【文章內(nèi)容簡介】 chanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 V形密封圈的性能特點： 1）耐壓性能好，使用壽命長； 2）根據(jù)使用壓力的高低，可以合理地選擇 V形密封圈的數(shù)量以滿足密封要求；并可調(diào)整壓緊力來獲得最佳綜合效果； 3）根據(jù)密封裝臵不同的使用要求，可以交替安裝不同材質(zhì)的 V形密封圈，以獲得不同的密封特性和最佳綜合效果； 4）維修和更換密封圈方便； 5）密封裝臵的軸向尺寸大，摩擦阻力大。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 2. 應(yīng)用 安裝 V形密封圈時 ， 同樣必須將密封圈的凹口面向工作介質(zhì)的高壓一側(cè) ， 如 圖 512所示 。 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 上海電機學(xué)院機械學(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 組合個數(shù) 及 壓環(huán) 、 支承環(huán) 和 調(diào)整墊片 的 材質(zhì) ， 見 表 57。 表 57 V形密封圈組合個數(shù)及壓環(huán)、支承環(huán)和調(diào)整墊片的材質(zhì) 壓力/MPa V形密封圈個數(shù)及材質(zhì) 壓環(huán) \支承環(huán)材質(zhì) 調(diào)整墊片材質(zhì) 丁腈膠 夾織物丁腈膠 聚四氟乙烯 酚醛樹脂 酚醛樹脂夾織物 白銅 不銹鋼 鋁青銅 酚醛樹脂 硬鉛 白銅 4 4~8 8~16 16~30 30~60 60 3 4 5 5 — — 3 4 4 5 6 6 3 4 5 6 6 ○ ○ ○ ○ ○ △ ○ ○ ○ ○ △ △ △ △ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ◎ ◎ ○ ○ ○ ○ ○ ○ △ △ ○ ○ ○○ ○ ○ 注：○ —可用； △ —有條件使用； —不可使用； ◎ —較佳。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 V形密封裝臵中 ， 壓環(huán)上的 V形槽角度 ， 應(yīng)與 V形密封圈 完全吻合 。 壓環(huán)與密封副耦合面之間 間隙 大小應(yīng) 嚴格控制 ， 以防止 V形密封圈的唇邊在介質(zhì)壓力作用下 ， 被擠入間隙而造成唇邊撕裂 。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 表 58 壓環(huán)與耦合面之面的間隙值（夾織物 V形密封圈） 孔內(nèi)徑 /mm 直徑間隙 /mm 壓力 Mpa 壓力 Mpa ~21 壓力 Mpa 21 75 75~200 200~250 250~300 300~400 400~500 合理的間隙值見 表 58。 支承環(huán) 與 孔 及 軸面 之間的間隙值一般為δ=~。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 為了保持液壓缸的運動精度 ， 對 壓環(huán) 和 支承環(huán)的制造精度 要求較高 。 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 來進行 ， 見 表 59（ 見教材 P236） 。 夾布橡膠 V形密封圈的 耐壓性能 和 耐磨性能 均比純橡膠 V形密封圈好 。 而純橡膠 V密封圈又具有優(yōu)良的密封性能 。 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 。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 V形密封圈使用一段時間后 唇邊會磨損，為保證其密封性能的持久性， 須及時調(diào)整其壓力 。一般采用 螺栓 /母 或加 調(diào)整墊片 來調(diào)整，見 圖 512。 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準 。 HP Back School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 Part 新型 密封件 20世紀 80年代以來開發(fā)了一批新型密封件 ， 它們提高了 密封可靠性 、 運動精度 和 綜合性能 ， 有的密封件已頒布了國家標準 。 本節(jié)將介紹幾種有代表性的新型密封件 。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(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 是有四個唇的密封圈。它是一種 無接縫的圓形環(huán) ，在模具內(nèi)硫化成 形，其截面近似正方形，如 圖 513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形密封圈具有更顯著 、 更有效 的密封性能。星形密封圈的制作材料一般為各種合成橡 膠。 圖 513 星形密封圈及其 應(yīng)力分布 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 星形密封圈主要應(yīng)用在 動密封場合 ，也可用于靜密封。 適用于 雙作用往復(fù)運動的活塞 、 活塞桿 、 柱塞 等；并且也能在 擺動 、 螺旋和 旋轉(zhuǎn)工況下適用于軸 和 心軸 等。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)）。對星形密封圈的表面進行特殊減摩處理，能具有更好的摩擦性能。 星形密封圈是一種由介質(zhì)壓力施力的雙作用密封圈 ，依靠它在 密封耦合面上的接觸應(yīng)力進行密封見 圖 513。密封圈的徑向和軸向力取決于 系統(tǒng)工作壓力 。當壓力升高時，密封圈的壓縮量相應(yīng)增加，接觸應(yīng)力也隨之增大。 