密封学原理

橡胶材料-硅橡胶
硅橡胶是以从石英中获得的硅元素为基础，并由硅 元子粘附诸如甲基、乙烯基等侧链而形成的饱和 非极性橡胶。甲基乙烯基硅橡胶（VMQ）是应用 最广的一种。硅橡胶具有优异的耐热性、低温弹 性和特别优异的耐臭氧和氧化性能，具有高透气 性。缺点是：不耐油及有机溶剂，拉伸强度底， 抗磨损能力弱。 适用温度范围：一般级-60℃～225℃ 硬度范围：25 ～90邵尔A
密封的分类
非接触式密封有迷宫密封和动力密封等。前者是利 用流体在间隙内的节流效应限漏，泄漏量较大， 通常用在级间密封等密封性要求不高的场合。动 力密封有离心密封、浮环密封、螺旋密封等，是 靠动力原件产生压头抵消密封两侧的压力差以克 服泄漏，它有很高的密封性，但能耗大。非接触 式密封，由于密封面不直接接触，起动功率小， 寿命长。如果设计的合理，泄漏量也不会太大。 但这类密封是利用流体力学的平衡状态而工作的， 如果运转条件发生变化，就会引起泄漏量很大的 波动。
O型密封圈-密封机理
把O型密封圈与平垫 片进行比较分析： 右图是平垫片工作时 接触压力分布，分 布是均匀的，如介 质内压P大于接触 压力，则泄漏有可 能发生。
O型密封圈-密封机理
O形圈的初始接触压力 是不均匀的（右上 图），工作时在内压 力作用下O形圈沿作 用力方向移动，并改 变其截面形状，密封 面上的接触压力也相 应变化（右下图）， 其最大值Pmax将大 于介质内压，所以不 发生泄漏。
橡胶材料-氟橡胶
氟橡胶FKM是乙烯基氟化物与六氟丙烯的共 聚物。氟橡胶具有良好的耐高温、阻燃性、 气密性、耐臭氧、耐候性、抗老化性。 适用温度范围：静密封-26℃～232 ℃ 动密封-15℃～200 ℃ -15 200 硬度范围：50 ～90邵尔A
橡胶材料-氢化丁腈橡胶
氢化丁腈橡HNBR胶是通过有选择的把丁腈 橡胶中的丁二烯基予以氢化而得到的，耐 高温性能好，耐油、耐低温性能、耐酸碱 溶剂、机械性能优于丁腈橡胶NBR，具有 较佳的抗蚀、抗张、抗撕裂和压缩行变特 性。 适用温度范围：一般级-40℃～150℃ 耐低温级-55℃～150℃ 硬度范围：55 ～90邵尔A
乙丙橡胶EPM由乙烯和丙烯共聚而成。三 元乙丙橡胶EPDM，耐热性、耐候性和抗 臭氧性均非常优秀。缺点是硫化速度慢， 不适用于矿物油、油脂、及芳香族和烯烃 类溶剂。 适用温度范围：一般级-55℃～125℃ 硬度范围：40 ～90邵尔A
橡胶硫化工艺
硫化(Vulcanization) (引申定义) 硫化过程中发生了硫的交联， 这个过程是指把一个或更多的硫原子接在聚合物链上形成 桥状结构。反应的结果是生成了弹性体，它的性能在很多 方面都有了改变,硫化可以是硫或者其它相关物质。硫化的 更科学的意义应是“交联”或“架桥”，即线性高分子通 过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程。硫化过程中 发生了硫的交联，这个过程是指把一个或更多的硫原子接 在聚合物链上形成桥状结构。反应的结果是生成了弹性体， 它的性能在很多方面都有了改变，硫化剂可以是硫或者其 它相关物质。从物性上即是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬 质橡胶的过程。“硫化”的含义不仅包含实际交联的过程， 还包括产生交联的方法。
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硬填料、机械密封、动力密封、浮 环密封
常用密封材料-无机材料
