液壓與氣壓傳動(dòng)5王積偉教授東南大學(xué)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1液壓與氣壓傳動(dòng)液壓與氣壓傳動(dòng)5王積偉教授東南大學(xué)王積偉教授東南大學(xué)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院了解密封的作用與分類了解密封件的材料及常用密封材料掌握幾種常用密封件的性能特點(diǎn)及其密封原理O形密封圈的主要性能與工作原理Y形密封圈的主要性能與工作原理V形密封圈的主要性能與工作原理 第1頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院在與傳動(dòng)系統(tǒng)及其元件中，安置密封裝置和密封元件的作用，在于防止工作介質(zhì)的泄漏及外界塵埃和異物的侵入。設(shè)置于、起的元件稱為。液壓與氣壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)，在系統(tǒng)及元件

2、的容腔內(nèi)流動(dòng)或暫存時(shí)，由于壓力、間歇、粘度等因素的變化，而導(dǎo)致少量工作介質(zhì)越過容腔邊界，由高壓腔向低壓腔或外界流出，這種“”現(xiàn)象稱為。 第2頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院對(duì)于，會(huì)引起系統(tǒng)的急劇下降，達(dá)不到所需的工作壓力，使設(shè)備無法正常運(yùn)作；則造成和，甚至引發(fā)和。內(nèi)泄漏指在系統(tǒng)或元件內(nèi)部工作介質(zhì)由高壓腔向低壓腔的泄漏；外泄漏則是由系統(tǒng)或元件內(nèi)部向外界的泄漏。 單位時(shí)間內(nèi)泄漏的工作介質(zhì)的體積稱為。對(duì)于，由于其工作介質(zhì)為壓縮空氣且工作壓力不高，因此氣體的泄漏問題往往得不到應(yīng)有的重視。其實(shí)，同樣會(huì)造成，或造成；將造成，等等。第3頁(yè)/共9

3、0頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院密封的作用是。造成泄漏的原因主要有兩方面：；。消去或減小任一因素都可以阻止或減小泄漏。因此，密封的方法通常有：；，。第4頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院分類分類主要密封件主要密封件靜密封靜密封非金屬靜密封非金屬靜密封O O形橡膠密封圈形橡膠密封圈橡膠墊片橡膠墊片聚四氟乙烯生料帶聚四氟乙烯生料帶橡膠橡膠- -金屬?gòu)?fù)合靜密封金屬?gòu)?fù)合靜密封組合密封墊圈組合密封墊圈金屬靜密封金屬靜密封金屬墊圈金屬墊圈空心金屬空心金屬O O形密封圈形密封圈液態(tài)密封墊液態(tài)

4、密封墊密封膠密封膠 密封的分類 根據(jù)被密封的偶合面在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可將密封分為和兩大類。另外按照密封件的、和等還可進(jìn)一步細(xì)分。密封的分類見。第5頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院動(dòng)動(dòng)密密封封非接觸式密封非接觸式密封 間隙密封間隙密封利用間隙利用間隙 迷宮迷宮 阻尼等阻尼等接觸式密封接觸式密封自封式壓緊型密封自封式壓緊型密封OO形橡膠密封圈形橡膠密封圈同軸密封圈同軸密封圈異形密封圈異形密封圈其他其他自封式自緊型密封自封式自緊型密封( (唇形密封唇形密封) )Y Y形密封圈形密封圈V V形密封圈形密封圈組合式組合式U U形密封

5、圈形密封圈星形和復(fù)式唇密封圈星形和復(fù)式唇密封圈帶支承環(huán)組合雙向密封圈帶支承環(huán)組合雙向密封圈其他其他活塞環(huán)活塞環(huán)金屬活塞環(huán)金屬活塞環(huán)旋轉(zhuǎn)軸油封旋轉(zhuǎn)軸油封油封油封液壓缸導(dǎo)向支承件液壓缸導(dǎo)向支承件導(dǎo)向支承環(huán)導(dǎo)向支承環(huán)液壓缸防塵圈液壓缸防塵圈防塵圈防塵圈其他其他其他其他第6頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院密封件材料應(yīng)滿足密封功能的要求。由于被密封的以及的不同，密封件材料應(yīng)具有不同的適應(yīng)性。 密封材料的一般要求：，工作介質(zhì)；對(duì)工作介質(zhì)有和；有適當(dāng)?shù)暮停?；和，；，、；、；密封材料的一般要求：，；，能在工作介質(zhì)中長(zhǎng)期工作，其體積和硬度變化?。慌c

