你當(dāng)前的位置:首頁(yè)>>液壓與氣動(dòng)>>專(zhuān)題教程>>液壓氣動(dòng)密封件知識(shí)綜述  
  三、常用密封件

   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(guò)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、分子量等。
   接觸式動(dòng)密封中的壓型密封,是通過(guò)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、密封原理及其應(yīng)用。
        三(1)、 O型密封圈
     1. 主要性能
   O形密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。
          
   其使用速度范圍一般為0.005~0.3m/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。
   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(guò)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。
      2. 用于靜密封時(shí)的密封原理
   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.
   當(dāng)沒(méi)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Po,如圖5-2a所示。
                 
   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δ。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。
      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Α?br>     
   此外,還存在其他復(fù)雜情況 :
   當(dāng)用于液體介質(zhì)密封時(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(jiàn)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。
     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。
       
   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(guò)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(guò)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形密封圈拉伸過(guò)度,也會(huì)因其過(guò)早老化而引起密封裝置泄漏。
   O形密封圈的拉伸量α和壓縮率εc可按下列公式計(jì)算:
      
   O形密封圈的拉伸量和壓縮率的選用范圍,見(jiàn)表5-5。
     
   O形密封圈安裝溝槽的寬度為O形密封圈直徑的1.3~1.5倍,即b=1.3~1.5d2。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)取小值,旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封時(shí),取b=1.05~1.1d2,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(wèn)題 。
   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(guò)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。
       
   在經(jīng)常承受脈沖壓力的密封裝置中,也應(yīng)采用擋圈,以防止密封圈異常損耗。擋圈的材料一般為聚四氟乙烯樹(shù)脂,或尼龍1010和尼龍6等。

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