密封件基础知识演示文稿

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果,如图所示。
图为O型密封圈的静密封原理 b)承载状态
当容腔内的介质卸压后(p=0),则由于O形密封圈仍具有初装时的预接触应力p0,故仍能保 证密封性能。此即所谓O形密封圈的自密封作用。
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④ 用于往复运动时的密封原理
O型密封圈在往复运动滑移面上的接触情况,如图所示。此时 O型密封圈的动密封作用主要还是依靠其预压缩和加压后作用于 耦合面上的接触应力,且由于O型密封圈自身的弹性而具有磨损 后自动补偿的能力。
垫片密封
O型圈密封

密封胶密封


螺纹密封
填料密封( 盘根)
研合面密封
油、水、气管路法兰、接头\液压设 备端盖密封
油槽端盖 管路接头
阀门阀杆轴套密封
管路接头(喇叭口)
第8页,共72页。
2、密封的分类
接触式密封
动 密 封
非接触式密封
填料密封
涨圈密封
机械密封 油封密封
浮动环密封
迷宫密封
离心密封
螺旋密封
大,选用材料时要确切掌握密封件的工作温度。 元件工作中平稳还是震动
如果工作在振动条件下,材料应有足够的弹性, 补偿因振动造成偏移导致的密封接触应力不足。 工作环境有无污染
如果工作环境有粉尘污染,会加剧材料磨损,应提 高材料的耐磨性。
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装配工艺
一般情况下装配工艺应适应材料性能,在允许的情 况下,在选用材料时应适当考虑密封件的装配性能。 工作压力
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④ 工作介质 除了严格按照生产厂家的推荐意见选取工作介质
外,保持工作介质的清洁至关重要。
油液的老化或污染不仅会使系统中的元件发生故障, 加快密封件的老化和磨损,而且其中的脏物可能划伤或 嵌入密封件,使密封失效。
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⑤ 侧向负载
活塞上一般必须装支承环,以保证油缸能承受 较大的负载。密封件和支承环起完全不同的作用, 密封件不能代替支承环负载。有侧向力的液压缸, 必须加承载能力较强的支承环(重载时可用金属 环),以防密封件在偏心的条件下工作引起泄漏和 异样磨损。
密封件基础知识演示文稿
第1页,共72页。
优选密封件基础知识
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主讲内容
一、密封基础知识 二、常用的密封形式
三、橡胶密封圈的失效
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一、密封基础知识
泄露 密封的分类 密封的选材 密封材料
影响密封的几大因素
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1、泄露 泄露是机械设备常产生的故障之一。 造成泄露的原因主要有两方面:
图为“O”型密封圈 d1—O型圈内径 d2—O型圈截面直径
其使用速度范围一般为0.005~0.3m/s。 用于旋转运动密封时,仅限于低速回转密封装置
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① “O”型密封圈的优点
密封部位结构简单,安装部位紧凑,重量较轻; 有自密封作用,往往只用一个密封件便能完成密封
,不需要周期性调整; 密封性能较好,用作静密封时几乎可以做到没有泄露
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油麻盘根
油麻盘根是由优质亚麻纤维编织而成的,用于海 水、由等介质中的机械密封。使用压力范围2~10 Mpa, 温度范围 -50~140 ℃,PH值范 围2~12。
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聚四氟乙烯
聚四氟乙烯(简称PTFE)以其耐化学性、耐热性、耐寒性 、耐油性优越于现在任何塑料而有“塑料之王”之称,它不易 老化,不燃烧,吸水性近乎为零。其组织致密,分子结构无极 性,用作垫片,接触面可以做到平整光滑,对金属法兰不粘着 。除受熔融碱金属以及含氟元素气体侵蚀外,它能耐多种 酸、碱、盐、油脂类溶 液介质的腐蚀。
材料的耐压能力应适应工作压力的要求。
密封件结构型式
挤压型还是唇形 价格因素
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总之,各项工作条件对密封材料的要求 ,往往是互相制约的,不可能达成统一。这 时必须适度平衡两项性能要求。
随着更高密封性能要求的提出,必须根 据使用条件寻求专用材料。即使在同一个元 件中,根据要求不同有时要选用多种密封材 料。
聚四氟乙烯密封垫
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金属复合垫片(又称半金属垫片)
非金属材料虽具有很好的柔软性、压缩性和螺栓载荷能力 低等优点。但它的主要缺点是强度不高,回弹性差,不适合 高压高温场合。所以结合金属材料强度高、回弹性好。经受 得起高温的特点。形成将两者组合结构的垫片。即为金属复 合垫片。
金属箔增强石墨复合垫片
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① 运动速度
运动速度很低(<0.03m/s)时,要考虑设备运行 的平稳性和是否出现"爬行"现象。
运动速度很高(>0.8m/s)时,起润滑作用的油膜 可能被破坏,密封因得不到很好的润滑而摩擦发热,导 致寿命大大降低。
