【正文】 HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 密封膠的 主要成分 為 有機(jī) 或 無機(jī)高分子材料 。 旋轉(zhuǎn)格來圈密封裝臵應(yīng)用于有旋轉(zhuǎn)或擺動運(yùn)動的軸、桿、銷、旋轉(zhuǎn)接頭等處的動密封。 最理想的情況是保持 “臨界油膜厚度 ” ，即始終保持臨界潤滑狀態(tài)。 按構(gòu)成油封的組件材質(zhì) 分類，又可分為有骨架型油封和無骨架型油封；有彈簧型油封和無彈簧型油封。 2型 Turcon防塵圈 的 優(yōu)點(diǎn) 是： 安裝空間小 ， 溝槽結(jié)構(gòu)簡單 。 內(nèi)環(huán)厚度 h與 外環(huán)厚度 s之差為橡膠的壓縮量。 圖 520 T形格來圈的截面形狀及應(yīng)力分布 1—O形密封圈 2—格來圈 由于密封圈的側(cè)面是斜的 ， 導(dǎo)致密封圈有所 “傾側(cè) ”。 O形密封圈不與密封耦合面直接接觸，不存在 密封圈翻轉(zhuǎn) 、 扭曲 及 被擠入間隙 等問題。 M2型 TV密封圈 的輪廓形狀是不對稱的，其密封工作唇具有短而粗的特點(diǎn)，從而降低了摩擦，延長了壽命。而且，這種最佳的應(yīng)力分布狀態(tài)在整個(gè)工作壓力范圍內(nèi)相當(dāng)穩(wěn)定。 2) 由于所需的 徑向預(yù)縮量小 ，因而 接觸應(yīng)力小 ， 摩擦力也小 。 圖 512 V形密封圈的安裝與調(diào)整 1—調(diào)節(jié)螺栓 2—調(diào)整墊片 同樣 ， V形密封圈的尺寸系列及公差已有國家標(biāo)準(zhǔn) 。 當(dāng)發(fā)生泄漏時(shí) ， 可只調(diào)整壓環(huán)或填片而無須更換密封圈 。 此時(shí) ， 副唇 與 耦合面 的接觸應(yīng)力 ， 也 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 主唇 與 耦合面 間的接觸應(yīng)力 。 圖 56 O形密封圈擋圈的安裝 a)單向受壓 b) 雙向交替受壓 在經(jīng)常承受脈沖壓力的密封裝臵中， 也應(yīng)采用 擋圈 ， 以防止密封圈異常損耗 。 這就是 O形密封圈用于往復(fù)運(yùn)動密封時(shí)會產(chǎn)生泄漏的原因 。 3） 動摩擦阻力 比較小 。 常用金屬密封材料的 種類 和 應(yīng)用范圍 見 表 54。由于被密封的 工作介質(zhì) 以及 設(shè)備工作條件 的不同，密封件材料應(yīng)具有不同的適應(yīng)性。 設(shè)臵于 密封裝臵中 、 起 密封作用 的元件稱為 密封件 。另外按照密封件的 制作材料 、 結(jié)構(gòu)形式和 密封機(jī)理 等還可進(jìn)一步細(xì)分。制作生料帶 聚酰胺尼龍 40~+100 耐磨性能佳（優(yōu)于銅和一般鋼材），耐弱酸、弱堿和水、醇等溶劑。 一般 O形密封圈在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動密封裝臵中使用較少 。 當(dāng)滑移面向外伸出時(shí) ， 液體膜隨之一起探出 ， 如 圖 53b所示 。 靜密封時(shí) ， 壓縮量較大 ， 應(yīng)取大值；往復(fù)動密封時(shí)， 應(yīng)取小值 ， 旋轉(zhuǎn)動密封時(shí) ， 取 b=~， 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)量的問題 。 每次往復(fù)運(yùn)動后 ， 在其主 、 副唇之間都會殘留下微量液體 （ 工作介質(zhì) ） 。 V形密封圈的密封裝臵由 壓環(huán) 、 V形密封圈 和 支承環(huán) 三部分組成 ，如 圖 511所示 。 所以 ， 若 將這兩種不同材質(zhì)的密封圈 ， 交替組裝起來使用 ， 便能充分發(fā)揮各自的特性 ， 獲得最佳的密封效果 。密封圈的徑向和軸向力取決于 系統(tǒng)工作壓力 。 材料的復(fù)合物 、 添加劑 和 硬度 范圍很廣，從而可使密封和支承元件對于品種不斷增多的工業(yè)流體介質(zhì)的相容性和性能達(dá)到最佳。 圖 516 M2型 TV密封圈 1—V形彈簧 HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 由于 密封材料 和 彈簧 對各種工作介質(zhì)都有很好的適應(yīng)能力，因此M2型 TV密封圈 可用在一般液壓與氣壓傳動系統(tǒng)，以及其他廣泛的范圍，如 化學(xué) 、 醫(yī)藥 及 食品 等工業(yè)中應(yīng)用。 