密封基礎知識

2006-05-18

1.1泄露 泄露是機械設備常產生的故障之一。造成泄露的原(yuán)因主要有兩方麵:一是由於機械加工的結果,機械產品的表麵必(bì)然存在各種(zhǒng)缺陷和形狀及尺寸(cùn)偏差,因(yīn)此,在機械零(líng)件聯接處不(bú)可避免地會產生間隙;二是密封兩側存在壓力差,工(gōng)作介質就會通過間隙而泄露。 減小或消(xiāo)除間隙是阻止泄(xiè)露的主要途徑。密封的作用就是將接合麵間的間隙封住,隔離或切斷泄露通(tōng)道,增加泄(xiè)露通道中的阻力,或者在通道中加設小型做功元件,對泄露物造成壓力(lì),與引(yǐn)起泄露的(de)壓差部分抵消或完全平(píng)衡,以阻(zǔ)止泄露。 對於真空係統的密封,除上(shàng)述密(mì)封介質直接通過密封麵泄露外,還要考慮下麵兩種泄露形式: 滲漏:即在壓力差(chà)作用下,被密封的介質通過密封件材料的毛細管的泄露稱為滲漏; 擴散:即在濃度差作用下,被密封的介質通過密封間隙或密封材料的毛細管產生的物質傳遞成為擴散。 1.2 密封的分(fèn)類 密封可分為相對(duì)靜止接合麵間的靜(jìng)密(mì)封和相對運(yùn)動接合麵間的動密(mì)封兩大類。靜密封主要有點密封(fēng),膠密封和接觸密封三大類。根據工作壓力,靜密封(fēng)由(yóu)可分為中低壓(yā)靜(jìng)密封(fēng)和高壓靜密封。中低壓靜密封常用材質較軟,墊片較(jiào)寬的墊密封,高壓靜密封則用(yòng)材料較硬,接觸寬度很窄的金屬墊片。動密封可以分為旋轉密封(fēng)和往複密封兩種基(jī)本類型。按密封件與其作用相對運動的零部件是否接觸,可以分為接觸式密封和非接觸式密封。一般說來,接觸式密封的密封性好,但受摩擦磨損限製,適用於密封麵(miàn)線速度較低的場(chǎng)合。非接觸式密封的密封性(xìng)較差,適用於較高(gāo)速度的場合。 1.3 密封的選型 對密封的(de)基本要(yào)求是密封性好(hǎo),安全可(kě)靠(kào),壽(shòu)命長,並應力求結構緊湊,係統簡單(dān),製造維修方便,成本低廉。大多數密封件是易損件,應保證互換性,實現標準化,係列化。 1.4 密封材料 1.4.1 密封材(cái)料的種類(lèi)及用途 密封材料應(yīng)滿足密封(fēng)功能的要求。由於被密封的介質不同,以及設備的工作條件不同,要求密封材料的具有不同的適應性。對密封材料的要求一般是: 1) 材料致密性好,不易泄露介質; 2) 有適當的(de)機械強度和硬度; 3) 壓縮性(xìng)和回彈性好,永(yǒng)久(jiǔ)變形(xíng)小; 4) 高溫下不軟化,不分解,低溫下不硬化,不脆裂; 5) 抗腐蝕性能好,在(zài)酸,堿,油等介質中能長期工作(zuò),其體積和硬度變化小,且不粘附在金(jīn)屬表麵上; 6) 摩擦係數小,耐磨性好; 7) 具有與密(mì)封麵結合的柔軟性; 8) 耐老化性好,經久耐用; 9) 加工製造方便,價格便宜,取材容易。 橡膠是Z常用的密封材料。除橡膠外,適合於做密封材料的還有石墨等,聚四氟乙烯以及各(gè)種密(mì)封(fēng)膠等。 1.4.2 通用的橡膠密(mì)封製品材料 通用的橡膠密封製品在(zài)國防,化工,煤炭,石油,冶金,交通運輸和機械製造工(gōng)業等方麵的應用越來越廣泛(fàn),已成為各種行(háng)業中(zhōng)的基礎件和配件。橡膠密封(fēng)製品常用材料如下。 