6、密封面貼合的和 ；和，； ，。 第7頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院常用的橡膠密封材料主要是。由于合成橡膠的膠種較多，且各自的性能也各不相同。因此，在選用時(shí)除要求其必須滿足上述使用要求外，還應(yīng)根據(jù)不同膠種的和，參照密封件的工況條件，進(jìn)行正確選擇。常用橡膠密封材料所適應(yīng)的和見。第8頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院可以使用；有條件使用；不可使用。 常用橡膠密封材料所適應(yīng)的介質(zhì)和使用溫度范圍密封材料密封材料石油基液壓油和石油基液壓油和礦物基潤(rùn)滑酯礦物基潤(rùn)滑酯難燃性液壓油難燃

7、性液壓油使用溫度范圍使用溫度范圍水水- -油乳化液油乳化液水水- -乙二醇基乙二醇基磷酸酯基磷酸酯基靜密封靜密封動(dòng)密封動(dòng)密封丁腈橡膠丁腈橡膠聚氨酯橡膠聚氨酯橡膠氟橡膠氟橡膠硅橡膠硅橡膠丙烯酸酯橡膠丙烯酸酯橡膠丁基橡膠丁基橡膠乙丙橡膠乙丙橡膠-40+120-30+80-25+250-50+280-10+180-20+130-30+120-40+100一般不用一般不用-25+180一般不用一般不用-10+130-20+80-30+120第9頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院常用合成樹脂中，使用最多的是。在聚四氟乙烯中摻入不同的充填材料，

8、可改善和提高其綜合物理化學(xué)性能，從而擴(kuò)大了它的使用范圍。因此，聚四氟乙烯樹脂密封材料可適用、工作介質(zhì)的密封。常用合成樹脂密封材料的和見。 第10頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 常用合成樹脂密封材料的主要特點(diǎn)和應(yīng)用范圍名稱名稱使用溫度使用溫度/主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍聚四氟乙烯聚四氟乙烯及加充填物及加充填物聚四氟乙烯聚四氟乙烯-100+260耐磨性極佳耐磨性極佳, ,耐熱耐熱 耐塞性優(yōu)耐塞性優(yōu)良良, ,能耐幾乎全部化學(xué)藥品及能耐幾乎全部化學(xué)藥品及溶劑和油等液體溶劑和油等液體. .彈性差彈性差, ,熱熱脹系數(shù)大脹系數(shù)大適用于

9、制作擋圈、支承環(huán)、導(dǎo)向適用于制作擋圈、支承環(huán)、導(dǎo)向支承環(huán)及壓環(huán)，與支承環(huán)及壓環(huán)，與O形圈等組合形圈等組合成同軸密封圈。噴涂、貼粘在密成同軸密封圈。噴涂、貼粘在密封件工作面，以降低摩擦因數(shù)，封件工作面，以降低摩擦因數(shù)，提高耐熱性。制作生料帶提高耐熱性。制作生料帶聚酰胺尼龍聚酰胺尼龍-40+100耐磨性能佳（優(yōu)于銅和一般耐磨性能佳（優(yōu)于銅和一般鋼材），耐弱酸、弱堿和水、鋼材），耐弱酸、弱堿和水、醇等溶劑。沖擊性好，有一醇等溶劑。沖擊性好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，抗強(qiáng)酸腐蝕定的機(jī)械強(qiáng)度，抗強(qiáng)酸腐蝕性差，溶于濃硫酸、苯酚，性差，溶于濃硫酸、苯酚，有吸水性及冷流性有吸水性及冷流性適用于制造擋圈、壓環(huán)、導(dǎo)向支適

10、用于制造擋圈、壓環(huán)、導(dǎo)向支承環(huán)等。三元尼龍與丁腈并用制承環(huán)等。三元尼龍與丁腈并用制作往復(fù)動(dòng)密封，可改善密封件性作往復(fù)動(dòng)密封，可改善密封件性能能聚甲醛聚甲醛-40+100動(dòng)靜摩擦因數(shù)較小，耐有機(jī)動(dòng)靜摩擦因數(shù)較小，耐有機(jī)溶劑及化學(xué)腐蝕，具有良好溶劑及化學(xué)腐蝕，具有良好的機(jī)械性能及抗蠕變性的機(jī)械性能及抗蠕變性適用于制作往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封圈用的適用于制作往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封圈用的擋圈和導(dǎo)向支承環(huán)等擋圈和導(dǎo)向支承環(huán)等第11頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 常用金屬密封材料的種類和應(yīng)用范圍材料材料使用溫度使用溫度/ 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍材料材料使用溫度使用溫度

11、/應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍鉛鉛銀銀黃銅黃銅鎳鎳紫銅紫銅100650260810315適用于高溫、適用于高溫、高壓油、高高壓油、高壓水蒸氣等壓水蒸氣等場(chǎng)合場(chǎng)合蒙太爾合金蒙太爾合金鋁鋁不銹鋼不銹鋼欽鋯欽鋯810430870540適用于高溫、適用于高溫、高壓油、高壓高壓油、高壓水蒸氣等場(chǎng)合水蒸氣等場(chǎng)合金屬密封材料主要用于。常用金屬密封材料的和見。 第12頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院除間隙密封外，密封都是控制在工作介質(zhì)能通過的最小間隙之下。該最小間隙取決于工作介質(zhì)的、等。接觸式動(dòng)密封中的，是通過由和產(chǎn)生的，在與之間形成，以阻塞泄漏通道，達(dá)到自