圖 513 星形密封圈及其 應(yīng)力分布 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 星形密封圈 與 O形密封圈 相比，有許多 優(yōu)點 ： 1) 往復(fù) 運動時，不會 翻轉(zhuǎn) 、 扭曲 。 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 。 3) 由于接觸應(yīng)力分布均勻，所以 泄漏小 。 4) 由于密封圈的分型面設(shè)在兩個唇邊之間，因此 飛邊不會影響密封作用 。 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 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 2. 應(yīng)用 星形密封圈在動、靜密封中的應(yīng)用實例，如 圖 514所示。 圖 514 星形密封圈的應(yīng)用 當應(yīng)用于外圓密封時 ，應(yīng)選擇星形密封圈的 內(nèi)徑 與 安裝溝槽直徑 相同或比之略小約 2%。這樣，星形密封圈在溝槽內(nèi)受到輕微的預(yù)壓縮，可防止它產(chǎn)生傾斜。 當用于內(nèi)圓密封圈 ，則可在略大或略小的兩者之中，選擇一個內(nèi)徑尺寸與之最為接近的星形密封圈。 一般， 在靜密封場合 ，可選擇截面較小的密封圈；反之 在動密封場合 ，應(yīng)選擇截面較大的密封圈。 通常， 壓力較高 和 間隙較大時 ，應(yīng)選擇較高硬度的材料；也可以選擇一般硬度的材料，再安裝一個聚四氟乙烯擋圈，以免密封圈被擠入間隙。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(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。主要用于活塞桿的動、靜密封。 其制作材料 Zurcon是專門為密封和支承系統(tǒng)而研制的高性能聚氨酯。 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)的相容性和性能達到最佳。 特別有意義的是，按不同成分經(jīng)過特殊復(fù)合的 注射 和 模壓 的 Zurcon聚氨酯 系列，具有不同的 硬度 、很高的 機械強度 、耐磨性 和 抗扯裂強度 ，同時 能和密封耦合面很好地相適應(yīng) ， 很少會產(chǎn)生擦傷和損壞 ，從而能滿足液壓與氣壓傳動系統(tǒng)嚴酷的特殊要求。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 ZL密封圈的密封唇 經(jīng)過修整 ，其 接觸應(yīng)力 分布在高壓側(cè)的角度較陡，而在低壓側(cè)的角度較平坦，從而保證了活塞桿伸出時粘附在桿上的極薄液體膜，在活塞桿縮回時返回到高壓側(cè)。而且，這種最佳的應(yīng)力分布狀態(tài)在整個工作壓力范圍內(nèi)相當穩(wěn)定。所以，流體動力回吸性能得到了很好保證。 密封的 預(yù)壓縮 是由密封圈在 外徑處的尺寸過盈 以及在安裝時 元件產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn) 所形成的。獨特的截面形狀使有介質(zhì)壓力作用時，密封圈變形壓向溝槽外壁，且遠離密封耦合面間的間隙，避免了密封圈被擠入間隙的可能。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 1）在整個工作壓力范圍內(nèi)具有 流體動力回吸 性能； 2） 靜態(tài) 和 動態(tài) 密封性能均好； 3）密封唇不受壓力作用， 摩擦力小 ，因而 減小了摩擦發(fā)熱 ； 4） 抗擠出性好 ； 5） 耐磨性好 ， 使用壽命長 。 ZL密封圈 具有如下突出 優(yōu)點 ： HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 2. 應(yīng)用 ZL密封圈采用 整體式安裝溝槽 ，其尺寸符合 ISO5597標準，且與 Y形密封圈的溝槽相同。因此，安裝非常方便。 ZL密封圈可以應(yīng)用在使用 Y形密封圈 的所有場合，例如 叉車 、 農(nóng)業(yè)機械 、 輕型 和 中型行走機械 、 工業(yè)液壓系統(tǒng) 、 機床 、 注射機 、 液壓機 等，且能與 Y形密封圈互換使用。 ZL密封圈的 工作壓力不大于 40MPa； 工作速度不大于 ； 工作溫度 ： 30~+80℃ ； 工作介質(zhì) ： 石油基液壓油 、 合成液 、 難燃液 。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封件 液壓與氣壓傳動 Part M2型 TurconVariseal密封圈 1. 主要性能 與 密封原理 M2型 TV密封圈 是一種既可用于 外圓密封 ，又可用于 內(nèi)圓密封 的往復(fù)運動用單作用密封圈。 它由一個 U形外殼和一個 V形不銹鋼彈簧所組成，如 圖 516所示。 U形外殼的制作材料為 Turcon。這是一種專門為密封系統(tǒng)研制的高性能工程熱塑性復(fù)合物。 圖 516 M2型 TV密封圈 1—V形彈簧 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(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。 在低壓或零壓時 ，密封圈由 不銹鋼彈簧 施力，提供初始密封力。當系統(tǒng)壓力升高時 ，主要密封力由 系統(tǒng)壓力 形成，從而保證由零壓到高壓都能可靠密封。 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，從而降低了摩擦，延長了壽命。 如果在彈簧處的空腔內(nèi)填滿硅膠 ，則可對密封圈進行消毒處理，并防止污染物進入，從而實現(xiàn) “ 潔凈型 ” 密封。 HP School of Mechanical Engineering 上海電機學(xué)院機械學(xué)院 第五章 密封