第五章 密封件

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第三节 常用密封件
V形密封圈的特点是： 1）耐压性能好，使用寿命长。 2）根据使用压力的高低，可以合理地选择V形密封圈的数量， 以满足密封要求；并可调整压紧力来获得最佳密封效果。 3）根据密封装置不同的使用要求，可以交替安装不同材质的V 形密封圈，以获得不同的密封特性和最佳综合效果。 4）维修和更换密封圈方便。 5）密封装置的轴向尺寸大，摩擦阻力大。
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第五章 密封件
பைடு நூலகம்
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第二节 密封的材料
一、对密封件材料的要求
密封件材料的一般要求是：
第二节 密封的材料
1）材料密实，不易泄漏工作介质； 2）对工作介质有良好的适应性和稳定性； 3）有适当的机械强度和硬度，受工作介质的影响小； 4）压缩性和复原性好，永久变形小； 5）温度适应性好，高温下不软化、不分解，低温下不硬化，不脆裂； 6）摩擦系数小，耐磨性好； 7）抗腐蚀性能好，能在工作介质中长期工作，其体积和硬度变化小； 8）与密封面贴合的柔软性和弹性好； 9）耐臭氧性和耐老化性好，使用寿命长； 10）加工性能好，价格低廉。
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第三节 常用密封件
图5-7 Y形密封圈 a)等高唇；b)不等高唇（Yx形）
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第三节 常用密封件
（二）密封原理
图5-8 带副唇的轴用Y形密封圈 1)副唇；2)主唇； 3)小腔 图5-9 Y形密封圈的安装 a)控制间隙；b)安装挡圈
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第三节 常用密封件 O形密封圈
（二）用于静密封时的密封原理
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第三节 常用密封件
（三）用于往复运动密封时的密封原理
（四）应用 O形密封圈一 般安装在外圆 或内圆上截面 为矩形的沟槽 内起密封作用， 如图5－4所示。
图5－4
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图5-11 V形密封圈
1-压环；2- V形密封环；3-支撑环
V形密封圈主要用于液压缸活塞和活塞杆的往复动密封，其运动 摩擦阻力较Y形密封圈大，但密封性能可靠、使用寿命长。当发生 泄漏时，可只调整压环或填片而无须更换密封圈。V形密封圈的最 高工作压力＞60MPa，适用工作温度-30～＋80°C ，工作速度范围： 采用丁腈橡胶制作时为 0.02～0.3m/s；采用夹布橡胶制作时为 0.005～0.5m/s.
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第四节 新型密封件
M2型T－V密封因具有如下优点： l）可用于往复和旋转动密封； 2）摩擦系数小，精确控制时也不会产生爬行； 3）耐磨性好，使用寿命长； 4）能适应绝大部分工作介质和化学制品； 5）尺寸稳定性好，能承受急剧的温度变化； 6）可以进行消毒，不会污染食品和药剂液体。 （二）应用 M2型 T－V密封圈的工作压力：动负载时，p≤υ45MPa；静负载 时，p ≤ 60MPa。工作速度：往复运动时， υ ≤ 1.5m／s；旋转运动 时， υ ≤ 1m。工作温度：-70℃～+260 ℃ 。 M2型T－V密封圈在活塞和活塞杆上密封的应用实例，如图5－ 17所示。
第一节 密封的作用与分类
一、密封的作用及其意义 二、密封的分类 密封的作用是阻止泄漏。造成泄漏的原因主要有两方面：一是密 封面上有间隙；二是密封部位两侧存在较大压力差。消去或减小任 一因素都可以阻止或减小泄漏。因此，密封的方法通常有： l）封住结合面的间隙； 2）切断泄漏通道； 3）增加泄漏通道中的阻力； 4）设置作功元件，对泄漏介质造成压力，以抵消或平衡泄漏通 道的压力差。 所以，密封的分类存在多种分法。
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第四节 新型密封件
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图5-13 星形密封圈及其应力分布
图5-13 星形密封圈的应用
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第四节 新型密封件