圖 518 同軸密封圈 a） 活塞用 b） 活塞桿用 1—格來圈 2—O形密封圈 3—斯特圈 HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 格來圈 和 斯特圈 都是以 聚四氟乙烯樹酯 為基材，按不同使用條件、配以不同比例的充填材料（如 銅粉 、 石墨 、 碳素纖維 、 石棉 、 二硫化鉬 、 陶土 等）制作而成 。 1. 特點(diǎn) 格來圈的兩個(gè)側(cè)面都有 倒角 ，使密封圈的截面朝著 密封耦合面 逐漸變窄。 工作壓力 不大于 50MPa； 工作速度 不大于； 工作溫度 54~+135℃ ； 工作介質(zhì) ：石油基液壓油、水乙二醇 。 圖 525 2型 Turcon防塵圈的截面 形狀及應(yīng)力分布 1—防塵圈 2—O形密封圈 O形密封圈的彈性確保防塵唇均勻地緊貼在滑動表面上，從而使防塵圈起到了刮塵的作用。 油封的分類 按軸的旋轉(zhuǎn)線速度高低 分類，可分為低速油封（小于 6m/s)和高速油封（大于 6m/s)。油 膜厚度變化的原因 是 維持油膜存在的表面張力在不斷波動 。 Part 旋轉(zhuǎn)軸 格來圈 HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 為了保證介質(zhì)壓力能作用到 O形密封圈上，在格來圈的側(cè)面開有若干條徑向溝槽，用以托住 O形密封圈。 圖 531 旋轉(zhuǎn) Variseal密封圈的應(yīng)用 密封圈的 工作壓力 :不大于 15MPa（動負(fù)載時(shí)）或不大于 25MPa（靜負(fù)載時(shí)）； 工作速度 :不大于 2m/s（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)）或不大于 10m/s（往復(fù)運(yùn)動時(shí)）； 工作溫度 :100~+200℃ ； 工作介質(zhì) ：各種液體、化學(xué)品和氣體。 硫化型密封膠添加有 硫化劑 和 促進(jìn)劑 等。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 旋轉(zhuǎn) Variseal密封圈 是一種用于旋轉(zhuǎn)軸處的單向作用密封圈。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 2. 油封的選用 選擇油封的材料時(shí)，必須考慮材料對工作介質(zhì)、工作溫度及唇緣在軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的適應(yīng)性。 3）密封性能好，能長時(shí)間保持密封效果。 耐磨性好， 使用壽命長 。適用于 工作壓力 不大于100MPa， 工作溫度 范圍為 30~+200℃的靜密封 。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 1） 靜密封 性能非常好； 2）允許有較大的 配合間隙 ，故可降低加工費(fèi)用，并能在有污物的介質(zhì)中安全使用； 3） 摩擦力小 ， 無爬行 ； 4）可采用 多種材料 ，對工作條件的 適應(yīng)性強(qiáng) ； 5）可適用于 最新環(huán)保安全的液壓液 （生物油）。 因此，同軸密封圈具有如下 特點(diǎn) ： HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 2. 應(yīng)用 同軸密封圈尺寸系列和公差及其安裝溝槽形式、尺寸和公差都已有國家標(biāo)準(zhǔn)，分別是 GB/—2023《液壓缸活塞和活塞桿動密封裝臵用同軸密封件尺寸系列和公差》和 GB/—2023《液壓缸活塞和活塞桿動密封裝臵用同軸密封圈安裝溝槽尺寸系列和公差》。 M2型 TV密封圈 具有如下 優(yōu)點(diǎn) ： HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 2. 應(yīng)用 M2型 TV密封圈 可以安裝在 ISO3771標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溝槽內(nèi)。獨(dú)特的截面形狀使有介質(zhì)壓力作用時(shí)，密封圈變形壓向溝槽外壁，且遠(yuǎn)離密封耦合面間的間隙，避免了密封圈被擠入間隙的可能。 5) 在動密封場合，具有 良好的密封效果 ，而且 壽命長 。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 Part 星形 密封圈 1. 主要性能 與 密封原理 星形密封圈 是有四個(gè)唇的密封圈。 