12、密封。而，則是所產(chǎn)生的也，從而達(dá)到自密封。本章介紹常用的、和密封圈的、及其。第13頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 O形密封圈d1O形圈內(nèi)徑 d2O形圈截面直徑其使用速度范圍一般為。用于，僅限于。如液壓挖掘機(jī)的中央回轉(zhuǎn)接頭的分配閥動(dòng)密封機(jī)構(gòu)。一般O形密封圈在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封裝置中使用較少。第14頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院與其他形式密封圈比較，具有以下：1），。2）、均可使用。3）比較小。4）使用單件O形密封圈，可對(duì)起密封作用。5）。第15頁(yè)/共90頁(yè)School o

13、f Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，密封圈在自身的彈性力作用下，對(duì)接觸面產(chǎn)生一個(gè)預(yù)接觸應(yīng)力p0，如所示。 O形密封圈的靜密封原理a)空載狀態(tài)裝入密封槽后，其界面承受接觸壓縮應(yīng)力而產(chǎn)生變形第16頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，則在的作用下，發(fā)生位移，移向低壓側(cè)，且其彈性變形進(jìn)一步加大，填充和封閉了。此時(shí)，作用于密封副偶合面的接觸壓力上升為，從而大大增加了密封效果，如所示。 （），則由于O形密封圈仍具有初裝時(shí)的，故仍能保證密封性能。此即所謂O形密封圈的自密封作用。圖5-2 O形密封圈的靜密封原理b)

14、承載狀態(tài)第17頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院在往復(fù)運(yùn)動(dòng)滑移面上的接觸情況，如所示。此時(shí)O形密封圈的主要還是依靠其和，且由于O形密封圈自身的彈性而具有磨損后自動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪芰Α?O形密封圈的動(dòng)密封原理 第18頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院， ：，由于液體的、及等因素的作用，沿滑移面和密封件間形成一層粘附力極強(qiáng)的邊界層液體膜，如所示。這層液體薄膜始終存在著，它亦起一定的密封作用。 ，液體膜隨之一起探出，如所示。，液體膜則被密封件阻留于外側(cè)。隨著滑移面往復(fù)次數(shù)的增加，阻留于

15、密封件外側(cè)的液體膜日漸增厚，最后形成液滴，從滑移面滴下（見）。這就是O形密封圈用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封時(shí)會(huì)產(chǎn)生泄漏的原因。 因此，。第19頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院一般安裝在或起密封作用，如所示。 O形密封圈的安裝a)在外圓的矩形槽內(nèi) b)在內(nèi)圓的矩形槽內(nèi)第20頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第21頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院O形密封圈的和可按下列公式計(jì)算（5-1）（5-2）式中 O形密封圈截面直徑；

16、O形密封內(nèi)徑；、，如所示； O形密封圈安裝空間的高度，即223121DDDDh 或或 dcO形密封圈安裝空間的高度，即： 3502.cc kddkc系數(shù)，一般取kc=1.251.45。 223222dDdDdDdD 或或 ccc100%dhd第22頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院O形密封圈的和的選用范圍，見。 O形密封圈的拉伸量和壓縮率的選取范圍密封型式密封型式密封介質(zhì)密封介質(zhì)拉伸量拉伸量/mm壓縮率壓縮率c(%)靜密封靜密封液壓油液壓油空氣空氣1.031.041.0115251525往復(fù)動(dòng)密封往復(fù)動(dòng)密封液壓油液壓油空氣空氣1.0

17、21.0112171217旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封液壓油液壓油0.951510由可知，但是其極值應(yīng)。否則壓縮應(yīng)力明顯松弛，將產(chǎn)生過大的永久變形。在中，尤為嚴(yán)重。然而，否則當(dāng)裝配部位存在偏心時(shí)就會(huì)消失部分壓縮量，也會(huì)導(dǎo)致泄漏 。O形密封圈為，即。，壓縮量較大，應(yīng)取大值；往復(fù)動(dòng)密封時(shí)，應(yīng)取小值，取，并應(yīng)考慮摩擦生熱引起密封圈內(nèi)徑收縮，從而影響密封質(zhì)量的問題 。第23頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院當(dāng)被密封的介質(zhì)，O形密封圈會(huì)因產(chǎn)生彈性變形而被擠進(jìn)密封耦合面間的縫隙 ，引起。 當(dāng)或時(shí)，應(yīng)在O形密封圈 ；若，則于密封圈，如所示。 O形密封圈擋