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② 温度
低温会使聚氨脂或橡胶密封弹性降低,造成泄露 ,甚至整个密封件变得发硬发脆。
② “V”型密封圈的应用
安装“V”型密封圈时,密封圈的凹口必须面向工作 介质的高压一侧。
图为“V”密封圈的安装与调整 1 — 调节螺栓,2 — 调整垫片
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溶解和膨胀且不乃腐
蚀,在高温下容易老
化,失去回弹性。
普通橡胶板
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柔性石墨
柔性石墨是一种新颖的密封材料,良好的回弹性、柔软性、 耐温性,在化工企业得到迅速的推广和应用。主要 用于高 温、高压、耐腐蚀介质下阀门、泵、反应釜的密封 。适用 于高温高压下的动密封。
石墨编制盘根
石墨模压盘根
抗腐蚀性能好,在酸,碱,油等介质中能长期工作,其体 积和硬度变化小,且不粘附在金属表面上;
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摩擦系数小,耐磨性好; 具有与密封面结合的柔软性; 耐老化性好,经久耐用; 加工制造方便,价格便宜,取材容易。
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② 常用的密封材料
丁腈橡胶
丁腈橡胶具有优良的耐燃料油及芳香溶剂等性能,但不 耐酮,酯和氯化氢等介质,因此耐油密封制品以采用丁腈橡 胶为主。因耐侯性不佳
二、常用的密封形式
“O”型密封圈
“V”型密封圈 “Y”型密封圈
“λ”密封 法兰联接垫片密封 锥形体(喇叭口)密封 密封胶密封 填料密封 螺纹联接密封 浮动环密封 机械密”型密封圈是一种截面为圆形的
橡胶圈,如图所示。其材料主要为丁 腈橡胶或氟橡胶。“O”型密封圈是液 压与气压传动系统中使用最广泛的一 种密封件。它主要用于静密封和往复 运动密封。
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2、密封的分类
中低压静密封
静密封
高压静密封
密 封
动密封
接触式密封
非接触式密封
常用材质较软,垫片较宽的 垫密封。
常用材质较硬,接触宽度 较窄的金属垫片。
密封性好,但受摩擦磨损限 制,适用于密封面线速度较 低的场合。
密封性较差,适用于较高速 度的场合。
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2、密封的分类
高温会使油封体积膨胀、变软,造成运动时密封 摩擦阻力迅速增加和耐压能力降低。
建议聚氨脂或橡胶密封连续工作温度范围-10℃~ +80℃。
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③ 工作压力
动密封件有最低启动压力要求。低压工作须选用
低摩擦性能、启动阻力小的密封件。 高压时要考虑密封件受压变形的情况,需用防挤
出挡圈,沟槽加工方面也有特殊要求。不同材质的密 封件具有不同的最佳工作压力范围。
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① “V”型密封圈的特点
密封性能良好;
允许一定的偏心载荷和偏心运动; 可以多圈重叠使用,并通过调节压紧力来获得最大密封
效果;
耐冲击压力和振动压力;
当填料不能从轴向装入时,可以开切口使用,只要安装时 将切口互相错开,不影响密封效果
密封装置的轴向尺寸大,摩擦阻力大
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4、密封材料
密封材料应满足密封功能的要求。由 于被密封的介质不同,以及设备的工作条 件不同,要求密封材料具有不同的适应性 。
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① 对密封材料的要求
材料致密性好,不易泄露介质; 有适当的机械强度和硬度;
压缩性和回弹性好,永久变形小;
高温下不软化,不分解,低温下不硬化,不脆裂;
应避免在阳光直射的场所, 或产生臭氧的电气装置附 近使用。
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聚氨脂橡胶
聚氨脂橡胶具有优异的乃磨性和良好的不透气性,使用温 度范围一般为-20~80℃。此外,还具有中等耐油,耐氧及耐臭 氧老化特性,但不 耐酸碱、水、蒸汽和酮类等。
适于制造各种橡胶密封制品, 如油封、O形圈和隔膜等。
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金属垫片
在高温高压以及载荷循环频繁等苛刻操作条件下 ,各种金属材料仍是密封垫片的首选材料,常用的 材料有铜、铝、低碳钢、不锈钢、铬镍合金钢、钛 蒙乃尔合金等。
金属缠绕垫片
铜垫片
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5、影响密封的几大因素
运动速度 温度 工作压力 工作介质 侧向负载 液压冲击 密封对偶面的粗糙度等
; 运动摩擦阻力很小,对于压力交变的场合也能适应
; 尺寸和沟槽已标准化,成本低,便于使用和外购。
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② “O”型密封圈的缺点
用于压缩密封时,起动摩擦阻力大; 如果使用不当,容易引起O形圈切、挤、扭、断等事
故;
动密封很难做到不泄露,只能控制起渗漏量不大于规定许 可值;
在某些场合使用,往往需要加装保护挡圈和防尘圈.在气压 和水压等密封中,有时还需要配备润滑附属装置.
