压缩比的选择范围。从表5-5可以看出，静密封的压缩比大于动密封，但其极值应小于25%。否则，压应力将明显松弛，这将产生过度的永久变形。尤其是在高温条件下。但是，压缩比不能太小，否则，当装配部分有偏心时，部分压缩将消失，这也将导致泄漏。o形圈安装槽的宽度是o形圈直径的1.31.5倍，即b=1.31.5d2。静密封时，压缩量大，应取大值；往复动密封时，应取较小值，旋转动密封时，应取b=1.051.1d2，应考虑密封环内径因摩擦热而收缩，影响密封质量的问题。当密封介质的工作压力较高时，由于弹性变

13、形，O形圈将被挤压到密封结合面之间的间隙中，导致密封环损坏。解决方案：当动密封工作压力超过7兆帕或静密封工作压力超过32兆帕时，应在O形密封圈的低压侧放置一个挡圈；如果在两个方向交替施加中压，在密封圈的两侧增加一个挡圈，如图5-6所示。图5-6 O形环固定环的安装A)单向压缩B)双向交替压缩。挡圈还应用于经常承受脉冲压力的密封装置中，以防止密封圈的异常损失。挡圈材料为聚四氟乙烯树脂、尼龙1010、尼龙6等。零件5.3.2 Y形密封圈1。主要性能：Y型密封圈是典型的唇形密封圈。伴奏图5-7 Y形密封圈a)等唇b)不等唇(Yx型)，上海电机大学机械工程学院，第五章密封，Y形密封圈广泛应用于往复式动

14、力密封装置中，其使用寿命比o形密封圈长。工作速度范围：丁腈橡胶为0.010.6米/秒；由氟橡胶制成时为0.050.3米/秒；由聚氨酯橡胶制成时，为0.011米/秒。Y形密封圈的密封性能、使用寿命和无挡圈工作压力极限均由聚氨酯橡胶制成。y形密封圈的适用工作压力不超过40兆帕，工作温度为-30-80。y形密封圈的性能特点：1)密封性能可靠；2)摩擦阻力小，运动平稳；3)耐压性好，适用压力范围广；4)结构简单，价格低廉；5)易于安装。第5章密封件，2。密封原理：Y型密封圈通过其开口唇贴附在密封副的结合面上，形成线性接触，在介质压力的作用下产生“峰值”接触应力，压力越高，应力越大。当耦合件以工作速度相

15、对移动时，在密封唇和滑动耦合表面之间形成一层密封液膜，从而产生密封作用。密封唇磨损后，由于介质压力的作用，具有一定的自动补偿能力。第5章密封，图5-8显示了带有辅助唇的轴的Y形密封圈。每次往复运动后，少量液体(工作介质)将留在主唇和辅助唇之间。随着往复运动次数的增加，主唇和副唇之间的空间将充满残余液体，形成一个特殊的“包围区”。当主唇处于工作状态时，由于“被包围区域”中的液体是不可压缩的，因此其压力远高于小腔中的工作压力(见图5-8)。此时，辅助唇缘和联接表面之间的接触应力远大于主唇缘和联接表面之间的接触应力。因此，重要的官员延伸出去。图5-8:带有辅助唇1、辅助唇2、主唇3和小腔的轴的Y形密

16、封圈截面，迫使“被围区域”内的液体压回到小腔内，从而形成可靠的密封状态，提高了Y形密封圈的密封性能。“包围区域”中的压力越高，第二唇缘和联接表面之间的接触应力越大，密封性能越好。第五章印章，第3页。应用：安装Y形密封圈时，唇部必须面向高压侧，才能发挥密封作用。为了防止Y形密封圈的根部由于材料在高压下的塑性变形而被挤压到密封联轴器表面，滑动联轴器部件之间的配合间隙的大小应加以控制，使其不超过表5-6(见教科书P234)中规定的最大值C，如图5-9a所示。对于工作压力大于16兆帕的Y形密封圈，为了保证其使用寿命，防止密封圈根部被挤入配合间隙，应在密封圈根部安装一个挡圈，如图5-9b所示。图5-9Y形密封圈的安装A)控制间隙B)安装挡圈1，第5章密封。为了防止Y形密封圈在往复运动中发生翻转和扭曲，即保持其运动稳定，可以在Y形密封圈的唇边设置一个支撑环，如图5-10所示。图5-10安装支撑环的y形环密封环a)单向压紧，b)双向压紧，支撑环上有均匀分布的小导流孔，便于压力介质通过小孔作用在密封环的唇边，张开唇边，保持y形环密封环正确的动态姿态，保证其良好的密封性能。对于宽的Y形密封圈，其横截面的宽度是高度的两倍或两倍以上。这种密封环不会在凹槽内翻转或扭曲，