二、Zurcon－L形密封圈（简称Z－L密封圈）
Zurcon-L （一）主要性能与密封原理
形密封圈
Z－L密封圈的截面呈倒L形，如图5－15所示。主要用于活塞杆的动、静密封。 其制作材料Zurcon是专门为密封和支承系统而研制的高性能聚氨酯。材料的复合 物、添加剂和硬度范围很广，从而可使密封和支承元件对于品种不断增多的工 业流体介质的相容性和性能达到最佳。特别有意义的是，按不同成分经过特殊 复合的注射和模压的Zurcon聚氨酯系列，具有不同的硬度、很高的机械强度、耐 磨性和抗扯裂强度，同时能和密封偶合面很好地相适应，很少会产生探伤和损 坏，从而能满足液压与气压传动系统严酷的特殊要求Z－L密封圈的密封唇经过 修整，其接触应力分布在高压侧的角度较陡，而在低压侧的角度较平坦，从而 保证了活塞杆伸出时粘附在杆上的极薄液体膜，在活塞杆缩回时返回到高压侧。 而且，这种最佳的应力分布状态在整个工作压力范围内相当稳定。所以，流体 动力回吸性能得到了很好保证。密封的预压缩是由密封圈在外径处的尺寸过盈 以及在安装时元件产生的旋转所形成的。独特的截面形状使有介质压力作用时， 密封圈变形压向沟槽外壁，且远离密封偶合面间的间隙，避免了密封因被挤入 间隙的可能。
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第一节 密封的作用与分类
分类 静 密 橡胶－金属复合静密封 封 金属静密封 液态密封垫 非接触式密封、间隙密封 动 密 封 接 自封式压紧型密封 触 式 密 封
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主要密封件 非金属静密封 O型橡胶密封圈 橡胶垫片 聚四氟乙烯生料带 组合密封垫圈 金属垫圈 空心金属O型密封圈 密封胶 利用间隙、迷宫、阻尼等 O型橡胶密封圈 同轴密封圈 异型密封圈 其他
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第三节 常用密封件
Y形密封圈广泛应用于往复动密封装置中，其使用寿命高于O形 密封圈。Y形密封圈的适用工作压力不大于40MPa，工作温度为30～+80°C ，工作速度范围：采用丁睛橡胶制作时为 0. 01～0. 6m ／s；采用氟橡胶制作时，为0.05～0.3m／s；采用聚氨酯橡胶制作 时，则为 0.01～lm／s。Y形密封圈的密封性能、使用寿命及不同 挡圈时的工作压力极限，都以聚氨酯橡胶材质为佳。 Y形密封圈的特点是： 1）密封性能可靠； 2）摩擦阻力小，运动平稳； 3）耐压性好，适用压力范围广； 4）结构简单，价格低廉； 5）安装方便。
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第三节 常用密封件
（二）应用
图5-12 V形密封圈的安装与调整
1-调整垫片
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第四节 新型密封件
一、星形密封圈 （一）主要性能与密封原理
第四节 新型密封件
星形密封圈是有四个唇的密封圈。它是一种无接缝的圆形环，在 模具内硫化成形，其截面近似正方形，如图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 更显著、更有效的密封性能。星形密封圈的制作材料一般为各种合 成橡胶。 星形密封圈主要应用在动密封场合，也可用于静密封。适用于双 作用往复运动的活塞、活塞杆、柱塞等；并且也能在摆动、螺旋和 旋转工况下适用于轴和心轴等。星形密封圈的工作压力不大于 40MPa，工作速度不大于 0.5m／s，工作温度-60～＋200°C（取决 于制作的材质）。对星形密封圈的表面进行特殊减摩处理，能具有 更好的摩擦性能。
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第四节 新型密封件
三、M2型Turcon－Variseal密封圈（简称T－V密封圈）
（一）主要性能与密封原理
M2型Turcon-Variseal密封圈
M2型T－V密封圈是一种既可用于外圆密封，又可用于内国密封的往复运动 用单作用密封圈。它由一个U形外壳和一个V形不锈钢弹簧(1)所组成，如图5－ 16所示。U形外壳的制作材料为Turcon。这是一种专门为密封系统研制的高性能 工程热塑件复合物n 在低压或零压时，密封圈由不锈钢弹簧施力，提供初始密 封力。当系统压力升高时，主要密封力由系统压力形成，从而保证由零压到高 压都能可靠密封。M2型T－V密封圈的轮廓形状是不对称的，其密封工作唇具 有短而粗的特点，从而降低了摩擦，延长了寿命。 1 由于密封材料和弹簧对各种工作介质都有很好的 适应能力，因此M2型T－V密封圈可在一般液压 与气压传动系统，以及其它广泛的范围，如化学、 医药及食品等工业中应用。如果在弹簧处的空腔 内填满硅胶，则可对密封圈进行消毒处理，并防 止污染物进入，从而实现“洁净型”密封。 图5－16