1.4.2.1 丁腈橡膠 丁腈(jīng)橡膠具有優良的(de)耐燃料油及芳香溶劑等性能,但不耐(nài)酮,酯和氯化氫等介質,因此耐油密封製品以及采用丁腈橡膠(jiāo)為主。 1.4.2.2氯(lǜ)丁橡膠 氯丁橡膠具(jù)有良好的耐油和耐溶劑(jì)性能。它有較好(hǎo)的耐齒輪油和(hé)變壓器油性能(néng),但不(bú)耐芳香族油。氯丁橡膠還具有(yǒu)優良的耐天候老化(huà)和臭氧老化性能。氯丁橡膠的交聯(lián)斷裂溫度在200℃以上,通常用氯丁橡膠製作門窗密封條。氯丁橡膠對(duì)於無機酸也具有良好的(de)耐腐蝕性。此外,由於(yú)氯(lǜ)丁(dīng)橡膠還具有良好的撓曲性和不透氣(qì)性,可製成膜片和真空用的密封製品。 1.4.2.3 天然橡膠 天然橡膠與多數合(hé)成橡膠(jiāo)相比(bǐ),具有良好的綜合力學性能,耐寒性,較高的(de)回彈性(xìng)及耐磨性。天然(rán)橡膠不耐礦(kuàng)物油,但在植物(wù)油和醇類中較穩定。在以正丁醇(chún)與精(jīng)製蓖麻油混合液體組成的製動液的(de)液壓製動(dòng)係統中作(zuò)為密封件的膠碗,膠圈(quān)均用天然橡膠製造(zào),一般密封膠(jiāo)也常用天然橡膠製造。 1.4.2.4 氟(fú)橡膠 氟橡(xiàng)膠具有突出的(de)耐熱(200~250℃),耐油性能,可用於製造氣(qì)缸套密封圈,膠(jiāo)碗和旋(xuán)轉唇形密封圈,能顯著地提高使用時間。 1.4.2.5 矽橡膠 矽橡膠具有(yǒu)突出的耐高低溫,耐臭氧及耐天候老化性能,在-70~260℃的工作溫度範圍內能保持其特(tè)有的使用彈性及耐臭氧,耐(nài)天候等優點,適宜製作(zuò)熱機構中所需的密封墊,如強光源(yuán)燈罩密封(fēng)襯(chèn)圈,閥墊等。由於矽橡膠不耐油,機械(xiè)強(qiáng)度低,價格昂貴,因此不宜製作耐油密封製品。 1.4.2.6 三元乙(yǐ)丙橡膠 三元乙丙(bǐng)橡膠(jiāo)的主鏈是不含雙鍵的完(wán)全(quán)飽和的直鏈型結構,其側鏈上有二烯涇(jīng),這樣就可用硫磺硫化。三元乙丙橡膠具有優良的耐老(lǎo)化性(xìng),耐臭氧性,耐候性,耐熱性(可在120℃環境中長期使用),耐化學性(如醇(chún),酸,強堿,氧化劑),但不耐脂肪族和芳香族類溶劑侵蝕。三元(yuán)乙(yǐ)丙橡膠在橡膠中密(mì)度是Z低的有(yǒu)高填充(chōng)的特性(xìng),但缺乏自粘性和互粘性。此外,三(sān)元乙丙橡膠有突出(chū)的耐(nài)蒸汽性能(néng),可(kě)製作耐蒸汽膜片等密封製品。三元乙丙橡膠已廣泛用於(yú)洗衣機,電視機中的配件和門窗密封製品,或多種複合體剖麵的膠條(tiáo)生產中。 1.4.2.7 聚氨脂橡膠 聚氨脂橡膠具有優異的乃磨性和良好的不透(tòu)氣性,使用(yòng)溫度範圍一般為-20~80℃。此外,還具有中等耐油(yóu),耐氧及耐臭氧老化特性,但不耐酸堿、水(shuǐ)、蒸汽和酮類等。適於製造各種(zhǒng)橡膠密封(fēng)製品,如油封、O形(xíng)圈和隔膜等。 1.4.2.8 氯醚橡膠 氯醚橡膠兼有丁腈橡膠,氯丁橡膠,丙(bǐng)烯酸酯橡膠的優(yōu)點,其耐油、耐(nài)熱、耐臭氧、耐燃、耐堿、耐水及耐有機溶劑性能都很好,並有良(liáng)好的(de)工(gōng)藝性能,其(qí)耐(nài)寒性較差。