18、圈的安裝a)單向受壓 b) 雙向交替受壓，也應(yīng)采用，以防止密封圈異常損耗。擋圈的材料一般為，或和等。第24頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院按其、，可分為、等幾類 若按，則可分為、和和,如所示。 Y形密封圈a)等高唇 b)不等高唇（Yx型）第25頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院工作速度范圍：采用丁腈橡膠制作時(shí)為；采用制作時(shí)，為；采用制作時(shí)，則為。Y形密封圈的密封性能、使用壽命及不用擋圈時(shí)的工作壓力極限，都以聚氨酯橡膠材質(zhì)為佳。Y形密封圈的適用，。 Y形密封圈的：1）密封

19、性能可靠；2）摩擦阻力小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；3）耐壓性好，適用壓力范圍廣；4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉；5）安裝方便。第26頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第27頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，由于“”內(nèi)液體不可壓縮，其間的壓力的工作壓力（見）。此時(shí)，與的接觸應(yīng)力，也與間的接觸應(yīng)力。因而， 帶副唇的軸用Y形密封圈截面1副唇 2主唇 3小腔迫使“”內(nèi)的液體壓回小腔，從而形成了可靠的密封狀態(tài)，提高了Y形密封圈的密封性能。，。 p第28頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanica

20、l Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，唇口一定要對(duì)著壓力高的一側(cè)，才能起密封作用。 ，Y型密封圈的根部因材質(zhì)塑性變形而被擠入密封耦合面的間歇，故應(yīng)控制滑移耦合件間的的大小，使其所規(guī)定的，見。對(duì)于工作壓力的Y形密封圈，為保證其使用壽命，防止密封圈的根部被擠入配合間隙，應(yīng)在密封圈根部處安裝擋圈，如所示 。 Y形密封圈的安裝a）控制間隙 b）安裝擋圈1擋圈第29頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 安裝支承環(huán)的Y環(huán)密封圈a)單向受壓 b)雙向受壓支承環(huán)上開有，以利于壓力介質(zhì)通過小孔作用到密封圈唇邊上，撐開雙唇，保持Y形密封圈的正確

21、動(dòng)態(tài)姿勢(shì)，保證其良好的密封性能。 對(duì)于，其截面的寬度為高度的二倍或二倍以上。這種密封圈不會(huì)在溝槽里產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)、扭曲，。Y形密封圈的尺寸和公差以及安裝密封圈的溝槽尺寸、擋圈尺寸都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，設(shè)計(jì)時(shí)可查閱有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。第30頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院根據(jù)制作的不同，可分為和（夾布橡膠）等。 V形密封圈的密封裝置由、和三部分組成 ，如所示。 V形密形裝置1壓環(huán) 2V形密封圈 3支承環(huán) 第31頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院：采用制作時(shí)為；采用制作時(shí)為。，可只調(diào)整

22、壓環(huán)或填片而無須更換密封圈。 V形密封圈的， 第32頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院1）耐壓性能好，使用壽命長(zhǎng)；2）根據(jù)使用壓力的高低，可以合理地選擇V形密封圈的數(shù)量以滿足密封要求；并可調(diào)整壓緊力來獲得最佳綜合效果；3）根據(jù)密封裝置不同的使用要求，可以交替安裝不同材質(zhì)的V形密封圈，以獲得不同的密封特性和最佳綜合效果；4）維修和更換密封圈方便；5）密封裝置的軸向尺寸大，摩擦阻力大。第33頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，同樣必須將，如所示。 V形密封圈的安裝與調(diào)整1調(diào)節(jié)

23、螺栓 2調(diào)整墊片第34頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 V形密封圈組合個(gè)數(shù)及壓環(huán)、支承環(huán)和調(diào)整墊片的材質(zhì)壓力壓力/MPaV V形密封圈個(gè)數(shù)及材質(zhì)形密封圈個(gè)數(shù)及材質(zhì)壓環(huán)壓環(huán)支承環(huán)材質(zhì)支承環(huán)材質(zhì)調(diào)整墊片材質(zhì)調(diào)整墊片材質(zhì)丁腈丁腈膠膠夾織物丁夾織物丁腈膠腈膠聚四氟聚四氟乙烯乙烯酚醛酚醛樹脂樹脂酚醛酚醛樹脂樹脂夾織夾織物物白白銅銅不不銹銹鋼鋼鋁青銅鋁青銅酚醛酚醛樹脂樹脂硬硬鉛鉛白白銅銅 60345534456634566可用；有條件使用；不可使用；較佳。第35頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大

24、學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第36頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 壓環(huán)與耦合面之面的間隙值（夾織物V形密封圈）孔內(nèi)徑孔內(nèi)徑/mm直徑間隙直徑間隙/mm/mm壓力壓力/ /MPa2175752002002502503003004004005000.150.200.250.300.350.400.100.150.200.250.300.350.070.100.130.150.180.20合理的間隙值見。與及之間的間隙值一般為。第37頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院V形密封圈材質(zhì)的選用

