液壓與氣壓傳動(dòng)5

1、School of Mechanical Engineering第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Chapter 5 密封件 本章主要內(nèi)容： 5.1 密封的作用與分類 5.2 密封件的材料 5.3 密封件 5.4 新型密封件 5.5 組合式密封件 5.6 防塵圈 5.7 旋轉(zhuǎn)密封件 5.8 膠密封與帶密封 1School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)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目的任務(wù): 重點(diǎn)難

2、點(diǎn): 第五章 密封件2School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.1 密封的作用與分類在液壓與氣壓傳動(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)置于密封裝置中、起密封作用的元件稱為密封件。液壓與氣壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)，在系統(tǒng)及元件的容腔內(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“越界流出”現(xiàn)象稱為泄漏。 1. 密封的作用及其意義3School of Mechanical Engineering東

3、南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)泄漏分為內(nèi)泄漏和外泄漏兩類。對(duì)于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，內(nèi)泄漏會(huì)引起系統(tǒng)容積效率的急劇下降，達(dá)不到所需的工作壓力，使設(shè)備無法正常運(yùn)作；外泄漏則造成工作介質(zhì)浪費(fèi)和污染環(huán)境，甚至引發(fā)設(shè)備操作失靈和人身事故。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)的體積稱為泄漏量。對(duì)于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，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)，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的泄漏同樣會(huì)造成系統(tǒng)壓力下降，能耗加大，動(dòng)作紊亂，或造成真空系統(tǒng)中的負(fù)壓建立不起來；氣缸進(jìn)氣口的泄漏將造

4、成氣缸低速運(yùn)行的爬行，等等。正確和合理地使用密封件是液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證4School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)密封的作用是阻止泄漏。造成泄漏的原因主要有兩方面：一是密封面上有間隙；二是密封部位兩側(cè)存在較大壓力差。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：1）封住結(jié)合面的間隙；2）切斷泄漏通道；3）增加泄漏通道中的阻力；4）設(shè)置作功元件，對(duì)泄漏介質(zhì)造成壓力，以抵消或平衡泄漏通道的壓力差。2. 密封的分類5School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程

5、學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)分類主要密封件靜密封非金屬靜密封O形橡膠密封圈橡膠墊片聚四氟乙烯生料帶橡膠-金屬復(fù)合靜密封組合密封墊圈金屬靜密封金屬墊圈空心金屬O形密封圈液態(tài)密封墊密封膠表5-1 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)，可將密封分為靜密封和動(dòng)密封兩大類。另外按照密封件的制作材料、結(jié)構(gòu)形式和密封機(jī)理等還可進(jìn)一步細(xì)分。密封的分類見表5-1。6School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)動(dòng)密封非接觸式密封間隙密封利用間隙迷宮阻尼等接觸式密封自封式壓緊型密封O形橡膠密封圈同軸密封圈異形密封圈其他自封式自

6、緊型密封(唇形密封)Y形密封圈V形密封圈組合式U形密封圈星形和復(fù)式唇密封圈帶支承環(huán)組合雙向密封圈其他活塞環(huán)金屬活塞環(huán)旋轉(zhuǎn)軸油封油封液壓缸導(dǎo)向支承件導(dǎo)向支承環(huán)液壓缸防塵圈防塵圈其他其他7School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)密封件材料應(yīng)滿足密封功能的要求。由于被密封的工作介質(zhì)以及設(shè)備工作條件的不同，密封件材料應(yīng)具有不同的適應(yīng)性。Part 5. 2 密封件的材料密封材料的一般要求：1）材料密實(shí)，不易泄漏工作介質(zhì)；2）對(duì)工作介質(zhì)有良好的適應(yīng)性和穩(wěn)定性；3）有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度和硬度，受工作介質(zhì)的影響小；4）壓縮性和復(fù)原性好，永久變

7、形??；5）溫度適應(yīng)性好，高溫下不軟化、不分解；低溫下不硬化、不脆裂；1. 對(duì)密封件材料的要求密封材料的一般要求：6）摩擦因數(shù)小，耐磨性好；7）抗腐蝕性能好，能在工作介質(zhì)中長(zhǎng)期工作，其體積和硬度變化小；8）與密封面貼合的柔軟性和彈性好 ；9）耐臭氧性和耐老化性好，使用壽命長(zhǎng)； 10）加工性能好，價(jià)格低廉。 8School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)2. 常用橡膠密封材料常用的橡膠密封材料主要是合成橡膠。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)不同膠種的特性和使用范

8、圍，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)的介質(zhì)和使用溫度范圍見表5-2。9School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)注：可以使用；有條件使用；不可使用。表5-2 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石油基液壓油和礦物基潤(rùn)滑酯難燃性液壓油使用溫度范圍水-油乳化液水-乙二醇基磷酸酯基靜密封動(dòng)密封丁腈橡膠聚氨酯橡膠氟橡膠硅橡膠丙烯酸酯橡膠丁基橡膠乙丙橡膠-40+120-30+80-25+250-50+280-10+180-20+130-30+120-40+100一般不用-25+180一般不用-1