在使用(yòng)溫度不太低的情況(kuàng)下,氯醚橡膠仍是製造(zào)油封,各(gè)種密封圈,墊片,隔膜和防塵罩等密封製品(pǐn)的良好材料。 1.4.2.9 丙烯酸酯橡膠 丙烯酸酯橡(xiàng)膠具有耐熱油(礦物(wù)油,潤滑油和燃(rán)料油),特別(bié)是在高溫(wēn)下的耐油穩定性能,一般可達(dá)175℃,間隙(xì)使用或短時間可耐溫200℃。它的缺點是(shì)耐寒性差。因此在非寒(hán)冷地(dì)區適(shì)合製作耐高溫油的油封,但不適(shì)合作高溫下受拉伸或壓縮應力的密封製品。 2、墊(diàn)密封 墊密封廣泛應用於管道,壓力容器以及各種殼體的結合麵(miàn)的靜密封(fēng)中。墊密封有非金屬密封墊,非金屬與金屬組合密封墊和金屬密封墊三大類。其常用材料(liào)有(yǒu)橡膠,皮革,石棉,軟木,聚四氟乙烯,鋼,鐵,銅和不鏽鋼等。 墊密封的泄露有三種形式:界麵泄露(lù),滲透泄露和破壞性泄露。其中以前二者為主要形式。 3.1 概(gài)述 密(mì)封材料的功能是填(tián)充構形複雜且不利施工的間隙,以起密封作用。密封材料主要有三種類型: 1) 硫化型的橡膠墊片或密封圈; 2) 非硫化型的密封膠帶; 3) 無固定形狀的(de)膏狀或膩子狀的液體密封膠。 3.2 密封膠的分類 密封膠的品種及類型很多。為了滿足同一使用要求,可以使用幾種不同基料(liào)的密封膠;而同一種基料又(yòu)能製造出不同性能和不(bú)同的用途的(de)密封膠(jiāo)。從密封膠的製造者和使用者兩方麵考慮,密封膠有(yǒu)多種分類方法。一般可按下述(shù)四種方法進行分類。 3.2.1 按密封(fēng)膠基料分類 3.2.1.1 橡膠(jiāo)型 此類密封膠以橡膠(jiāo)為基料。常用橡膠有聚硫橡膠,矽橡膠(jiāo),聚氨酯橡膠,氯丁橡膠和丁基橡膠等(děng)。 3.2.1.2 樹脂型 此類密(mì)封膠以樹脂為基(jī)料。常用樹脂有環氧樹脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、酚醛樹脂、聚丙烯酸樹脂、聚氯乙烯樹脂等。 3.2.1.3 油基型 此類密(mì)封膠以油料為基料(liào)。常用的油類有各種植物油(yóu)如亞麻油,蓖麻(má)油和桐油,以及動物油(如魚油)等。 3.2.2 按密封膠(jiāo)硫化方法分類 此(cǐ)類密封(fēng)膠係列利用空氣中的(de)水分進行硫化。它主(zhǔ)要包(bāo)括單組分的聚氨酯、矽橡膠和聚硫橡膠等。其(qí)聚合物基料中含有活性基因(yīn),能(néng)同空氣中的水發生反應,形成交聯鍵,使(shǐ)密封膠硫化成網(wǎng)狀結構。大氣中(zhōng)的濕氣作為硫化反應(yīng)中的催化劑。 3.2.2.2 化學硫化型密封膠 雙組分的聚氨酯、矽橡膠、聚硫橡膠(jiāo)、氯丁橡(xiàng)膠和環氧樹脂密封膠都屬於這一類,一般(bān)在室溫條件下完成硫化。某些單組分的氯磺化聚(jù)乙烯和氯丁橡膠密封膠以及聚氯(lǜ)乙烯溶膠糊狀密封(fēng)膠(jiāo)(如(rú)汽車用點(diǎn)焊膠),則須在加條件下經化學反應完成硫化。 3.2.2.3 熱轉變型密封膠 用增(zēng)塑劑分散的聚氯乙烯樹脂和含有瀝(lì)青的橡膠並用(yòng)的密封膠是兩個不同類型的熱轉變體係 。乙烯基樹脂增塑體在室溫下是液態懸浮體,通過加熱轉化為固體(tǐ)而硬化;而橡膠——瀝青並用密封膠則為熱熔性的。 