25、應(yīng)根據(jù)密封裝置的和來進(jìn)行，見。 夾布橡膠V形密封圈的和均比純橡膠V形密封圈好。而純橡膠V密封圈又具有優(yōu)良的密封性能。所以，若，便能充分發(fā)揮各自的特性，獲得最佳的密封效果。第38頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院V形密封圈使用一段時(shí)間后會(huì)磨損，為保證其密封性能的持久性，。一般采用或加來調(diào)整，見。 V形密封圈的安裝與調(diào)整1調(diào)節(jié)螺栓 2調(diào)整墊片， 。第39頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院20世紀(jì)80年代以來開發(fā)了一批新型密封件，它們提高了、和，有的密封件已頒布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本節(jié)

26、將介紹幾種有代表性的新型密封件。 第40頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院與 星形密封圈及其 應(yīng)力分布第41頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院星形密封圈主要應(yīng)用在，也可用于靜密封。適用于、等；并且也能在、和和等。星形密封圈的工作壓力，工作速度，工作溫度（取決于制作的材質(zhì)）。對(duì)星形密封圈的表面進(jìn)行特殊減摩處理，能具有更好的摩擦性能。星形密封圈是一種由介質(zhì)壓力施力的，依靠它在上的接觸應(yīng)力進(jìn)行密封見。密封圈的徑向和軸向力取決于。當(dāng)壓力升高時(shí)，密封圈的壓縮量相應(yīng)增加，接觸應(yīng)力也隨

27、之增大。 星形密封圈及其 應(yīng)力分布第42頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院與相比，有許多：1) 往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)、。2) 由于所需的，因而，。3) 由于接觸應(yīng)力分布均勻，所以。4) 由于密封圈的分型面設(shè)在兩個(gè)唇邊之間，因此。5) 在動(dòng)密封場(chǎng)合，具有，而且。第43頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 星形密封圈的應(yīng)用，應(yīng)選擇星形密封圈的與相同或比之略小約2%。這樣，星形密封圈在溝槽內(nèi)受到輕微的預(yù)壓縮，可防止它產(chǎn)生傾斜。 ，則可在略大或略小的兩者之中，選擇一個(gè)內(nèi)徑尺寸與之最為接

28、近的星形密封圈。一般，可選擇截面較小的密封圈；反之，應(yīng)選擇截面較大的密封圈。 通常，和，應(yīng)選擇較高硬度的材料；也可以選擇一般硬度的材料，再安裝一個(gè)聚四氟乙烯擋圈，以免密封圈被擠入間隙。 第44頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院與 Z-L密封圈的截面其制作材料是專門為密封和支承系統(tǒng)而研制的高性能聚氨酯。材料的、和范圍很廣，從而可使密封和支承元件對(duì)于品種不斷增多的工業(yè)流體介質(zhì)的相容性和性能達(dá)到最佳。 特別有意義的是，按不同成分經(jīng)過特殊復(fù)合的和的系列，具有不同的、很高的、和，同時(shí)，從而能滿足液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)嚴(yán)酷的特殊要求。第45頁(yè)/共9

29、0頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院Z-L密封圈的密封唇，其分布在高壓側(cè)的角度較陡，而在低壓側(cè)的角度較平坦，從而保證了活塞桿伸出時(shí)粘附在桿上的極薄液體膜，在活塞桿縮回時(shí)返回到高壓側(cè)。而且，這種最佳的應(yīng)力分布狀態(tài)在整個(gè)工作壓力范圍內(nèi)相當(dāng)穩(wěn)定。所以，流體動(dòng)力回吸性能得到了很好保證。密封的是由密封圈在以及在安裝時(shí)所形成的。獨(dú)特的截面形狀使有介質(zhì)壓力作用時(shí)，密封圈變形壓向溝槽外壁，且遠(yuǎn)離密封耦合面間的間隙，避免了密封圈被擠入間隙的可能。第46頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院1）在整個(gè)工作

30、壓力范圍內(nèi)具有性能；2）和密封性能均好；3）密封唇不受壓力作用，因而；4）；5），。具有如下突出：第47頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院Z-L密封圈可以應(yīng)用在使用的所有場(chǎng)合，例如、和、等，且能與Y形密封圈互換使用。Z-L密封圈的；：；：、。第48頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院與是一種既可用于，又可用于的往復(fù)運(yùn)動(dòng)用單作用密封圈。 它由一個(gè)U形外殼和一個(gè)V形不銹鋼彈簧所組成，如所示。 U形外殼的制作材料為。這是一種專門為密封系統(tǒng)研制的高性能工程熱塑性復(fù)合物。 M2型T-