9、0+130-20+80-30+12010School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)3. 常用合成樹脂密封材料常用合成樹脂中，使用最多的是聚四氟乙烯樹脂。在聚四氟乙烯中摻入不同的充填材料，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石油基液壓油、水-油乳化液、水-乙二醇基液壓液、磷酸脂基液壓液等工作介質(zhì)的密封。常用合成樹脂密封材料的主要特點(diǎn)和應(yīng)用范圍見表5-3。 11School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)表5

10、-3 常用合成樹脂密封材料的主要特點(diǎn)和應(yīng)用范圍名稱使用溫度/主要特點(diǎn)應(yīng)用范圍聚四氟乙烯及加充填物聚四氟乙烯-100+260耐磨性極佳,耐熱耐塞性優(yōu)良,能耐幾乎全部化學(xué)藥品及溶劑和油等液體.彈性差,熱脹系數(shù)大適用于制作擋圈、支承環(huán)、導(dǎo)向支承環(huán)及壓環(huán)，與O形圈等組合成同軸密封圈。噴涂、貼粘在密封件工作面，以降低摩擦因數(shù)，提高耐熱性。制作生料帶聚酰胺尼龍-40+100耐磨性能佳（優(yōu)于銅和一般鋼材），耐弱酸、弱堿和水、醇等溶劑。沖擊性好，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，抗強(qiáng)酸腐蝕性差，溶于濃硫酸、苯酚，有吸水性及冷流性適用于制造擋圈、壓環(huán)、導(dǎo)向支承環(huán)等。三元尼龍與丁腈并用制作往復(fù)動(dòng)密封，可改善密封件性能聚甲醛-40

11、+100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)密封圈用的擋圈和導(dǎo)向支承環(huán)等12School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)表5-4 常用金屬密封材料的種類和應(yīng)用范圍材料使用溫度/應(yīng)用范圍材料使用溫度/應(yīng)用范圍鉛銀黃銅鎳紫銅100650260810315適用于高溫、高壓油、高壓水蒸氣等場(chǎng)合蒙太爾合金鋁不銹鋼欽鋯810430870540適用于高溫、高壓油、高壓水蒸氣等場(chǎng)合金屬密封材料主要用于靜密封。常用金屬密封材料的種類和應(yīng)用范圍見表5-4。 4. 常用金屬密封材料13School

12、of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)除間隙密封外，密封都是利用密封件使偶合面間的間隙控制在工作介質(zhì)能通過的最小間隙之下。該最小間隙取決于工作介質(zhì)的壓力、粘度、相對(duì)分子質(zhì)量等。Part 5.3 常用密封件接觸式動(dòng)密封中的壓型密封，是通過由預(yù)壓縮力和介質(zhì)壓力產(chǎn)生的壓緊力，在密封件與偶合面之間形成接觸壓力，介質(zhì)壓力愈高，接觸壓力愈大，使密封件與耦合面緊密貼合，以阻塞泄漏通道，達(dá)到自密封。而自封式自緊型密封，則是利用密封件自身變形所產(chǎn)生的反壓力也隨介質(zhì)壓力的增加而增大，從而達(dá)到自密封。本章介紹常用的O形、Y形和V形密封圈的主要性能、密封原理

13、及其應(yīng)用。14School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.3.1 O型密封圈1. 主要性能O形封圈是一種截面為圓形的橡膠圈，如圖5-1所示。其材料主要為丁腈橡膠或氟橡膠。O形密封圈是液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中使用最廣泛的一種密封件。它主要用于靜密封和往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封。圖5-1 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0.0050.3m/s。用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封時(shí)，僅限于低速回轉(zhuǎn)密封裝置。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。15School of Me

14、chanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)O形密封圈與其他形式密封圈比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)小巧，裝拆方便。2）靜、動(dòng)密封均可使用。3）動(dòng)摩擦阻力比較小。4）使用單件O形密封圈，可對(duì)兩個(gè)方向起密封作用。5）價(jià)格低廉。但是，當(dāng)設(shè)備閑置時(shí)間過久而再次起動(dòng)時(shí)，O形密封圈的摩擦阻力會(huì)因其與密封副耦合面的粘附而陡增，并出現(xiàn)蠕動(dòng)現(xiàn)象。16School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)2. 用于靜密封時(shí)的密封原理當(dāng)沒有介質(zhì)壓力時(shí)，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，如圖