3.2.2.4 氧化硬化型密封膠 表麵幹燥的嵌縫或安裝玻璃用密封膠屬這種類型,主要以幹性和半幹性植物油為(wéi)基(jī)材。著中類油料可以是精製聚合的、吹製的或化學改性的。用環烷酸鈷作催幹劑加速表麵幹燥而內部不硬化;環(huán)烷酸鉛可使表(biǎo)麵和(hé)內部都硬化;而環烷酸錳使內部硬(yìng)化更有效。 3.2.2.5 溶劑揮(huī)發(fā)凝固型密封膠 這是以溶劑揮發(fā)後無粘性高聚物為基(jī)料的密(mì)封(fēng)膠。這一(yī)類密封膠主要有丁基相(xiàng)交、高分子量聚異丁烯、一定聚合(hé)程度的丙烯酸酯、氯磺化聚(jù)乙烯以及(jí)氯丁橡膠等(děng)密封膠。 3.2.2.6 不幹性能夠永久塑性密(mì)封膠 這類密封膠通(tōng)常包括以聚丁烯、中等分子量的聚異丁烯、高粘度的非氧化性粘接料如苯乙烯基油、不幹(gàn)性植物油、吹製半幹性油或丁基橡膠為基(jī)料的密封膠。 3.2.3 按密封膠形態分類 3.2.3.1 膏狀密封膠 這(zhè)類密封膠屬低級別密封膠,通(tōng)常采用3種主要材(cái)料:油和樹脂;聚丁烯;瀝青。常用於密封小窗戶的固定玻璃,其接縫移動變形量Z大為 +5%或-5%,使用有效期一般為2年。 3.2.3.2 液態彈性體密封膠 這類密封膠包括(kuò)經硫化可形成(chéng)彈性狀態的液態聚(jù)合物。他們具有承受(shòu)重複的接縫變(biàn)形能力。液態彈性體密封膠使用壽命一般為15~20年。這類密封(fēng)膠具有高的粘接力和剪切強度,室溫下具(jù)有良好的柔軟性。其缺點為價格高,通常情(qíng)況下需要底膠,雙組分密封膠現場混合不方便(biàn),硫化時對溫度和濕度敏感(gǎn)等(děng)。 3.2.3.3 熱熔密封膠 熱熔密封膠又稱為熱施工型密封(fēng)膠,是指以彈性體(tǐ)同熱塑(sù)性樹脂摻合物(wù)為基料的密封(fēng)膠。 熱熔密封膠可配製(zhì)成性能接(jiē)近於液體彈性密封(fēng)膠,但它比液(yè)體彈(dàn)性體密封膠優越的是(shì)不需要加入硫化劑。 3.2.3.4 液體密封膠 這類密封膠主要用於機械(xiè)結合麵的密封(fēng),以代替固體密封材料(紙片、石棉、軟木和硫化橡膠),以(yǐ)防止機械內部流體從結(jié)合麵泄露,所以液體密(mì)封膠又稱為液體墊圈。 3.2.4 按密封膠施工後性能分類 3.2.4.1 固化型密封(fēng)膠 這類密封膠又可分(fèn)為剛性和柔性(xìng)兩類(lèi)。剛性密封膠硫(liú)化或凝固後形成的固體,很少具有彈性;柔(róu)性密封膠在硫化後具有彈性及柔軟性。 剛性密封膠的(de)特點是(shì)不能彎曲,通常接縫不(bú)可移動。 柔(róu)性(xìng)密封膠經硫化後保持柔軟性。 3.2.4.2 非(fēi)固化型密封膠(jiāo) 這類密封膠(jiāo)是軟質凝固性的密封膠,施工後仍保持不幹性(增粘劑不斷地遷移到(dào)表麵)狀態。這種膠通(tōng)常為(wéi)膏狀,可用刮刀或刷子施用到接縫中,可以配合出不同粘度和不同性能的密(mì)封膠(jiāo)使用。 3.3常(cháng)用密封膠的種類 在前麵密(mì)封膠的分類中列舉了多種(zhǒng)方法,其中應用Z廣泛(fàn)的(de)是將密封膠分(fèn)為硫化型和非硫(liú)化型兩大類。在硫化(huà)型密封膠中應用Z廣泛的是室溫硫化型,加溫硫(liú)化型用的(de)較少。非硫(liú)化型密(mì)封(fēng)膠有液體密封膠和膩(nì)子。