31、V密封圈1V形彈簧第49頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，密封圈由施力，提供初始密封力。，主要密封力由形成，從而保證由零壓到高壓都能可靠密封。的輪廓形狀是不對(duì)稱的，其密封工作唇具有短而粗的特點(diǎn)，從而降低了摩擦，延長(zhǎng)了壽命。，則可對(duì)密封圈進(jìn)行消毒處理，并防止污染物進(jìn)入，從而實(shí)現(xiàn)“”密封。第50頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院1）可用于和；2），精確控制時(shí)也；3），；4），能承受急劇的溫度變化；5）可以進(jìn)行消毒，和。具有如下：第51頁(yè)/共90頁(yè)School of Mech

32、anical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院可以安裝在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溝槽內(nèi)。 M2型T-V密封圈的：，；，。：，；，。：。M2型T-V密封圈在活塞和活塞桿上密封的應(yīng)用實(shí)例如所示。 M2型T-V密封圈的應(yīng)用a）活塞密封 b）活塞桿密封第52頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院由兩個(gè)或兩個(gè)以上元件組成。一部分是、的元件；另一部分是充當(dāng)?shù)脑?，從而大大改善了綜合密封性能。 第53頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院是結(jié)構(gòu)與材料全部實(shí)施組合形式的往復(fù)運(yùn)動(dòng)用密封元件。它由加了填

33、充材料的和作為彈性體的（如、等）組合而成。按其用途可分為（格來圈加O形密封圈）和（斯特圈加O形密封圈），其結(jié)構(gòu)形式如所示。 同軸密封圈a）活塞用 b）活塞桿用1格來圈 2O形密封圈 3斯特圈第54頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院由于聚四氟乙烯樹脂具有自潤(rùn)滑性能，因此同軸密封圈在各類往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封圈中，是動(dòng)摩擦阻力較小的一種，如所示。 活塞密封裝置動(dòng)摩擦阻力比較1Y型密封圈 2V形密封圈 3同軸密封圈第55頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院利用的良好彈性變形性能，通過其預(yù)壓

34、縮力將格來圈（或斯特圈）緊貼在密封耦合面上起密封作用。 O形密封圈不與密封耦合面直接接觸，不存在、及等問題。 1）格來圈和斯特圈具有，且、。因此，；2），與；3）；4）根據(jù)使用條件，可改變聚四氟乙烯樹脂充填材料配比和種類，以獲得所需的物理性能。因此，同軸密封圈具有如下： 第56頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院同軸密封圈尺寸系列和公差及其安裝溝槽形式、尺寸和公差都已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，分別是液壓缸活塞和活塞桿動(dòng)密封裝置用同軸密封件尺寸系列和公差和液壓缸活塞和活塞桿動(dòng)密封裝置用同軸密封圈安裝溝槽尺寸系列和公差。同軸密封圈已被廣泛應(yīng)用于中、高壓

35、液壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封裝置。其適用范圍為：不大于50MPa；不大于1m/s；-30+120 。第57頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院為防止格來圈和斯特圈被擠入密封耦合面的間隙中，應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求控制間隙值的大小。 另外，密封性能的優(yōu)劣也受耦合面和的影響，應(yīng)引起足夠重視。第58頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院本節(jié)將介紹一下兩種新型格來圈：u Turcon格來圈；u Turcon格來圈第59頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東

36、南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院Turcon格來圈是在保留傳統(tǒng)的彈性體施力密封的優(yōu)良特性基礎(chǔ)上，改進(jìn)其幾何形狀方面的弱點(diǎn)，從而可以滿足液壓缸在負(fù)載下精確定位的要求。它的制作材料為。這種新型密封圈的，且可使與之間保持較大的間隙 。第60頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院T形格來圈的截面形狀及其接觸應(yīng)力分布如所示。 格來圈的兩個(gè)側(cè)面都有，使密封圈的截面朝著逐漸變窄。截面形狀仍然結(jié)實(shí)而緊湊，且也因壓力產(chǎn)生的最大壓縮所需要的彈性。T形格來圈所具有側(cè)邊角度，使其具有一個(gè)附加的自由度，因而密封圈能輕微地傾側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。 T形格來圈的截面形狀及應(yīng)力分布1O形密封圈

37、2格來圈， 導(dǎo)致密封圈有所“”。這樣就可以把最大壓力點(diǎn)移到高壓側(cè)密封圈邊緣的位置（見）。相反，密封圈的低壓側(cè)，出現(xiàn)一個(gè)沒有壓縮或剪切負(fù)載的中間變形區(qū)，從而有效地減少了密封圈被擠入間隙的危險(xiǎn) 。第61頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院1）性能非常好；2）允許有較大的，故可降低加工費(fèi)用，并能在有污物的介質(zhì)中安全使用；3），；4）可采用，對(duì)工作條件的；5）可適用于（生物油）。具有如下： 第62頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院T形密封圈的形狀簡(jiǎn)單，且溝漕尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)，可用于整體