15、5-2a所示。圖5-2 O形密封圈的靜密封原理a)空載狀態(tài)O形密封圈裝入密封槽后，其界面承受接觸壓縮應(yīng)力而產(chǎn)生變形17School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)而當(dāng)容腔內(nèi)充入有壓力的介質(zhì)后，則在介質(zhì)壓力p的作用下，O形密封圈發(fā)生位移，移向低壓側(cè)，且其彈性變形進(jìn)一步加大，填充和封閉了密封間隙。此時(shí)，作用于密封副偶合面的接觸壓力上升為p0+p=pm，從而大大增加了密封效果，如圖5-2b所示。 當(dāng)容腔內(nèi)的介質(zhì)卸壓后（p=0），則由于O形密封圈仍具有初裝時(shí)的預(yù)接觸應(yīng)力p0，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

16、 O形密封圈的靜密封原理b)承載狀態(tài)2. 用于靜密封時(shí)的密封原理18School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)3. 用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封時(shí)的密封原理 O形密封圈在往復(fù)運(yùn)動(dòng)滑移面上的接觸情況，如圖5-3所示。此時(shí)O形密封圈的動(dòng)密封作用主要還是依靠其預(yù)壓縮和加壓后作用于耦合面上的接觸應(yīng)力，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?。圖5-3 O形密封圈的動(dòng)密封原理 19School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)此外，還存在其他復(fù)雜情況 ：當(dāng)用于液體介質(zhì)密

17、封時(shí)，由于液體的壓力、粘度及運(yùn)動(dòng)速度等因素的作用，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，如圖5-3a所示。這層液體薄膜始終存在著，它亦起一定的密封作用。 當(dāng)滑移面向外伸出時(shí)，液體膜隨之一起探出，如圖5-3b所示。當(dāng)滑移面縮回時(shí)，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（見圖5-3c）。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，O形密封圈不宜應(yīng)用于滑移面需頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)的密封裝置中。20School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓

18、傳動(dòng)4. 應(yīng)用O形密封圈一般安裝在外圓或內(nèi)圓上截面為矩形的溝槽內(nèi)起密封作用，如圖5-4所示。圖5-4 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)21School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)O形密封圈良好的密封效果很大程度上取決于O形密封圈尺寸與溝槽盡寸匹配的正確性，世界各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此都有較嚴(yán)格的規(guī)定。密封裝置設(shè)計(jì)時(shí)若O形密封圈的壓縮量選擇過小，或加工溝槽時(shí)公差波動(dòng)使壓縮量趨小，裝配后就會(huì)引起泄漏；如果壓縮量選擇過大，或加工溝槽時(shí)公差波動(dòng)使壓縮量趨大，則會(huì)導(dǎo)致O形密封圈橡膠應(yīng)力松弛而形成泄漏。同樣，若裝配后O

19、形密封圈拉伸過度，也會(huì)因其過早老化而引起密封裝置泄漏。 4. 應(yīng)用22School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)O形密封圈的拉伸量和壓縮率c可按下列公式計(jì)算（5-1）（5-2）式中 d2O形密封圈截面直徑； DO形密封內(nèi)徑；D1、D2、D3，如圖5-5（見教材P232）所示； hO形密封圈安裝空間的高度，即 dcO形密封圈安裝空間的高度，即： kc系數(shù)，一般取kc=1.251.45。 23School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)O形密封圈的拉伸量和壓縮率

20、的選用范圍，見表5-5。表5-5 O形密封圈的拉伸量和壓縮率的選取范圍密封型式密封介質(zhì)拉伸量/mm壓縮率c(%)靜密封液壓油空氣1.031.041.0115251525往復(fù)動(dòng)密封液壓油空氣1.021.0112171217旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封液壓油0.951510由表5-5可知，靜密封的壓縮率大于動(dòng)密封，但是其極值應(yīng)小于25%。否則壓縮應(yīng)力明顯松弛，將產(chǎn)生過大的永久變形。在高溫工況中，尤為嚴(yán)重。然而壓縮率也不宜過小，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形密封圈安裝溝槽的寬度為O形密封圈直徑的1.31.5倍，即b=1.31.5d2。靜密封時(shí)，壓縮量較大，應(yīng)取大值；往復(fù)動(dòng)密封時(shí)，應(yīng)取

21、小值，旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封時(shí)，取b=1.051.1d2，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 。24School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)當(dāng)被密封的介質(zhì)工作壓力較高時(shí)，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 ，引起密封圈破壞。 解決方法:當(dāng)動(dòng)密封工作壓力超過7MPa或靜密封工作壓力大于32MPa時(shí)，應(yīng)在O形密封圈低壓側(cè)安置擋圈 ；若雙向交替受介質(zhì)壓力，則于密封圈兩側(cè)各加一個(gè)擋圈，如圖5-6所示。圖5-6 O形密封圈擋圈的安裝a)單向受壓 b) 雙向交替受壓在經(jīng)常承受脈沖壓力的密封裝置中，也應(yīng)采用