此外,在加上(shàng)常用的厭氧膠。 3.4 液體密封膠的選用和(hé)施工工藝 密(mì)封膠的選用,應根據使用條件、密封件的材料和密封麵狀態、密(mì)封介質的種類和特性(xìng)以及塗敷工藝等(děng)要求綜合考慮。一般情(qíng)況下當受力較大,且受衝擊力及交變力時,應選用強(qiáng)度較高的密封(fēng)膠(jiāo);當(dāng)變溫差很大時,應選用韌性好的密封膠(jiāo)。 3.4.1 液體密封膠的施工方法 液體密封膠的施工方法(fǎ)可根據膠(jiāo)的狀態選用。膏狀密封可用刮刀刮塗或注射槍注射施工;液體密封(fēng)膠(jiāo)采用的刷子刷塗(tú)或噴塗施工;膜狀密封膠用鋪貼方法施工。 3.5 國產密封(fēng)膠 3.5.1 室溫硫化聚硫橡膠密封膠為多組分材料,室(shì)溫硫化成彈性體,為幹(gàn)性粘著型密(mì)封膠,常用的有XM係列密封膠。 3.5.2 室溫硫化矽橡膠(jiāo)密封膠 矽橡(xiàng)膠密封膠的有多(duō)種特殊性能,如耐高溫、耐低溫性(xìng)能,良好的電絕緣性能。 3.5.3 厭氧膠 3.5.4其他硫化型密封膠 3.5.5非硫化型密封膠 非硫化型密封膠大(dà)部分為不幹性和半幹性,其中呈膩子狀的又稱非硫化型(xíng)膩子。這類膠對溫度敏感性(xìng)小,在(zài)使用溫(wēn)度範圍內密封膠不變形,不開裂,不結皮,而且(qiě)長期儲存性好,但力學性能低,適用於(yú)可拆卸(xiè)部位或緊固聯接接合麵密封、溝(gōu)槽密封(fēng)及填堵較大的結構空(kōng)隙,在液體密封墊中(zhōng)占主要地位,廣泛應用於可拆卸部(bù)位的密封。 4、填料密封 填料密封是一種Z古老的密封方式(shì),在中國已有上千年的曆史。它(tā)Z早以棉(mián)、麻(má)的纖維填(tián)塞在泄露通道內來阻止液流泄露,主要用作提水機械的(de)密(mì)封。 填料密封主要用(yòng)作動密封。它廣(guǎng)泛用作離心泵、壓縮機、真空泵、攪拌機(jī)和(hé)船舶(bó)螺旋槳的轉軸密封(fēng),往(wǎng)複式壓縮機、製冷機的往複運動軸封,以及各種閥門閥杆的旋動密封等(děng)。為了適應(yīng)上述設備的工作條件,填料(liào)密封(fēng)必需具備下列條件: 1) 有一定的塑性,在壓緊力作用下能產生一定的徑向力並緊密與軸接觸。 2) 有足夠的化學穩定性,不汙染介質(zhì),填(tián)料(liào)不(bú)被(bèi)介質(zhì)泡脹,填料中的侵漬劑不被介質溶(róng)解,填料本身不腐蝕密封麵。 3) 自潤滑性能良好,耐磨,摩擦因數小。 4) 軸存在少量偏心時,填料應有足夠的浮動彈性。 5) 製造簡單,填裝方便。 填料的種類(lèi)很多,可以從其功用方麵、構造方麵和材料方麵分類,Z常用(yòng)的有下麵四類:絞合填料、編結填料、塑性填料、金屬填料。 4.1 絞合填料和編結填料 絞合填料即把(bǎ)幾股(gǔ)石棉線(xiàn)絞合在一起,將它填塞(sāi)在填料腔內即可起密封作用(yòng)。編結填料是以棉、麻以及石棉(mián)纖維紡線後(hòu)編結(jié)而成,並於其中侵入(rù)潤滑劑或聚四氟乙烯。 4.2 塑性(xìng)填(tián)料 塑性填料是幾經膜具壓製成型的填料。 4.3 金屬填料 金屬填料有半(bàn)金屬填料和全金屬填料兩種。所謂半金屬填料是金屬與(yǔ)非金屬組合而成,全(quán)金屬填料則不(bú)含非金(jīn)屬。 