38、式活塞密封。不大于80MPa；不大于1.5m/s；-54+200。應(yīng)用實(shí)例如所示 。 T形格來圈應(yīng)用實(shí)例1O形密封圈 2T形格來圈第63頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院密封裝置以疊加的方式將、和組裝在一起，使它在單一的溝槽中得到一種輕巧的密封結(jié)構(gòu)，且具有極好的性能，如所示。HPRTurcon HPR型格來圈的截面形狀及應(yīng)力分布1格來圈 2彈性體 3擋圈p第64頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院格來圈中為一個(gè)形狀勻稱的釋壓環(huán)，它在徑向?qū)褪┝Α?HPR型Turcon格來圈

39、密封裝置作為主密封，具有釋壓能力，可防止密封元件間產(chǎn)生困壓現(xiàn)象。，HPR型格來圈對(duì)下游的支承元件和副密封提供充分的潤(rùn)滑液膜，格來圈的均勻幾何形狀可在活塞桿縮回時(shí)產(chǎn)生回吸作用，從而也控制了潤(rùn)滑的狀況。 HPR型格來圈的截面形狀及應(yīng)力分布1格來圈 2彈性體 3擋圈p第65頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院1），；2），可適應(yīng)較大的配合間隙，；3），長(zhǎng)行程時(shí)；4），和流體；5），；6）。這種密封裝置的是：適用于或，采用整體式溝槽結(jié)構(gòu)。不大于50MPa；不大于1.5m/s；-54+135；：石油基液壓油、水乙二醇 。第66頁(yè)/共90頁(yè)Sch

40、ool of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院是由橡膠環(huán)和金屬環(huán)整體粘合硫化而成的密封元件，如所示。 組合密封墊圈1橡膠環(huán) 2金屬環(huán)墊圈的起支承作用，承受壓縮變形后起密封作用。與之差為橡膠的壓縮量。 組合密封墊圈的是，連接時(shí)的。承載的流體壓力高，且無需加開密封安裝溝漕，因此應(yīng)用非常廣泛。適用于不大于100MPa，范圍為-30+200的靜密封 。第67頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院在液壓缸中，被設(shè)置于或密封外側(cè)，用以防止在活塞桿或柱塞運(yùn)動(dòng)期間，外界塵埃、砂粒等異物侵入液壓缸，從而引起、和等的損傷和早

41、期磨損，并污染工作介質(zhì)，導(dǎo)致液壓元件損壞 。第68頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院普通型防塵圈只有一個(gè)防塵唇邊，其支承部分的，。制作材料一般為耐磨的或。 普通型防塵圈a）截面 b）安裝1內(nèi)唇 2防塵唇 3防塵圈 4軸，具有密封作用，并在安裝溝槽接觸處形成靜密封。的：不大于1m/s；：-30 +110；：石油基液壓油和水包油乳化液。 第69頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2型Turcon防塵圈的截面形狀及應(yīng)力分布1防塵圈 2O形密封圈O形密封圈的彈性確保防塵唇均勻地緊

42、貼在滑動(dòng)表面上，從而使防塵圈起到了刮塵的作用。 由于Turcon是一種極為耐磨、并經(jīng)過特殊改進(jìn)的聚四氟乙烯材料，其固有剛度高，因此防塵圈即使在苛刻條件下使用也不會(huì)變形。 p第70頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的是：，。，和現(xiàn)象。即使在有難對(duì)付的雜質(zhì)和冰的情況下，也具有。，。 2型Turcon防塵圈的應(yīng)用1防塵圈的應(yīng)用實(shí)例如所示。 第71頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院是一種用于旋轉(zhuǎn)軸端面密封的防塵裝置，其和如所示。 旋轉(zhuǎn)軸用防塵圈的截面及其安裝防塵圈的密封唇緣緊貼軸

43、頸表面，并隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，由于的作用，斜面上的塵土等異物均被拋離密封部位，從而起到和作用。 旋轉(zhuǎn)軸用防塵圈的是： 、裝、；、和等影響；。 第72頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院俗稱。它是安裝在旋轉(zhuǎn)軸和靜止件之間，用于密封潤(rùn)滑油外泄和防止外界塵土、雜物侵入設(shè)備內(nèi)部的動(dòng)密封元件。Part 5.7.1 旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈（油封）普通油封的使用壓力小于0.5MPa，耐壓油封的工作壓力可達(dá)11.2MPa。 第73頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院制作:-40+120，制作:-25+2

44、00，制作:-20+150。 油封的工作線速度一般小于15m/s。油封的分類分類，可分為低速油封（小于6m/s)和高速油封（大于6m/s)。 分類，可分為常壓型油封和耐壓型油封。 油封的工作溫度范圍 第74頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院分類，又可分為有骨架型油封和無骨架型油封；有彈簧型油封和無彈簧型油封。 通常，對(duì)油封的要求是：1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作和裝拆容易。2）安裝腔體的尺寸緊湊，加工方便。3）密封性能好，能長(zhǎng)時(shí)間保持密封效果。4）對(duì)軸的振擺、偏心的適應(yīng)性能好。第75頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engi

