各种密封圈全集

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动还是用在旋转运动中。 2)机械的工作状态 就是指机器是出于连续的工作状态还是处于断续的工作状
态,并要考虑到每次断续时间的长短,是否有冲击载荷作用在密封部位。 3)工作介质的情况 工作介质时液体还是气体,并要考虑到其物理、化学性质。 4)工作压力 工作压力的大小、波动幅度以及瞬时出现的最大压力等。 5)工作温度 包括瞬时温度和冷热交变时的温度。 6)价格和来源等 绝大部分的 O 形圈都是用各种等级和硬度(如 40~90 度)的
包覆聚四氟乙烯材料可采用多种方法,如粘接成一个开口套、搭缝套或者浇 注成覆盖层。对于尺寸较大的密封圈(如直径超过 400mm),包层可以采用焊 接无缝聚四氟乙烯管的形式。
此外,O 形密封圈还可以与辅助密封圈组合,作成各种组合式密封装置
O 形密封圈简称 O 形圈,是一种截面为圆形的橡胶圈。O 形密封圈是液压、 气动系统中使用最广泛的一种密封件。O 形圈有良好的密封性,既可用于静密封, 也可用于往复运动密封中;不仅可单独使用,而且是许多组合式密封装置中的基
由于用聚四氟乙烯材料制成的 O 形密封圈比用橡胶材料制成的 O 形圈弹性 差,所以有将密封圈做成切槽式断面的形式。
聚四氟乙烯 O 形圈主要用作静密封,也可以用于缓慢的往复运动和旋转运 动的密封。聚四氟乙烯树脂质地致密不易透气,而且摩擦阻力小,所以还可以用 于气体阀门类的密封。
聚四氟乙烯 O 形圈的安装沟槽与普通 O 形圈的安装沟槽形状是一样的,是 呈矩形或三角形的。最近也出现了采用半圆形沟槽作为安装槽的,这种沟槽比矩 形沟槽的宽度要窄。
橡胶的硬度,一般机械用 O 形密封圈,硬度应在 70~90 度之间。作为静密 封用的 O 形密封圈,通常材料硬度为邵尔硬度 70 度,比动密封件要硬。旋转运
动用 O 形密封圈,一般用丁基橡胶材料效果好,硬度以 HS=80 为宜。在内压低、 摩擦小的场合,硬度允许低于 70 度;而在高压下或旋转运动中,可以高于度, 但很少使用。
150 类溶剂
-20~200
聚四氟乙烯
酸、碱、各种溶剂
-100~260 不适用运动部位
1、 对 O 形圈形状的改进 随着对密封性能要求的提高,现在又出现了一些其他截面形状的挤压型密封
圈,这些密封圈的工作原理与 O 形圈类似,也属于挤压型密封,但通过截面形 状的改变,改善了 O 形圈的某些性能。 1)X 形圈
O 形密封圈装入密封槽后,其截面承受接触压缩应力而产生弹性变形。对接 触面产生一定的初始接触压力 Po。即使没有介质压力或者压力很小,O 形密封 圈靠自身的弹性力作用而也能实现密封;当容腔内充入有压力的介质后,在介质
压力的作用下,O 形密封圈发生位移,移向低压侧,同时其弹性变形进一步加大, 填充和封闭间隙δ。此时,坐用于密封副偶合面的接触压力上升为 Pm :
Pm=Po+Pp 式中 Pp——经 O 形圈传给接触面的接触压力(0.1MPa)
Pp=K·P K——压力传递系数,对于橡胶制 O 形密封圈 K=1; P——被密封液体的压力(0.1MPa)。 从而大大增加了密封效果。由于一般 K≥1,所以 Pm>P。由此可见,只要 O 形 密封圈存在初始压力,就能实现无泄漏的绝对密封。这种靠介质本身压力来改变
聚四氟乙烯 O 形密封圈比普通橡胶材料制成的 O 形圈有更好的温度适应能 力,其使用温度的范围是-40~250℃;并且有耐一般浓酸(如硫酸、硝酸)、浓 碱和有机溶剂(如丙酮、酮)的性能。近年来在液压设备中为了防火采用了磷酸 酯抗燃液压油等阻燃介质,由于聚四氟乙烯可以不受这种液压油液的侵蚀,所以 适宜做这种介质的密封材料。
轴等。X 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 ℃(取决于制作的材质)。对 X 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。
X 形密封圈是一种由介质压力施力的双作用密封圈,依靠它在密封偶合面上 的接触应力进行密封。密封圈的径向和轴向力取决于系统工作压力。当压力升高