4.4 碳纖(xiān)維填料 碳纖維填料是一種新型填料。其優異的自潤滑性能、耐高、低(dī)溫性能和耐化學品性能引起人們的極大的注意,而且作為壓縮填料的彈性和柔軟(ruǎn)性也極為良好,其缺點僅在於有(yǒu)滲透泄露,但侵漬聚四氟乙(yǐ)烯或其他粘接(jiē)劑之後可以防止。目前其成本較高,但隨著碳纖維的發展,其成本定會下降,因此,碳纖(xiān)維填料是(shì)一種Z為理想和Z有希望的(de)填料。` 4.5 填料的選擇 選擇填料時,應考慮:機器的種類、介質的物理、化學特(tè)性、工作溫(wēn)度(dù)和工作壓(yā)力,以及運動速度等,其中尤以介質的腐蝕性(以pH值表示),pH值及使用溫(wēn)度(dù)為Z重要。 4.6 填料的合理裝填 填料的合理裝(zhuāng)填應(yīng)按下列步驟進行: 1) 清(qīng)理填料腔,檢查軸表麵是否有劃(huá)傷、毛刺等現(xiàn)象。 2) 用百分表(biǎo)檢查軸在密封部位的徑(jìng)向跳動量,其公差(chà)應在允許範圍(wéi)內。 3) 填料腔內和軸表麵應塗密封劑或與介質想適應的密封劑。 4) 對成卷(juàn)包裝的填料,使用時應先取(qǔ)一根與軸徑同尺寸的木(mù)棒,將填料(liào)纏繞在其上,再用刀切斷,切(qiē)口Z好呈450斜麵,對切斷後的(de)每一節填料,不應讓它鬆(sōng)散,更不(bú)應(yīng)將它拉直,而(ér)應取與填料同(tóng)寬度的紙帶把每節填(tián)料呈圓圈形包紮好,置於潔淨處。 5) 裝填時應一圈一圈裝(zhuāng)填,不得同時裝填幾圈。 6) 取一隻與填料強同尺寸的木質兩半(bàn)軸(zhóu)套,合於軸上,將填料推(tuī)入腔的深部,並用壓蓋對木軸套施加一定的(de)壓力,使填料得到(dào)預壓縮。 7) 以(yǐ)同樣的方法裝填(tián)第二圈、第三圈。 8) Z後一(yī)圈填料裝填完畢後,應用壓蓋壓緊,但壓緊力不宜過大。 5、成型(xíng)填料密封 成型填料密封泛(fàn)指用橡膠、塑料、皮(pí)革及金(jīn)屬材料(liào)經模壓或車削加工成型(xíng)的環狀(zhuàng)密封(fēng)圈。 成型填(tián)料按工作特性分為擠(jǐ)壓型密封圈(quān)和唇形密封圈兩類(lèi);按材料可分(fèn)為橡膠類、塑料類、皮(pí)革類和金屬類。各種材料的擠壓(yā)型密封圈中橡膠擠壓型密封圈應用Z廣,其中O形圈曆史Z悠久,Z典型。唇形密封圈的類型很多,有V形、U形、L形、J形和Y形等。 5.1 O型密封圈 O型密(mì)封圈簡稱O型圈,開始出現在19世(shì)紀(jì)中(zhōng)葉,當時用它作蒸汽機汽缸的密封元件。 O型橡膠密封圈有如下的優點: 1) 密封部位結構簡(jiǎn)單(dān),安裝部位緊湊,重量較輕; 2) 有自(zì)密封作(zuò)用,往往(wǎng)隻用 一個密封件便能完成密封; 3) 密封性能較好,用作靜密封時幾乎可以做到沒有泄露; 4) 運動摩擦(cā)阻力很小,對於壓力交變的場合也能適應; 5)尺寸(cùn)和溝槽(cáo)已標準化,成本低,便於使用和外購(gòu)。 5.2 V型密封圈 V型密(mì)封圈為一種唇形密封圈,是使用Z早使用Z多的成型填料之一(yī)。它主要用於往複運動,作活塞或活塞杆的密封。很少用於轉動中或作(zuò)靜(jìng)密封(fēng)。 