第三节 常用密封件
O形密封圈是一种截面为圆形的橡胶圈，如图5-l所示。其材料主要为丁睛橡胶 或氟橡胶对形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。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。如液压挖掘机的中央回转接头的分配阀 动密封机构。一般O形密封圈在旋转运动密封装置中使用较少。 O形密封圈与其 他型式密封圈比较，具有以下优点： 1）结构小巧，装拆方便； 2）静、动密封均可使用； 3）动摩擦阻力比较小； 4）使用单件O形密封圈，可对两个方向起密封作用； 5）价格低廉。
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第二节 密封的材料
二、常用橡胶密封材料
常用密封材料 丁腈橡胶、 聚氨酯橡胶、氟橡胶 、 硅橡胶、丙烯酸脂橡胶、丁基橡胶 、乙 丙橡胶
三、常用合成树脂密封材料
常用合成树脂中，使用最多的是聚四氟乙烯树脂。在聚四氟乙烯树脂中掺入不 同的充填材料，可改善和提高其综合物理化学性能，从而扩大了它的使用范围。 因此，聚四氟乙烯树脂密封材料可适用石油基液压油、水一油乳化液、水一乙二 醇基液压液、磷酸脂基液压液等工作介质的密封。
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第四节 新型密封件
星形密封圈是一种由介质压力施力的双作用密封圈，依靠它在 星形密封件 密封偶合面上的接触应力进行密封见图5-13。密封圈的径向和轴向 力取决于系统工作压力。当压力升高时，密封圈的压缩量相应增 加，接触应力也随之增大。 因此，星形密封圈与O形密封圈相比，有许多优点： 1）往复运动时，不会翻转、扭曲。 2）由于所需的径向预缩量小，故而接触应力小，摩擦力也小。 2 3）由于接触应力分布均匀，所以泄漏小。 4）由于密封圈的分型面设在两个唇边之间，因此飞边不会影响 密封作用。 5）在动密封场合，具有良好的密封效果，而且寿命长。
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第一节 密封的作用与分类
分类 动 密 封 接 自封式自紧型密封 触 （唇形密封） 式 密 封 主要密封件 Y形密封圈 V形密封圈 组合式U形密封圈 蕾形和复式唇密封圈 带支撑环组合双向密封圈 其他 活塞环 旋转轴油封 液压缸导向支撑件 液压缸防尘圈 其他 金属活塞环 油封 导向支撑环 防尘圈 其他
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第三节 常用密封件
图5-10安装支撑环的Y形密封圈 a)单向受压；b)双向受压
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第三节 常用密封件
三、V形密封圈 （一）主要性能
V形密封圈
V形密封圈的截面呈V形，也是一种 唇形密封圈。根据制作的材料不同， 可分为纯橡胶V形密封圈和夹织物（夹 布橡胶）V形密封圈等。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5－11所示。
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第三节 常用密封件 Y形密封圈
图5-6 O形密封圈挡圈的安装 二、Y形密封圈 （一）主要性能 Y形密封圈的截面呈Y形，是一种典型的唇形密封圈。按其截面 的高、宽比例不同，可分为宽型、窄型、Yx型等几类；若按两唇的 高度是否相等，则可分为轴、孔通用型的等高唇Y形密封圈和不等 高唇的轴用Y形密封圈和孔用Y形密封圈，如图5－7所示。
四、常用金属密封材料
金属密封材料主要用于静密封，适用于高温、高压油、高压水蒸气等场合。铅、 蒙太尔合金、银、铝、黄铜、不锈钢、镍、软锆、紫铜。
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第三节 常用密封件
一、O形密封圈
（一）主要性能
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第四节 新型密封件
这种新结构密封圈具有 如下突出优点：
l）在整个工作压力范围内具 有流体动力回吸性能。 2）静态和动态密封性能均好。 3）密封唇不受压力作用，摩擦力小，因而减小了摩擦发热。 4）抗挤出性好。 5）耐磨性好，使用寿命长。 （二）应用 Z－L密封圈的工作压力不大于40MPa；工作速度不大于 0.5m／s；工作温度： 一30～＋80°C；工作介质：石油基液压油、合成液、难燃液