圖 512 V形密封圈的安裝與調(diào)整 1—調(diào)節(jié)螺栓 2—調(diào)整墊片 HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 應(yīng)根據(jù) 工作壓力 合理選擇 V形密封圈 組合個(gè)數(shù) 及 壓環(huán) 、 支承環(huán) 和 調(diào)整墊片 的 材質(zhì) ， 見 表 57。 p HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 3. 應(yīng)用 安裝 Y形密封圈時(shí) ， 唇口一定要對著壓力高的一側(cè) ， 才能起密封作用 。 按其 截面的高 、 寬比例不同 ， 可分為 寬型 、 窄型 、 Yx型 等幾類 若按 兩唇的高度是否相等 ， 則可分為 軸 、 孔通用型的等高唇 Y形密封圈 和 不等高唇的軸用 Y形密封圈和 孔用 Y形密形圈 ,如 圖 57所示 。 圖 54 O形密封圈的安裝 a)在外圓的矩形槽內(nèi) b)在內(nèi)圓的矩形槽內(nèi) HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 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 ， 世界各國的標(biāo)準(zhǔn)對此都有較嚴(yán)格的規(guī)定 。 但是 ， 當(dāng)設(shè)備閑臵時(shí)間過久而再次起動時(shí) ， O形密封圈的摩擦阻力會因其與密封副耦合面的粘附而陡增 ， 并出現(xiàn) 蠕動 現(xiàn)象 。 Part 常用 密封件 接觸式動密封中的 壓型密封 ， 是通過由 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 。 由于合成橡膠的膠種較多 ， 且各自的性能也各不相同 。 對于 液壓傳動系統(tǒng) ， 內(nèi)泄漏 會引起系統(tǒng) 容積效率 的急劇下降，達(dá)不到所需的工作壓力，使設(shè)備無法正常運(yùn)作； 外泄漏 則造成 工作介質(zhì)浪費(fèi) 和 污染環(huán)境 ，甚至引發(fā) 設(shè)備操作失靈 和 人身事故 。消去或減小任一因素都可以阻止或減小泄漏。 常用合成樹脂密封材料的 主要特點(diǎn) 和 應(yīng)用范圍 見 表 53。 圖 51 O形密封圈 d1— O形圈內(nèi)徑 d2— O形圈截面直徑 其使用速度范圍一般為 ~。 此時(shí)O形密封圈的 動密封作用 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補(bǔ)償?shù)哪芰?。 在 高溫工況 中 ， 尤為嚴(yán)重 。 當(dāng)耦合件以工作速度相對運(yùn)動時(shí) ， 在 密封唇 與 滑移耦合面 之間形成一層 密封液膜 ， 從而產(chǎn)生密封作用 。 Y形密封圈的尺寸和公差以及 安裝密封圈的溝槽尺寸、擋圈 尺寸都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化， 設(shè)計(jì)時(shí)可查閱有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。 V形密封圈材質(zhì)的選用應(yīng)根據(jù)密封裝臵的 工作壓力 和 工作速度 來進(jìn)行 ， 見 表 59（ 見教材 P236） 。星形密封圈的工作壓力 不大于40MPa，工作速度 不大于 ，工作溫度 － 60~+200℃ （取決于制作的材質(zhì)）。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 Part ZurconL形密封圈（簡稱 ZL密圈） 1. 主要性能 與 密封原理 圖 515 ZL密封圈的截面 ZL密封圈 的截面呈倒 L形，如 圖 515所示。 它由一個(gè) U形外殼和一個(gè) V形不銹鋼彈簧所組成，如 圖 516所示。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 Part 同軸 密封圈 同軸密封圈 是結(jié)構(gòu)與材料全部實(shí)施組合形式的往復(fù)運(yùn)動用密封元件。它的制作材料為 Turcon。 當(dāng)活塞桿伸出時(shí) ， HPR型格來圈對下游的支承元件和副密封提供充分的潤滑液膜，格來圈的均勻幾何形狀可在活塞桿縮回時(shí)產(chǎn)生回吸作用，從而也控制了潤滑的狀況。 普通型防塵圈 的 工作條件 ： 工作速度 ：不大于 1m/s； 工作溫度 ： 30 ~ +110℃ ； 工作介質(zhì) ：石油基液壓油和水包油乳化液。 Part 旋轉(zhuǎn)軸唇形 密封圈（油封） 普通油封的使用壓力小于 ，耐壓油封的工作壓力可達(dá)1~。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械學(xué)院 第五