柔性石墨密封：全翻边结构油压开关密封垫 采用。柔性石墨卷材是将高碳磷片石墨通 过化学处理并经高温膨胀轧制而成，具有 耐高温、耐腐蚀、抗辐照、蠕变松驰率低、 柔韧性能优异等特点。是制造各种石墨复 合板、石墨带材、填料、密封垫片等的基 础材料。使用温度-200-650℃（在空气 中），-200-3000℃（在非氧化介质中）。
密封的分类
动密封范例图示：
动密封
常用密封材料-液体及纤维
类别 液体 植物 纤维 动物 纤维 纤 矿物 维 纤维 人造 纤维 材料 高分子材料 棉、麻、纸、软木 毛、毡、皮革 石棉 用途 液体密封胶、厌氧胶、热熔密封胶 垫片、软填料、防尘密封件、夹布橡 胶密封件 垫片、软填料、成型填料、油封、防 尘密封件 垫片、软填料、
O型密封圈-密封机理
O形圈的自封作用：借介质本身压力来改变O 形圈接触状态使之实现密封的过程，称为 “自封作用”。为了实现自封作用，在安 装O形圈时应使它有一定的压缩变形量。当 槽避的粗糙度较低时，此变形量即使很小 （在0.1mm左右）也能起自封作用。但是， 如果槽避的粗糙度很高而内压很小时，就 很难产生自封作用，此时需要增大压缩变 形量。在温度变化的情况下，需要把温度 影响的附加变形量考虑进去。
O型密封圈-密封机理
自封是有限的，当内压过高 时，会出现O形圈的“胶 料挤出”现象。即密封部 位因有间隙存在，受高压 作用的O形圈在间隙处会 产生应力集中。当其应力 达到O形圈的胶料不能承 受时，胶料就会被挤出来， 形成一道飞边嵌入间隙之 中，影响密封效果，产生 渗漏。
O型密封圈-密封机理
O形圈是非常非常理想的静密封件。 但是当它的硬度和压缩变形率选择 不当时，则可能发生泄漏。内压越 高，应选用硬度较高的O形圈。如 果硬度不够高，把它的压缩变形率 取大一些，，也能获得同样的密封 效果。一般根据经验来确定压缩变 形率，对圆柱面上的静密封压缩变 形率取13％～20%，平面或法兰上 的静密封取15％～25%；真空设备 用的O形圈静密封，取压缩变形率 30%以上。我司机油压力开关静密 封根据厂家推荐和实际需要取30 ％～40%。
新模具的YB92201.0-2 氟橡胶密封圈，密封 圈不稳定
密封圈故障实例
配合使用情况： 配合使用情况：
密封圈故障实例
故障现象： 故障现象： 机油压力开关性能漂移， 机油压力开关性能漂移，根本原因就是密封圈形状变化引起 装配后膜片变形。 装配后膜片变形。
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橡胶材料-氟硅橡胶
氟硅橡胶FVMQ由于主链为半无机的有机硅 结构，它在保持有机硅材料的耐热性、耐 寒性、耐高电压性，耐气候老化等优异性 能基础上，由于含氟基团的引入，它又具 有有机氟材料优异的耐烃类溶剂、耐油和 耐酸碱性。 适用温度范围：一般级-60℃～177℃ 硬度范围：45 ～80邵尔A
橡胶材料-乙丙橡胶
常用密封材料-金属
类别 材料 用途 垫片、软填料、密封件、硬填料、 机械密封、浮环密封、迷宫密封 有色金 铜、铝、铅、锌、锡 属 及其合金
黑色金 碳钢、铸铁、不锈钢、 垫片、硬填料、活塞环、机械密封、 堆焊合金、喷涂粉末 浮环密封、防尘密封、成型密封件 金 属 属 硬质合 钨钴硬质合金、钨钴 金 钛硬质合金 贵金属 金、银、铟、钽 机械密封
有机合成纤维、玻 璃纤维、碳纤维、软填料、夹布橡胶密封件 陶瓷纤维
常用密封材料-液体及纤维
• 液体密封：我公司普遍用于插头总成密封 的HC9713、调温器使用的厌氧胶乐泰620 • 毡密封：4801进气压力感应器防尘垫片 • 石棉：热敏开关密封垫圈 • 纤维密封：日本电装结构机油压力开关膜 片
