密封圈的設(shè)計

1、防塵圈的設(shè)計防塵圈的設(shè)計等高等高Y形圈的設(shè)計形圈的設(shè)計不等高不等高Y形圈的設(shè)計形圈的設(shè)計V形圈的設(shè)計形圈的設(shè)計蕾形圈、鼓形圈的設(shè)計蕾形圈、鼓形圈的設(shè)計斯特封、格萊圈的設(shè)計斯特封、格萊圈的設(shè)計防塵圈的跟部尺寸寬度S防塵圈唇口過盈產(chǎn)品高度 公稱斷面w457.510跟部斷面s3.54.36.58.7過盈量0.811.251.520%20.00%16.67%15.00% 產(chǎn)品高度8101418密封的分類密封的分類動密封動密封往復(fù)密封往復(fù)密封旋轉(zhuǎn)密封旋轉(zhuǎn)密封靜密封靜密封O形圈、方形圈、組合墊片、金屬墊片形圈、方形圈、組合墊片、金屬墊片迫緊密封迫緊密封(擠壓形密封擠壓形密封)O形圈、鼓形圈、蕾形圈、山形圈

2、、形圈、鼓形圈、蕾形圈、山形圈、D形圈、組合密封形圈、組合密封唇形密封唇形密封Y形圈、形圈、V形圈形圈旋轉(zhuǎn)油封旋轉(zhuǎn)油封有骨架、無骨架油封，有簧、無簧油封，單唇、雙唇油封有骨架、無骨架油封，有簧、無簧油封，單唇、雙唇油封機械密封機械密封For application where no leakage is allowed, a contact sealing element is used.實際應(yīng)用中，當(dāng)不允許有實際應(yīng)用中，當(dāng)不允許有泄漏發(fā)生時，那么就必須泄漏發(fā)生時，那么就必須應(yīng)用一個密封系統(tǒng)。應(yīng)用一個密封系統(tǒng)。1 Uninstalled O-Ring / O型圈安裝前型圈安裝前2 O-Ring

3、 installed / O型圈安裝后型圈安裝后3 Installed O-Ring with pressure / O型圈安裝后受力狀況型圈安裝后受力狀況As a result of contacting loads, the elastic seal is pressed against the sealing surface / 密封件因受力密封件因受力而貼緊密封表面，從而起到密封的效果而貼緊密封表面，從而起到密封的效果Profile under pressure loading / 承受壓力狀態(tài)承受壓力狀態(tài)(Radial stress distribution)徑向壓力分配情況Medi

4、um under pressure / 受壓受壓介質(zhì)介質(zhì)Primary lip / 主密封唇主密封唇EXAMPLE/舉舉 例例:R&D / 研研 發(fā)發(fā)Finite Elements Analysis有有 限限 元元 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 分分 析析 Y Seal is the same sealing process as O-Ring / Y型型圈的圈的密封原理與密封原理與O型圈相同型圈相同 Contact stress determined with FEA / Y型型圈的內(nèi)部壓力分圈的內(nèi)部壓力分布情況布情況 Zero leakage can only be done at ideal situat

5、ion / 零泄零泄漏只可在理想狀態(tài)下實現(xiàn)漏只可在理想狀態(tài)下實現(xiàn)臨界油膜厚度h0= 8v 0.5 9 dp/dx max靜密封的密封機理靜密封是依靠封閉結(jié)合面間的間隙以實現(xiàn)密封作用，不需要考慮摩擦與磨損。密封表面的泄漏是由密封圈的材料性質(zhì)、配合表面的加工精度、粗糙度和壓緊程度決定的。使用橡膠和軟金屬等類材料，用較小的壓緊力就可以完全壓緊，從而阻止流體的泄漏；對于較硬的金屬墊圈，有時使用較大的壓緊力不能完全壓緊，以致密封性差，但如降低表面粗糙度，增加表面真實接觸面積，用較小的壓緊力也可以改善密封性能。為使密封圈在流體壓力作用下保持密封，通常在設(shè)計時規(guī)定極限密封比壓值，此極限密封比壓是指密封圈在流

6、體壓力作用下仍能保持密封可靠性時的比壓?？紤]到密封力與內(nèi)壓力之間的定性關(guān)系(局部非線性)，實際使用時應(yīng)該使初始密封力達到與極限比壓相當(dāng)?shù)臉O限比壓以上，使用時才較為安全。動密封的密封機理動密封不能單純依靠封閉結(jié)合面間的間隙來實現(xiàn)密封，因為結(jié)合面間的間隙密封得愈緊密，對偶表面相對運動時的摩擦阻力就愈大，導(dǎo)致結(jié)合面發(fā)熱，影響潤滑油膜的形成，使密封很快失效。因此，對動密封作用機理的研究，集中在結(jié)合面間形成與保持潤滑油膜的機理方面，這樣既可保持密封，又不致于有過大的摩擦力。常用密封件介紹1. O型圈2. O型圈密封機理O形圈是一種典型的具有自密封作用得壓縮型密封件，主要作壓縮密封使用。O形圈安裝在溝槽和

7、被密封面之間，有一定的壓縮量，由此產(chǎn)生的反彈力給予被密封的光滑表面和溝槽底面以初始的壓縮應(yīng)力，從而起預(yù)密封作用(若O形圈無壓縮量，O形圈不與被密封面和溝槽底面緊密接觸，流體就可能浸潤O形圈截面周邊而喪失任何密封作用)。當(dāng)有內(nèi)壓作用時，O形圈被推向溝槽另一側(cè)而擠壓成D形，并把壓力傳遞給接觸面。內(nèi)壓力越大，O形圈變形就越大，從而傳遞給接觸面的壓力就越大，密封作用也越大。這種由流體壓力自動增強密封效果的作用，叫做自密封作用。O型圈如果壓縮量太小，初始接觸壓力很小，最大接觸壓力也不會太大，則密封安全系數(shù)就很小；如壓縮量過大，則O型圈可能加大壓縮應(yīng)力松弛作用和永久變形量，反而影響O型圈的使用壽命，將導(dǎo)致