液压、气动设备用 O 形密封圈的材料选择考虑与温度的关系,介质为石油 基液压油的 O 形圈,温度在-50 ~ 120℃时,用丁腈橡胶,而 120 ~ 230℃ 范围内 用硅橡胶(主要是静密封),200℃以内的动密封用氟橡胶。当被密封介质为燃 料油时,则用高丁腈橡胶为宜。在透平油之类的高苯胺点油中,因为丁腈橡胶会 发生收缩现象,应慎用。丁腈橡胶在乙醇系液压油中会发生膨胀现象,故不能使 用,而应当用丁苯橡胶。近年来为防止火灾采用不燃性磷酸酯系液压油,这种情 况下宜用氟橡胶。
或轴直径尺寸完全相同的 X 形密封圈,则可在略大或略小的两者之中,选择一 个内径尺寸与之最为接近的 X 形密封圈。
X 形密封圈安装沟槽可与 O 形密封圈沟槽互换。 2)其他断面形状的挤压型密封圈
D 形圈本质上是带方形基部的 O 形圈。它提供了较大的基部接触面积,因 而消除了扭曲实效的可能。摩擦力与 O 形圈相当,不易发生扭曲,但在高压下 断面变形较大,因此为了适合高压环境必须用挡圈。D 形圈可以用作往复运动密 封(例如液压与气动用的活塞杆密封)中,或用于 O 形圈不能令人满意的其他 场合。
O 形密封圈接触状态,使之实现密封的性质,称为自封作用。 理论上,压缩变形即使为零,在油压力下也能密封,但实际上 O 形密封圈
安装时可能会有偏心。所以,O 形圈装入密封沟槽后,其断面一般受到 7%—30% 的压缩变形。静密封取较大的压缩率值,动密封取较小的压缩率值。这是因为合
成橡胶在低温下要压缩,所以静密封 O 形圈的预压缩量应考虑补偿它的低温收 缩量。 2、用于往复运动密封时的密封原理
在某些应用场合,腈橡胶在性能方面有局限性或者与某些工作液之间缺乏相 容性,这时可以采用其他各种材料。例如,对耐热性,耐油性有特别要求时,可 用 FKM(氟橡胶):对耐磨性和耐压有特别要求时,可选用 AU/EU(聚氨酯橡 胶)。近来又增加了提高 NBR 耐热老化性的 NEM,又称加氢 NBR;H—NBR; 可供选用。
应用 X 形圈在动密封场合,具有良好的密封效果,而且寿命长,在低速运 动的场合作为 O 形圈的代用品特别有效,而且适宜用做旋转轴的密封。
X 形密封圈在动、静密封中的应用实例。当应用于孔密封时,应选择 X 形 密封圈的内径与安装沟槽直径相同或比之略小约 2%。这样,X 形密封圈在沟槽 内受到轻微的预压缩,可防止它产生倾斜。当由于轴密封时,如果没有和活塞杆
在液压转动、气动元件与系统中,往复动密封是一种最常见的密封要求。动 力缸活塞与缸体、活塞干预缸盖以及各类滑阀上都用到往复运动密封。缝隙由圆 柱杆与圆柱孔形成,杆在圆柱孔内轴向运动。密封作用限制流体的轴向泄漏。用 作往复运动密封时,O 形圈的预密封效果和自密封作用与静密封一样,并且由于 O 形圈自身的弹力,而具有磨损后自动补偿的能力。但由于液体介质密封时,由 于杆运动速度、液体的压力、粘度的作用,情况比静密封复杂。
用聚四氟乙烯包覆一个橡胶材料的 O 形圈有两个优点,这种 O 形圈既具有 聚四氟乙烯的耐化学药品的性能,又保持了橡胶材料原有的柔性和弹性。如果橡 胶与聚四氟乙烯的比值高(即聚四氟乙烯的包覆层薄),那么无论在静密封还是 动密封的条件下工作,其接触面积都将随之增加,同时减小了因压缩永久变形而 失效的可能性。当用作一个动密封件时,聚四氟乙烯还会因为材质的关系减小摩 擦,特别是启动摩擦。
由于聚四氟乙烯材料的刚性较大、弹性较差,所以在设计密封安装部位的结 构时,应注意尽量避免有过大的拉伸。为了便于这种 O 形密封圈安装可采用分 割式沟槽。 3、 包封式 O 形密封圈
所谓包封式 O 形密封圈就是把 O 形圈是一种与其本身不同的材料包覆住, 使其具有两种材料的特性。这种包封式 O 形密封圈有很多种形式。其中包覆聚 四氟乙烯的 O 形圈使用最多。
主要性能与密封原理 X 形圈(又称星形圈)是有四个唇的密封圈。它是一 种无接缝的圆环,在模具内硫化成形,其截面近似正方形。X 形密封圈在使用和 作用上非常像 O 形密封圈。但是,它比 O 形密封圈具有更有效的密封性能。X 形密封圈的制作材料一般为各种合成橡胶。
X 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