22、擋圈，以防止密封圈異常損耗。擋圈的材料一般為聚四氟乙烯樹脂，或尼龍1010和尼龍6等。25School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.3.2 Y型密封圈1. 主要性能Y形密封圈的截面呈Y形，是一種典型的唇形密封圈。 按其截面的高、寬比例不同，可分為寬型、窄型、Yx型等幾類 若按兩唇的高度是否相等，則可分為軸、孔通用型的等高唇Y(jié)形密封圈和不等高唇的軸用Y形密封圈和孔用Y形密形圈,如圖5-7所示。 圖5-7 Y形密封圈a)等高唇 b)不等高唇（Yx型）26School of Mechanical Engineerin

23、g東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Y形密封圈廣泛應(yīng)用于往復(fù)動(dòng)密封裝置中，其使用壽命高于O形密封圈。 工作速度范圍：采用丁腈橡膠制作時(shí)為0.010.6m/s；采用氟橡膠制作時(shí)，為0.050.3m/s；采用聚氨酯橡膠制作時(shí)，則為0.011m/s。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形密封圈的適用工作壓力不大于40MPa，工作溫度為-30+80。 Y形密封圈的性能特點(diǎn)：1）密封性能可靠；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。27School of Mechanical Engine

24、ering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)2. 密封原理Y形密封圈依靠其張開的唇邊貼于密封副耦合面，并呈線狀接觸，在介質(zhì)壓力作用下產(chǎn)生“峰值”接觸應(yīng)力，壓力越高，應(yīng)力越大。當(dāng)耦合件以工作速度相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在密封唇與滑移耦合面之間形成一層密封液膜，從而產(chǎn)生密封作用。密封唇邊磨損后，由于介質(zhì)壓力的作用而具有一定的自動(dòng)補(bǔ)償能力。28School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)圖5-8所示為帶有副唇的軸用Y形密封圈。每次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后，在其主、副唇之間都會(huì)殘留下微量液體（工作介質(zhì)）。隨著往復(fù)運(yùn)動(dòng)次數(shù)的增多，殘留液體將充滿主、

25、副唇之間的空間，形成一個(gè)特殊的“圍困區(qū)”。當(dāng)主唇處于工作狀態(tài)時(shí)，由于“圍困區(qū)”內(nèi)液體不可壓縮，其間的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于小腔內(nèi)的工作壓力（見圖5-8）。此時(shí)，副唇與耦合面的接觸應(yīng)力，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于主唇與耦合面間的接觸應(yīng)力。因而，當(dāng)軸外伸圖5-8 帶副唇的軸用Y形密封圈截面1副唇 2主唇 3小腔時(shí)迫使“圍困區(qū)”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。“圍困區(qū)”內(nèi)的壓力越高，則副唇對(duì)耦合面的接觸應(yīng)力越大，密封性能也就越良好。 p29School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)3. 應(yīng)用 安裝Y形密封圈時(shí)，唇口一

26、定要對(duì)著壓力高的一側(cè)，才能起密封作用。 為了防止在高壓狀態(tài)下，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配合間隙的大小，使其不超過表5-6（見教材P234）所規(guī)定的最大值c，見圖5-9a。對(duì)于工作壓力大于16MPa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，如圖5-9b所示 。圖5-9 Y形密封圈的安裝a）控制間隙 b）安裝擋圈1擋圈30School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)為了防止Y形密封圈在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)、扭曲等現(xiàn)象，即保持其運(yùn)

27、動(dòng)平穩(wěn)性，可在Y形密封圈的唇口處設(shè)置支承環(huán)，如圖5-10所示。 圖5-10 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)上開有均布的導(dǎo)流小孔，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形密封圈的正確動(dòng)態(tài)姿勢(shì)，保證其良好的密封性能。 對(duì)于寬型Y形密封圈，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，可不安裝支承環(huán)。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)。31School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5

28、.3.3 V型密封圈1. 主要性能V形密封圈的截面呈現(xiàn)V形，也是一種典型的唇形密封圈。 根據(jù)制作的材料不同，可分為純橡膠V形密封圈和夾織物（夾布橡膠）V形密封圈等。 V形密封圈的密封裝置由壓環(huán)、V形密封圈和支承環(huán)三部分組成 ，如圖5-11所示。圖5-11 V形密形裝置1壓環(huán) 2V形密封圈 3支承環(huán) 32School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)V形密封圈主要用于液壓缸活塞和活塞桿的往復(fù)動(dòng)密封，其運(yùn)動(dòng)摩擦阻力較Y形密封圈大，但密封性能可靠、使用壽命長(zhǎng)。 工作速度范圍：采用丁腈橡膠制作時(shí)為0.020.3m/s；采用夾布橡膠制作時(shí)