V形密封圈有下列特點: 1)密封性能(néng)良好; 2)允許一(yī)定的偏心載(zǎi)荷、和偏心運動; 3)可(kě)以多圈重疊使用,並(bìng)通過調(diào)節壓(yā)緊力來獲得Z大密封效果; 4)耐衝擊壓力和振動壓(yā)力; 5)當填料不能從軸(zhóu)向裝入時,可以開切口使用,隻要安裝時將(jiāng)切口互相錯開,不影響密封效果。其缺點是摩擦阻力較(jiào)其他成型填料的大。 5.3 Y型密封圈 活塞密封用的U形和Y形密(mì)封圈在形狀上略有不同,U形圈的唇長,底部與唇部同厚度或略大於唇部厚(hòu)度。Y形圈的純短,底部厚,這是為了克服U形圈常常不能穩(wěn)定安放而設計的,同時可增大(dà)唇的強度,以(yǐ)免唇根部被(bèi)撕(sī)裂。 5.4 鼓形和山形密(mì)封圈的結構 5.4.1 鼓形密封圈(quān)的結構 鼓形密封圈又稱活塞密封圈(quān),它是為單向和雙向工作的活塞而設(shè)計的。密封(fēng)圈的截麵、襯套或擋環的結構與活塞的設計有很大關係。由於有各種性能的要求,所以鼓形密封(fēng)圈的結構也(yě)不可能是一致的。 5.5 J形和L形密封圈 J形和L形密封圈,都是用於工作壓力不大於1MPa的氣壓或(huò)液壓機械設備的密封。 J形密封(fēng)圈(quān)的是用於活塞杆密封。 6.1 油封 油封,即潤滑油的密封。它常用於各種(zhǒng)機械的軸承處,特(tè)別是滾動軸承部位。其功能在於把(bǎ)油腔和外界(jiè)隔離,對內封油,對外封塵。 油封(fēng)與其他密封比較有下列優點: 1) 油封重量輕,耗材少。 2) 油封的安裝位置小,軸向尺(chǐ)寸小,容易加工。 3) 密封性能好,使用壽命較長,對機(jī)器的振動和主軸的偏(piān)心都有一定的適應性。 4) 拆卸容易,檢修方便。 5) 價格(gé)便宜。 6.2 防塵密(mì)封 油封可作防塵密封的件使用。但是在粉塵嚴重或是為了保護其他密封件時,常常使用專門的防塵密封。 防塵密封的材料,油壓機械多用橡膠,氣壓機械多用毛氈,飛機和寒帶工作的油缸為了對付活(huó)塞(sāi)杆(gǎn)外部結冰而用金屬,化工部門為防止(zhǐ)活塞杆上的粘著物也用金屬。 防塵密封對(duì)保護關鍵性的液壓設備是十分重要的。滲入塵土,不僅磨損密封件(jiàn),而且會大大的磨損(sǔn)導(dǎo)向套和活塞杆。此外,雜質進入液壓介質中,也會影響操作閥和泵的功能,在Z壞(huài)的情況下,也可(kě)能損壞這些裝(zhuāng)置。防塵圈能除掉活(huó)塞杆表麵上的塵土和雜物,但損壞活塞杆上的油膜,這對密封件的潤滑也有一定作用。 7.1 磁流體 7.1.1 磁流體(tǐ)的(de)組成 1995年(nián)由美國帕佩(pèi)爾(Papell)發明的磁(cí)性流體,是把磁鐵礦等強磁性的微細粉末(約100Å)在水、油類、酯類、醚(mí)類等液體中進(jìn)行(háng)穩定分散的一種膠態(tài)液體。這種液體具有在通常離心力和磁場作用(yòng)下,既(jì)不沉降和凝聚又能使其本身(shēn)承受(shòu)磁性,可以(yǐ)被磁鐵所(suǒ)吸引的特性。 磁流體由(yóu)3種主要成分組成: 1)固(gù)體(tǐ)鐵磁(cí)體微粒(Fe3O4); 2)包(bāo)覆著微粒並阻止其(qí)相互凝聚的表麵活性劑(穩定劑); 3)載液(溶媒)。 7.1.2 磁流體的特性 磁流體是一種叫膠體溶液。作為密封用的磁流(liú)體,其性(xìng)能要求是:穩(wěn)定(dìng)性好,不凝聚、不沉澱(diàn)、不分解;飽和磁(cí)化強度高;起始磁(cí)導(dǎo)率大;粘度(dù)和飽和蒸氣(qì)低,其他如凝固點、沸點、導熱率、比熱和表麵張力等(děng)也有一定的要求。 