腈橡胶制成的。其中,一种典型的通用材料是硬度大约为 75 度的低/中腈橡 胶。腈橡胶具有良好的耐热性,它可以在 100~120℃范围内工作。腈橡胶对 矿物油和脂类有很好的耐受力,同时具有较宽的工作液体(包括水和乙二醇) 适用范围。橡胶的配方不同,对介质的适用性也不同。一般来说,丁腈橡胶 耐油;氯丁橡胶耐候性和耐臭氧性好;丙烯酸酯橡胶和氟橡胶耐热;聚氨酯 橡胶耐高压和磨损;共聚氯醇橡胶耐低温耐油。橡胶的配方不同,成份不同, 对介质的适用性也不同。例如丁腈橡胶,根据定腈含量的不同分为高、中、 低三种,含丁腈量越高,耐油性能越好。
O 形密封圈是一种挤压型密封,挤压型密封的基本工作原理是依靠密封件发 生弹性变形,在密封接触面上造成接触压力,接触压力大于被密封介质的内压,
则不发生泄漏,反之则发生泄漏。在用于静密封和动密封时,密封接触面接触压
力产生原因和计算方法不尽相同,需分别说明。 1、用于静密封时的密封原理
在静密封中以 O 形圈应用最为广泛。如果设计、使用正确,O 形密封圈在 静密封中可以实现无泄漏的绝对密封。
时,密封圈的压缩量相应增加,接触应力也随之增大。
因此,X 形密封圈与 O 形圈相比,有如下优点: z 往复运动时,不会翻转、扭曲。 z 由于所需的径向预压缩量小,故而接触应力小,摩擦力也小。 z 突起部分之间在工作时充满润滑油,所以润滑油条件好摩擦系数小。 z 由于接触应力分布均匀,所以泄漏小。 z 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。
O 形密封圈材料的选择对其密封性能和使用寿命有着重要意义。材料的性能 直接影响 O 形圈的使用性能。除应具备密封圈材料的一般要求外,O 形密封圈 还要注意下述条件: 1)富有弹性和回弹性; 2)适当的机械强度,包括扩张强度、伸长率和抗撕裂强度等。 3)性能稳定,在介质中不易溶胀,热收缩效应(焦耳效应)小。 4)易加工成形,并能保持精密的尺寸。 5)不腐蚀接触面,不污染介质等。
常用 O 形圈材料及其适用范围
材料
适用介质
使用温度/℃ 运动用 静止用
பைடு நூலகம்
备注
丁腈橡胶
矿物油、汽油、苯
80
-30~120
氯丁橡胶
空气、水、氧
80
-40~120 运动用应注意
丁基橡胶
动植物油、弱酸碱
永久变形大,不适合矿物
80
-30~110

丁苯橡胶
碱、动植物油、空气、水
80
-30~100 不适用矿物油
天然橡胶
本组成部分。它的适用范围很宽,如果材料选择得当,可以满足各种运动条件的
要求,工作压力可从 1.333×105Pa 的真空到 400MPa 高压;温度范围可从-60℃ 到 200℃。 与其它密封型式相比,O 形密封圈具有以下特点: 1)结构尺寸小,装拆方便。 2)静、动密封均可使用,用作静密封时几乎没有泄漏。 3)使用单件 O 形密封圈,有双向密封作用。 4)动摩擦阻力较小。 5)价格低廉。
水、弱酸、弱碱
60
-30~90 不适用矿物油
硅橡胶
高、低温油、矿物油、动植物油、
氧、弱酸、弱碱
-60~260
不适用蒸汽、运动部位避
-60~260 免使用
氯磺化聚乙烯橡胶 高、低温油、氧、臭氧
100
-10~150 运动部位避免使用
聚氨酯橡胶
水、油
60
-30~80 耐磨,但避免高温
氟橡胶
热油、蒸汽、空气、无机酸、卤素
满足上述要求的最适合而且最常用的材料是橡胶,所以 O 形圈大多用橡胶 材料制成。橡胶的品种很多,而且不断有新的橡胶品种出现,设计与选用时,应 了解各种橡胶的特性,合理选择。
在选择 O 形圈材料时,要注意考虑到以下几点因素: 1)O 形圈的工作状态 指 O 形圈是用于静密封还是用于动密封,是用在往复运
普通三角断面圈,以很小的摩擦接触面积,提供良好的沟槽内接触面积,以 保持稳定。但是,在受压力而变形时,尖峰部分比较单薄,容易被挤出。因此, 虽然普通三角断面有很小的摩擦力,但是如果不与挡圈合用,其额定压力较低。 尽管它比 O 形圈更稳定,但摩擦力较大,磨损很严重。
心形圈有极小的摩擦接触面积和受到严格限制的密封能力,不过加设挡圈, 可能改变其性能。心形圈仅用作轻载转轴的密封,并带有一个挡圈。 2、 聚四氟乙烯 O 形密封圈
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