29、為0.0050.5m/s。當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí)，可只調(diào)整壓環(huán)或填片而無須更換密封圈。 V形密封圈的最高工作壓力60MPa，適用工作溫度-30+80 33School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)V形密封圈的性能特點(diǎn)：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。34School of

30、Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)2. 應(yīng)用 安裝V形密封圈時(shí)，同樣必須將密封圈的凹口面向工作介質(zhì)的高壓一側(cè)，如圖5-12所示。 圖5-12 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35School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)應(yīng)根據(jù)工作壓力合理選擇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)，見表5-7。 表5-7 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/MPaV形密封圈個(gè)數(shù)及材質(zhì)壓環(huán)支承環(huán)材質(zhì)調(diào)整墊片材質(zhì)丁腈膠夾織物丁腈膠聚四氟乙烯酚醛樹脂酚

31、醛樹脂夾織物白銅不銹鋼鋁青銅酚醛樹脂硬鉛白銅60345534456634566注：可用；有條件使用；不可使用；較佳。36School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)V形密封裝置中，壓環(huán)上的V形槽角度，應(yīng)與V形密封圈完全吻合。壓環(huán)與密封副耦合面之間間隙大小應(yīng)嚴(yán)格控制，以防止V形密封圈的唇邊在介質(zhì)壓力作用下，被擠入間隙而造成唇邊撕裂。 37School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)表5-8 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/mm直徑間隙/mm壓

32、力/MPa2175752002002502503003004004005000.150.200.250.300.350.400.100.150.200.250.300.350.070.100.130.150.180.20合理的間隙值見表5-8。支承環(huán)與孔及軸面之間的間隙值一般為=0.250.4mm。38School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)為了保持液壓缸的運(yùn)動(dòng)精度，對(duì)壓環(huán)和支承環(huán)的制造精度要求較高。V形密封圈材質(zhì)的選用應(yīng)根據(jù)密封裝置的工作壓力和工作速度來進(jìn)行，見表5-9（見教材P236）。 夾布橡膠V形密封圈的耐壓性能和

33、耐磨性能均比純橡膠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，若將這兩種不同材質(zhì)的密封圈，交替組裝起來使用，便能充分發(fā)揮各自的特性，獲得最佳的密封效果。39School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)V形密封圈使用一段時(shí)間后唇邊會(huì)磨損，為保證其密封性能的持久性，須及時(shí)調(diào)整其壓力。一般采用螺栓/母或加調(diào)整墊片來調(diào)整，見圖5-12。圖5-12 V形密封圈的安裝與調(diào)整1調(diào)節(jié)螺栓 2調(diào)整墊片同樣，V形密封圈的尺寸系列及公差已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 。40School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程

34、學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.4 新型密封件20世紀(jì)80年代以來開發(fā)了一批新型密封件，它們提高了密封可靠性、運(yùn)動(dòng)精度和綜合性能，有的密封件已頒布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本節(jié)將介紹幾種有代表性的新型密封件。 41School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.4.1 星形密封圈1. 主要性能與密封原理星形密封圈是有四個(gè)唇的密封圈。它是一種無接縫的圓形環(huán)，在模具內(nèi)硫化成形，其截面近似正方形，如圖5-13所示。星形密封圈在使用和作用上非常像O形密封圈。但是，它比O形密封圈具有更顯著、更有效的密封性能。星形密封圈的制作材

35、料一般為各種合成橡膠。圖5-13 星形密封圈及其 應(yīng)力分布42School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)星形密封圈主要應(yīng)用在動(dòng)密封場(chǎng)合，也可用于靜密封。適用于雙作用往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞、活塞桿、柱塞等；并且也能在擺動(dòng)、螺旋和旋轉(zhuǎn)工況下適用于軸和心軸等。星形密封圈的工作壓力不大于40MPa，工作速度不大于0.5m/s，工作溫度60+200（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)壓力施力的雙作用密封圈，依靠它在密封耦合面上的接觸應(yīng)力進(jìn)行密封見圖5-13。密封圈的徑向和軸向力

36、取決于系統(tǒng)工作壓力。當(dāng)壓力升高時(shí)，密封圈的壓縮量相應(yīng)增加，接觸應(yīng)力也隨之增大。 圖5-13 星形密封圈及其 應(yīng)力分布43School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)星形密封圈與O形密封圈相比，有許多優(yōu)點(diǎn)：1) 往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)翻轉(zhuǎn)、扭曲。2) 由于所需的徑向預(yù)縮量小，因而接觸應(yīng)力小，摩擦力也小。3) 由于接觸應(yīng)力分布均勻，所以泄漏小。4) 由于密封圈的分型面設(shè)在兩個(gè)唇邊之間，因此飛邊不會(huì)影響密封作用。5) 在動(dòng)密封場(chǎng)合，具有良好的密封效果，而且壽命長(zhǎng)。44School of Mechanical Engineering東南大學(xué)