常用密封材料-弹塑性体
类别 橡胶 材料 合成橡胶、天然橡胶 用途 垫片、成型密封件、油封、软填料、 防尘密封件
弹 塑 塑料 性 体 密封 胶
氟塑料、尼龙、聚乙 垫片、成型密封件、油封、软填料、 烯、酚醛塑料、氯化 防尘密封件、硬垫料、活塞环、机 聚醚、聚苯硫醚 械密封
液态密封胶、厌氧胶 垫片、导管连接、螺纹密封
常用密封材料-弹塑性体
分享人：谭立国
密封学原理
目录
一、密封的分类。 二、常用密封材料及实际应用。 三、橡胶材料。 四、O型密封圈
密封的分类
密封的分类（见下表）
密封的分类
密封可分为相对静止接合面的静密封和相对 运动接合面间的动密封两大类。 静密封主要有垫密封、胶密封、接触密封三 大类。根据工作压力，静密封又可分为中 低压静密封和高压静密封
高真空密封、高压密封、低温密封
常用密封材料-橡胶
• • • • • • 常用橡胶材料英文简写： NBR 丁腈橡胶 FKM 氟橡胶 HNBR 氢化丁腈橡胶 VMQ 硅橡胶 FVMQ 氟硅橡胶 EPDM 乙丙橡胶
橡胶材料-丁腈橡胶
丁腈橡胶（NBR）是丙烯腈和丁二烯的共聚 物，具有良好的耐低温、耐油及耐非极性 溶剂。但对芳香族溶剂（有苯环化学式 ）、 卤代烃、酮、脂类溶剂及强酸强碱的耐抗 性较差。 适用温度范围：-40℃～125 ℃ 硬度范围：40 ～93邵尔A
密封圈命名规则
由于O型密封圈是属于国家管制件，因此在设 计产品时应尽量避免采用O型密封圈、密封 圈等名称，可取名为橡胶垫、橡胶件等模 糊名称
密封圈故障实例
机油压力开关静密封用O形圈应用故障实例：
现在密封圈截面， 密封圈不稳定
原来密封圈截面， 密封圈稳定
密封圈故障实例
各密封圈截面描图：
批量采用的YB92201.0-2 批量采用的YB91203A.0-2 丁腈橡胶密封圈，密封 氟橡胶密封圈，密封 圈稳定 圈不稳定
密封的分类
静密封范例图示（以机油压力开关为例）：
胶（环氧树脂） 静密封
橡胶静密封
石墨板静密封 橡胶材料静密封 金属板静密封
密封的分类
动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基 本类型。按密封件与其作相对运动的零部 件是否接触，可分为接触式密封和非接触 式密封。一般来说接触式密封的密封性好， 但受磨擦磨损限制，适用于密封面线速度 较低的场合。非接触式密封的密封性较差， 适用于较高速度的场合。在接触式密封中， 按密封件的接触位置可分为圆周（径向） 密封和端面（轴向）密封。
• 橡胶：我公司使用的O形圈、胶管（调温 器）、膜片（调温器、蜡式热敏开关）、 护套（油压开关）。橡胶有很多种类。 • 氟塑料：调温器密封垫。 • 密封胶：螺纹辅助密封用胶乐泰516、乐泰 204(厌氧型)
常用密封材料-无机材料
类别 材料 用途 垫片、软填料、密封件 柔性石 天然石墨 墨 无 碳石墨 焙烧碳、电化石墨 机 材 料 氧化铝瓷、滑石瓷、 工程陶 金属陶瓷、氧化硅、 瓷 硼化铬
O型密封圈-优点
O型密封圈是一种挤压型密封件，具有良好的密封性， 使用范围很宽， O型橡胶密封圈有以下特点： 1）密封部位结构简单，安装部位紧凑，重量较轻。 2）有自密封作用，只用一个密封件便能完成密封。 3)密封性能好，用于静密封几乎可以做到没有泄漏。 用于往复运动时，往往复行程中密封性能不变，泄 漏很小。 4)运动磨擦阻力很小，对于压力交变的场合也能适应 5)尺寸和沟槽已标准化，成本低，便于使用和外购。