8、早期喪失彈性造成泄漏而失效。另外，對往復(fù)運動來說，壓縮量越大，摩擦力就越大，功率的損失和密封面的磨損就越大。因此，各種密封方式選用合適得壓縮量至關(guān)重要。3. 壓縮量計算對氣動動密封壓縮量415%，一般驗算以9%計；對液壓動密封壓縮量717%，一般驗算以13%計；對靜密封壓縮量1120%，一般驗算以15%計。 常用密封件介紹常用密封件介紹 4. O 形圈標準 O 形圈目前有 45、180兩種分模面。一般來講，45分模面主要用于動密封，180用于靜密封，PARKER 不分。 在實際應(yīng)用中常見標準及斷面尺寸 標 準 號 截 面 規(guī) 格 備 注 GB1235-76 1.9、2.4、3.1、3.5、5.

9、7、8.6 標注外徑 GB3452.1-82(92) 1.8、2.65、3.55、5.3、7.0 標注內(nèi)徑 AS568A、Parker2-系列 1.78、2.62、3.53、5.33、6.99 標注內(nèi)徑 JIS B2401、Parker P、G 系列 1.9、2.4、3.5、5.7、8.4 標注內(nèi)徑 5. O 形圈密封利弊 1) 結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、價格低廉； 2) 用于動密封時安定性差； 3) 起動摩擦力大，有粘滯現(xiàn)象； 用于旋轉(zhuǎn)時，由于焦耳效應(yīng)對轉(zhuǎn)軸摩擦和磨損非常劇烈。 2. 唇形密封唇形密封圈是指將密封圈的受壓面制成唇形并具有壓力強化密封作用的一類密封圈。結(jié)構(gòu)形式有V、U、Y、L、J形及

10、各種特殊形狀。在材料上主要是橡膠、夾布橡膠、皮革、聚四氟乙烯及金屬。唇形密封圈主要用于往復(fù)運動密封，其中有些類型也可以用于低速旋轉(zhuǎn)密封或靜密封。2.2密封機理橡膠唇形密封圈的密封原理是依靠裝填在密封腔體中的預(yù)緊力，以其唇邊緊貼密封腔體表面，阻塞泄漏通道而獲得密封效果。在介質(zhì)壓力作用時，唇邊進一步貼緊密封腔體表面從而增強阻塞泄漏通道的密封效果。唇形密封圈具有比擠壓型密封更顯著的自密封作用。2.1壓縮量計算(略)2.2 唇形密封標準(參見樣本)2.3 唇形密封利弊1)優(yōu)良的自密封作用，無論用于低壓或高壓，起密封效率都很高；而且對磨損有一定的補償作用，不致過快的泄漏；2)良好的形狀穩(wěn)定性和較低的摩擦

11、阻力，在往復(fù)運動中不易造成扭轉(zhuǎn)損害；3)在液壓系統(tǒng)中具有控制流體薄膜的特殊性質(zhì)、潤滑性良好；4)適合做大直徑的往復(fù)運動密封件；5)采用橡膠/塑料(尼龍、聚甲醛、聚四氟乙烯等)復(fù)合結(jié)構(gòu)，可使這類密封圈具有很寬的耐壓范圍和較長的工作壽命。常見的密封圈損壞形式常見的密封圈損壞形式Ra0.11.6m密封件的基本要求密封件的基本要求 通過對密封機理的分析，可以得出對密封件材料的基本要求： 1) 耐壓性(抗擠出性)； 2) 耐磨性； 3) 耐溫性； 4) 高彈性(自封性、隨動性)； 5) 低摩擦； 6) 耐介質(zhì)性； 耐壓性 密封件主要是依靠封閉結(jié)合面間的間隙以實現(xiàn)密封作用，不可避免地承受著密封壓力對其向間

12、隙擠出的作用，其抵抗擠出的能力取決于材料本身的強度。其解決途徑有 4 種： 1) 減小密封間隙 2) 提高材料強度，如聚氨酯對丁腈橡膠； 3) 加裝擋圈； 4) 采用合理的幾何形狀 耐磨性 密封圈是通過于密封表面的緊密配合，利用密封唇的犁削作用將油膜拭下而實現(xiàn)密封的，改善密封件耐磨性的方法如下： 1) 提高材料強度； 2) 設(shè)計合適的唇口形式，控制唇口接觸寬度； 3) 改善密封表面的加工質(zhì)量：合理的粗糙度范圍(粗糙度大于 Ra1.6m 時，摩擦系數(shù)很大，粗糙度小于 Ra0.1m 時，難以保持潤滑油膜，摩擦系數(shù)反而增大)、合理的加工方式； 隨動性 隨動性主要表現(xiàn)在動密封的過程中，由于存在加工及受力作用等因素的影響，密封表面的移動軌跡會呈現(xiàn)非直線性， 其密封間隙會忽大忽小， 若密封件不能隨機進行補償?shù)脑挘瑢斐尚孤?。密封件的隨動性可以依靠其本身的彈性來實現(xiàn)，但也可通過采用合理的截面形狀來改善其跟隨性 其他參見材料部分 小小結(jié)結(jié)解決機械產(chǎn)品泄漏的基本方法有以下5種：1) 減小密封部位內(nèi)外