37、機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)2. 應(yīng)用星形密封圈在動(dòng)、靜密封中的應(yīng)用實(shí)例，如圖5-14所示。 圖5-14 星形密封圈的應(yīng)用當(dāng)應(yīng)用于外圓密封時(shí)，應(yīng)選擇星形密封圈的內(nèi)徑與安裝溝槽直徑相同或比之略小約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。 當(dāng)用于內(nèi)圓密封圈，則可在略大或略小的兩者之中，選擇一個(gè)內(nèi)徑尺寸與之最為接近的星形密封圈。一般，在靜密封場(chǎng)合，可選擇截面較小的密封圈；反之在動(dòng)密封場(chǎng)合，應(yīng)選擇截面較大的密封圈。 通常，壓力較高和間隙較大時(shí)，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。 45School of

38、Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.4.2 Zurcon-L形密封圈（簡(jiǎn)稱Z-L密圈）1. 主要性能與密封原理圖5-15 Z-L密封圈的截面Z-L密封圈的截面呈倒L形，如圖5-15所示。主要用于活塞桿的動(dòng)、靜密封。 其制作材料Zurcon是專門為密封和支承系統(tǒng)而研制的高性能聚氨酯。材料的復(fù)合物、添加劑和硬度范圍很廣，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)合的注射和模壓的Zurcon聚氨酯系列，具有不同的硬度、很高的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性和抗扯裂強(qiáng)度，同時(shí)能

39、和密封耦合面很好地相適應(yīng)，很少會(huì)產(chǎn)生擦傷和損壞，從而能滿足液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)嚴(yán)酷的特殊要求。46School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Z-L密封圈的密封唇經(jīng)過修整，其接觸應(yīng)力分布在高壓側(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。密封的預(yù)壓縮是由密封圈在外徑處的尺寸過盈以及在安裝時(shí)元件產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)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，

40、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。47School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)1）在整個(gè)工作壓力范圍內(nèi)具有流體動(dòng)力回吸性能；2）靜態(tài)和動(dòng)態(tài)密封性能均好；3）密封唇不受壓力作用，摩擦力小，因而減小了摩擦發(fā)熱；4）抗擠出性好；5）耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)。Z-L密封圈具有如下突出優(yōu)點(diǎn)：48School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)2. 應(yīng)用Z-L密封圈采用整體式安裝溝槽，其尺寸符合ISO5597標(biāo)準(zhǔn)，且與Y形密封圈的溝槽相同。因此，安裝非常

41、方便。 Z-L密封圈可以應(yīng)用在使用Y形密封圈的所有場(chǎng)合，例如叉車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、輕型和中型行走機(jī)械、工業(yè)液壓系統(tǒng)、機(jī)床、注射機(jī)、液壓機(jī)等，且能與Y形密封圈互換使用。Z-L密封圈的工作壓力不大于40MPa；工作速度不大于0.5m/s；工作溫度：-30+80；工作介質(zhì)：石油基液壓油、合成液、難燃液。49School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.4.3 M2型Turcon-Variseal密封圈1. 主要性能與密封原理M2型T-V密封圈是一種既可用于外圓密封，又可用于內(nèi)圓密封的往復(fù)運(yùn)動(dòng)用單作用密封圈。 它由一個(gè)U形外殼和

42、一個(gè)V形不銹鋼彈簧所組成，如圖5-16所示。 U形外殼的制作材料為Turcon。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。 圖5-16 M2型T-V密封圈1V形彈簧50School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)由于密封材料和彈簧對(duì)各種工作介質(zhì)都有很好的適應(yīng)能力，因此M2型T-V密封圈可用在一般液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，以及其他廣泛的范圍，如化學(xué)、醫(yī)藥及食品等工業(yè)中應(yīng)用。 在低壓或零壓時(shí)，密封圈由不銹鋼彈簧施力，提供初始密封力。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高時(shí)，主要密封力由系統(tǒng)壓力形成，從而保證由零壓到高壓都能可靠密封。M2型T-V密封圈

43、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。如果在彈簧處的空腔內(nèi)填滿硅膠，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)“潔凈型”密封。51School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)1）可用于往復(fù)和旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封；2）摩擦因數(shù)小，精確控制時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生爬行；3）耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)；4）尺寸穩(wěn)定性好，能承受急劇的溫度變化；5）可以進(jìn)行消毒，不會(huì)污染食品和藥劑液體。M2型T-V密封圈具有如下優(yōu)點(diǎn)：52School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章