密封工作介质的类型 要考虑介质与材料、润滑剂(脂)的相容性。如果密
封材料和密封流体不相容,会导致密封件膨胀或收缩,在 使用初期就发生故障。
动密封或静密封 动密封对材料的摩擦、磨损性能有相应要求,
应根据运动速度的大小选择摩擦系数合适的材料。
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工作温度 各种密封用橡胶、塑料的适用温度范围差异比较
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⑥ 液压冲击
液压冲击产生的瞬间高压可能是系统工作压力的几 倍,这样高的压力在极短时间内会将油封撕裂或将其局 部挤入间隙之内,造成严重损坏。一般有液压冲击的油 缸应在活塞杆上安装缓冲环和挡圈。缓冲环装在油封的 前面吸收大部分冲击压力,挡圈防止油封在高压下挤入 间隙,根部被咬坏。
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③ “O”型密封圈用作静密封时的密封原理
O型密封圈装入密封槽 后,其界面承受接触压缩 应力而产生变形。当没有 介质压力时,密封圈在自 身的弹性力作用下,对接 触面产生一个预接触应力 P0 。
图为O型密封圈的静密封原理
a)空载状态
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而当容腔内充入有压力的 介质后,则在介质压力p的作 用下,O型密封圈发生位移, 移向低压侧,且其弹性变形进 一步加大,填充和封闭了密封 间隙δ。此时,作用于密封副 偶合面的接触压力上升为P0 +p=Pm,从而大大增加了密封效
O型密封圈的动密封原理
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2、“V”型密封圈
V型密封圈为一种唇形密封 圈,是使用最早使用最多的成 型填料之一。它主要用于往复 运动,作活塞或活塞杆的密封 。很少用于转动中或作静密封 。V形密封圈的密封装置由压 环、V形密封圈和支承环三部 分组成 ,如图所示。
图为V型密封装置
1—压环 2—V形密封圈 3—支承环
轴承盖板与转动轴密封 水轮机主轴密封
风闸、补气阀活塞密封
水布垭技术供水泵轴封
高坝洲桨叶受油器
柳树坪电站主轴密封
水布垭检修泵电机油箱密 封
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3、密封的选材
① 选材的基本要求
密封性好,安全可靠,寿命长,并应 力求结构紧凑,系统简单,制造维修方 便,成本低廉。
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② 选材时要考虑的因素
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石棉
石棉板正常使用温度在550度以下。直径较大的低压容器 可以使用石棉带或石棉绳。在使用石棉绳时,通常浸渍水玻 璃。酸,碱溶剂等介质也可使用此类垫片。
图为石棉板
图为石棉绳
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橡胶板
橡胶因具有组织致密,质地柔软,回弹性好,容易剪切 成各种形状,且便宜、易购等特点而被广泛使用于容器和 管道的密封中,但它不耐高压,容易在矿物油中
① 由于机械加工的结果,机械产品的表面必 然存在各种缺陷和形状及尺寸偏差,因此 ,在机械零件联接处不可避免地会产生间 隙;
② 密封两侧存在压力差,工作介质就会通过 间隙而泄露。
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阻止泄露的 主要途径
减小或消除 间隙
密封的作用就是将接合面间的间隙封住,隔离
或切断泄露通道,增加泄露通道中的阻力,或者 在通道中加设小型做功元件,对泄露物造成压力 ,与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡,以阻 止泄露。
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