45、neering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院油封在旋轉(zhuǎn)軸上的安裝情況，如所示。 油封在旋轉(zhuǎn)軸上的安裝1骨架 2橡膠密封體 3彈簧，油封的內(nèi)徑小于軸徑，有一定的過盈量。這樣，當(dāng)油封裝到軸上后，即使沒有彈簧，也有一定的徑向力作用在軸上。，在油封唇緣的上方，加裝一個(gè)彈簧（見）。 依靠彈簧對(duì)軸的抱緊力來克服軸在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，因振擺、跳動(dòng)所造成的間隙，并使油封的唇緣能始終緊貼于軸的表面。 第76頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院維持油封密封性能的關(guān)鍵是介于唇緣與軸表面之間的一層油膜。因此，油封的是的。 在軸旋轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)過程中，油膜的厚度也在不斷變化，其變動(dòng)

46、量一般約在20%50%之間。油是。而油膜的表面張力則與油的粘度、運(yùn)動(dòng)速度等因素有關(guān)。 一般認(rèn)為，容易泄漏；，則會(huì)導(dǎo)致干摩擦。 最理想的情況是保持“” ，即始終保持臨界潤(rùn)滑狀態(tài)。而“臨界油膜厚度”的形成與保持，與油封對(duì)軸的徑向力的大小及其分布狀況直接有關(guān)。 ：盡量采用最小的徑向力而得到最尖銳的“”壓力分布，可獲得最佳的密封效果。第77頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院選擇油封的材料時(shí)，必須考慮材料對(duì)工作介質(zhì)、工作溫度及唇緣在軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的適應(yīng)性。 一般油封工作時(shí)若其唇緣的溫度高于工作介質(zhì)溫度2050，應(yīng)引起重視。 一般不超過0.05M

47、Pa。，應(yīng)選用耐壓型油封。目前，國(guó)外耐壓型油封的使用壓力可達(dá)10MPa。第78頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院油封的型式和種類很多，可按工作條件與使用要求查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)選用。，為獲得適當(dāng)?shù)某跏紡较蛄Γ瑧?yīng)保證唇緣對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的過盈量要求，其值如所示。 油封唇對(duì)軸的過盈量軸徑軸徑/mm/mm油封唇的過盈油封唇的過盈量量/mm/mm軸徑軸徑/mm/mm油封唇的過盈油封唇的過盈量量/mm/mm303030503050508050800.50.90.50.90.61.00.61.0 0.71.2 0.71.280120801201201801

48、201801802201802200.81.30.81.30.91.40.91.4 1.01.5 1.01.5第79頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院密封裝置由一個(gè)高級(jí)Turcon材料的密封環(huán)格來圈和一個(gè)彈性施力的O形密封圈組合而成，如所示。 旋轉(zhuǎn)格來圈a）外圓密封 b）內(nèi)圓密封1O形密封圈 2格來圈為適應(yīng)高速和低速不同工況的需要，根據(jù)格來圈的截面大小不同，在密封面上加工了一個(gè)或兩個(gè)環(huán)形溝槽（見圖）。 該溝槽具有以下：由于提高了密封表面的比壓，因此提高了密封效果；形成一個(gè)潤(rùn)滑油腔，從而降低了摩擦力。第80頁(yè)/共90頁(yè)School o

49、f Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院為了保證介質(zhì)壓力能作用到O形密封圈上，在格來圈的側(cè)面開有若干條徑向溝槽，用以托住O形密封圈。格來圈的背面，設(shè)計(jì)成內(nèi)凹弧形，使之增加接觸面，并防止格來圈隨軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)格來圈具有如下： 1）或均能適用；2）具有潤(rùn)滑腔，；3）和。旋轉(zhuǎn)格來圈密封裝置應(yīng)用于有旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軸、桿、銷、旋轉(zhuǎn)接頭等處的動(dòng)密封。它可承受兩側(cè)壓力或交變壓力的作用。 :不大于30MPa（1m/s時(shí))，或不大于20MPa（2m/s時(shí))；:-54+200（取決于O形密封圈的材質(zhì)）；：石油基液壓油、難燃液、環(huán)保安全液壓液（生物油）、水、空氣等。第81頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院是一種用于旋轉(zhuǎn)軸處的單向作用密封圈。 它由一個(gè)用制作的U形密封圈和一個(gè)V形不銹鋼彈簧所組成，如所示。 旋轉(zhuǎn)Variseal密封圈1U形密封圈 2V形密封圈在密封圈的外部有一個(gè)，所以可以防止它在溝槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)；它的，在粘度很高的工作介質(zhì)中也有良好的密封效果。Part 5.7.3 旋轉(zhuǎn)Variseal密封圈第82頁(yè)/共90頁(yè)School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，初始密封力由彈