44、密封件液壓與氣壓傳動(dòng)2. 應(yīng)用M2型T-V密封圈可以安裝在ISO3771標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溝槽內(nèi)。 M2型T-V密封圈的工作壓力：動(dòng)負(fù)載時(shí)，p45MPa；靜負(fù)載時(shí)，p60MPa。工作速度：往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，v1.5m/s；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，v1m/s。工作溫度：-70 +260。M2型T-V密封圈在活塞和活塞桿上密封的應(yīng)用實(shí)例如圖5-17所示。圖5-17 M2型T-V密封圈的應(yīng)用a）活塞密封 b）活塞桿密封53School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.5 組合式密封件組合式密封件由兩個(gè)或兩個(gè)以上元件組成。一部分是潤(rùn)滑性能好、摩擦因

45、數(shù)小的元件；另一部分是充當(dāng)彈性體的元件，從而大大改善了綜合密封性能。 54School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.5.1 同軸密封圈同軸密封圈是結(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。它由加了填充材料的改性聚四氟乙烯滑環(huán)和作為彈性體的橡膠環(huán)（如O形圈、矩形圈、星形圈等）組合而成。按其用途可分為活塞用同軸密封圈（格來圈加O形密封圈）和活塞桿用同軸密封圈（斯特圈加O形密封圈），其結(jié)構(gòu)形式如圖5-18所示。圖5-18 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55School of

46、Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)格來圈和斯特圈都是以聚四氟乙烯樹酯為基材，按不同使用條件、配以不同比例的充填材料（如銅粉、石墨、碳素纖維、石棉、二硫化鉬、陶土等）制作而成 。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，如圖5-19所示。圖5-19 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56School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)同軸密封圈利用O形密封圈的良好彈性變形性能，通過其預(yù)壓縮力

47、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，不存在密封圈翻轉(zhuǎn)、扭曲及被擠入間隙等問題。 1. 特點(diǎn)1）格來圈和斯特圈具有極低的摩擦因數(shù)（0.020.04)，且動(dòng)、靜摩擦因數(shù)變化小。因此，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無爬行；2）自潤(rùn)滑性能好，與金屬耦合面不易粘著；3）密封性能良好；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特點(diǎn)： 57School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)2. 應(yīng)用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

48、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，分別是GB/T15242.12001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GB/T15242.32001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、高壓液壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封裝置。其適用范圍為：工作壓力不大于50MPa；運(yùn)動(dòng)速度不大于1m/s；工作溫度-30+120 。58School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)使用同軸密封圈時(shí)，密封耦合面配合間隙的選擇，與工作介質(zhì)的壓力高低有關(guān)。 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

49、控制間隙值的大小。 另外，密封性能的優(yōu)劣也受耦合面加工精度和表面粗糙度的影響，應(yīng)引起足夠重視。59School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.5.2 新型格來圈本節(jié)將介紹一下兩種新型格來圈： T形Turcon格來圈； HPR型Turcon格來圈60School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.5.2.1 T形Turcon格來圈T形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

50、缸在負(fù)載下精確定位的要求。它的制作材料為Turcon。這種新型密封圈的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊，且可使活塞與液壓缸壁之間保持較大的間隙 。61School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)T形格來圈的截面形狀及其接觸應(yīng)力分布如圖5-20所示。 1. 特點(diǎn)格來圈的兩個(gè)側(cè)面都有倒角，使密封圈的截面朝著密封耦合面逐漸變窄。截面形狀仍然結(jié)實(shí)而緊湊，且也不會(huì)減少因壓力產(chǎn)生的最大壓縮所需要的彈性。T形格來圈特殊的截面形狀所具有側(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)。 圖5-20 T形格來圈的截面形狀及應(yīng)力分布1O形密封圈 2格

51、來圈由于密封圈的側(cè)面是斜的， 導(dǎo)致密封圈有所“傾側(cè)”。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（見圖5-20）。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) 。62School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)1）靜密封性能非常好；2）允許有較大的配合間隙，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）摩擦力小，無爬行；4）可采用多種材料，對(duì)工作條件的適應(yīng)性強(qiáng)；5）可適用于最新環(huán)保安全的液壓液（生物油）。T形Turcon格來圈具有如下優(yōu)點(diǎn)： 63School

52、of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)2. 應(yīng)用T形密封圈的安裝溝漕形狀簡(jiǎn)單，且溝漕尺寸符合ISO7425/1標(biāo)準(zhǔn)，可用于整體式活塞密封。工作壓力不大于80MPa；工作速度不大于1.5m/s；工作溫度-54+200。應(yīng)用實(shí)例如圖5-21所示 。圖5-21 T形格來圈應(yīng)用實(shí)例1O形密封圈 2T形格來圈64School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)HPR型Turcon格來圈密封裝置以疊加的方式將丁腈橡膠彈性體、聚胺酯擋圈和Turcon格來圈組裝在一起，使它在單一的溝槽中