影響磁流體穩定的主要因素有:微粒力度大小、表麵活性劑(jì)和載液以及它們的(de)合(hé)理配比。穩定性是(shì)磁流(liú)體各種特性(xìng)存(cún)在的前提。 7.2 磁流體密封的工作原理 圓環(huán)形永久磁鐵,極靴和轉軸所(suǒ)構成的磁性回路,在磁鐵產生的磁(cí)場作用下,把放置在軸與極靴頂端縫隙間的磁流體加(jiā)以集中,使其(qí)形成一(yī)個所謂的“O”形(xíng)環,將縫隙通道堵死而達(dá)到密封的目的。這種密封方(fāng)式可用於轉軸是磁性體和轉軸是非磁性體兩種場合。前(qián)者磁束集中於間(jiān)隙處(chù)並貫穿轉軸而構成磁路,而後者磁(cí)束比不通過轉軸,隻是通過密封(fēng)間隙中的磁流體而構成磁路。 7.2.3 極限(xiàn)條(tiáo)件 磁流體密封在工作時會受(shòu)到下(xià)列條件的限製: 1)蒸發。磁流體由磁性微粒(lì)、表麵活性劑和載液3部分組成,載液的蒸發是決定密封極限旋轉頻率和使用壽命的主要因素。因(yīn)為(wéi)密封是靠有限的磁流體工作的。為此,應選用蒸汽壓(yā)低的載液,使蒸發損失為Z小值。 2)溫升。溫度升高會導致磁鐵退磁和磁(cí)流體的蒸發。因為溫度升高,粘度降(jiàng)低,功率消耗也就降低(dī),這是有利的一麵。但是溫度的、升高,磁飽和強(qiáng)度下降,也可能使(shǐ)密封的耐壓(yā)能力有些下降,因此,磁(cí)流體溫度一般不應高於105℃,否則應采用冷卻措施。 3)極限真空度。磁流體密封極限真空度取決於載液的揮發度,用二脂潤滑劑作成的載液可滿(mǎn)足1.333×10-7Pa超高真空技術的要求。 4)周速(sù)。一般磁流體密(mì)封適用於高周速30m/s以上的運轉,無極限標誌(zhì)。但考慮到溫(wēn)度和散熱,周速應限製在60~80m/s,此時還要考慮極限耐壓能力。 8、高壓密封 高壓密封的型式很多,按其工作原理分為強製密封和自緊密(mì)封兩類。強製(zhì)密封是依靠聯(lián)接件(jiàn)(螺栓)的預緊力來保證壓力容器的(de)頂蓋、密封(fēng)元件和圓筒體端部之間具有(yǒu)一定的接觸壓力,以達到(dào)密封的目的。自緊密封是隨著壓力容器(qì)內的操作壓(yā)力增(zēng)加,密封元件與頂蓋、圓筒體端部之間(jiān)的(de)接觸壓力也隨之增加,由此實現密封作用。自(zì)緊密封的特點是壓(yā)力越高,密封元件在接(jiē)觸麵的壓緊力就(jiù) 越大,密封性能也就越好,操作條件波動時,密封仍然可(kě)靠。但是結構比較複雜,製(zhì)造較困難。自緊密封按密封元件變形(xíng)方式還可以分為軸向自緊密封和(hé)徑向自緊密封。 按密封材料性能,高壓密封又可分為使密封元件產生(shēng)塑性變形的塑性密(mì)封,使密封元件產生彈性變形的彈性密封。 目前,壓力容器常用的密封型(xíng)式有如下幾種: 1) 強製密封有平墊密封,卡紮裏密封和(hé)八角(jiǎo)墊密封; 2) 半自緊密封有雙錐密封; 3) 自緊密封(fēng)有楔形密封,五德密封,空(kōng)心金屬O形環密封,C形環密封,B形環密封,三角墊密封,八角墊密封,平墊自緊密封及橡膠O形圈密封等。
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