53、得到一種輕巧的密封結(jié)構(gòu)，且具有極好的性能，如圖5-22所示。Part 5.5.2.2 HPR型Turcon格來圈圖5-22 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p65School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)格來圈中丁腈橡膠彈性體2為一個(gè)形狀勻稱的釋壓環(huán)，它在徑向?qū)郯孵跞?和Turcon格來圈1施力。 HPR型Turcon格來圈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。當(dāng)活塞桿伸出時(shí)，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

54、時(shí)產(chǎn)生回吸作用，從而也控制了潤(rùn)滑的狀況。1. 特點(diǎn)圖5-22 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p66School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)1）密封組件輕巧，安裝方便；2）抗擠出能力強(qiáng)，可適應(yīng)較大的配合間隙，尺寸適應(yīng)性好；3）無粘著作用，長(zhǎng)行程時(shí)工作可靠；4）抗污染，和流體相容性好；5）摩擦力小，耐磨性好，性能穩(wěn)定；6）具有釋壓能力。這種密封裝置的優(yōu)點(diǎn)是：2. 應(yīng)用HPR型Turcon格來圈適用于液壓往復(fù)或螺旋運(yùn)動(dòng)的單向密封，采用整體式溝槽結(jié)構(gòu)。工作壓力不大于50MPa；工作速度不大于1.5m/

55、s；工作溫度-54+135；工作介質(zhì)：石油基液壓油、水乙二醇 。67School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)組合密封墊圈是由橡膠環(huán)和金屬環(huán)整體粘合硫化而成的密封元件，如圖5-23所示。 Part 5.5.3 組合密封墊圈 圖5-23 組合密封墊圈1橡膠環(huán) 2金屬環(huán)墊圈的金屬外環(huán)起支承作用，橡膠內(nèi)環(huán)承受壓縮變形后起密封作用。內(nèi)環(huán)厚度h與外環(huán)厚度s之差為橡膠的壓縮量。 組合密封墊圈的優(yōu)點(diǎn)是密封可靠，連接時(shí)的軸向壓緊力小。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。適用于工作壓力不大于100MPa，工作溫度范圍為

56、-30+200的靜密封 。68School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.6 防塵圈在液壓缸中，防塵圈被設(shè)置于活塞桿或柱塞密封外側(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，從而引起密封圈、導(dǎo)向環(huán)和支承環(huán)等的損傷和早期磨損，并污染工作介質(zhì)，導(dǎo)致液壓元件損壞 。69School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.6.1 普通型防塵圈普通型防塵圈呈舌形結(jié)構(gòu)，如圖5-24所示。分為有骨架式和無骨架式兩種。 普通型防塵圈只

57、有一個(gè)防塵唇邊，其支承部分的剛性較好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便。制作材料一般為耐磨的丁腈橡膠或聚胺酯橡膠。 圖5-24 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軸防塵圈內(nèi)唇受壓時(shí)，具有密封作用，并在安裝溝槽接觸處形成靜密封。普通型防塵圈的工作條件：工作速度：不大于1m/s；工作溫度：-30 +110；工作介質(zhì)：石油基液壓油和水包油乳化液。 70School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)2型Turcon防塵圈包含一個(gè)用Turcon材料制作的防塵圈和一個(gè)作為彈性施力元件的O形密封圈。防塵圈的截面形狀及其接觸應(yīng)力分布

58、，如圖5-25所示。 圖5-25 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。 Part 5.6.2 2型Turcon防塵圈p71School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)防塵圈的工作速度不大于1.5m/s，工作溫度-54+200（取決于O形密封圈材質(zhì)）。2型Turcon防塵圈的優(yōu)點(diǎn)是：安裝空間小，溝槽結(jié)構(gòu)

59、簡(jiǎn)單。起動(dòng)時(shí)，無爬行和粘滯現(xiàn)象。即使在有難對(duì)付的雜質(zhì)和冰的情況下，也具有良好的防塵效果。耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)。圖5-26 2型Turcon防塵圈的應(yīng)用1防塵圈2型Turcon防塵圈的應(yīng)用實(shí)例如圖5-26所示。 72School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸用防塵圈是一種用于旋轉(zhuǎn)軸端面密封的防塵裝置，其截面形狀和安裝情況如圖5-27所示。 Part 5.6.3 旋轉(zhuǎn)軸用防塵圈圖5-27 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頸表面，并隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，由于離心力的作用，斜面上的塵土等異物均被拋離密封部位，從而起到

60、防塵和密封作用。 旋轉(zhuǎn)軸用防塵圈的特點(diǎn)是： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、防塵效果好；不受軸的偏心、振擺和跳動(dòng)等影響；對(duì)軸無磨損。 73School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五章 密封件液壓與氣壓傳動(dòng)Part 5.7 旋轉(zhuǎn)密封件旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈俗稱油封。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。 74School of Mechanical Engineering東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院第五