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液壓密封件的性能和作用
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液壓密封件的性能和作用

來源：東莞市東晟密封件科技有限公司 - xranyun.cn更新時間：2015-03-06
一、液壓密封件特性
       1.泄漏量極小 
       要求液壓密封件的泄漏量極小，具有良好的密封作用，并隨液壓油的壓力增高而自動提高其密封作用，即使在高壓及高溫等惡劣工作環(huán)境下，液壓密封件的泄漏量也無明顯的增加。 
       2.良好的相容性 
       因液壓密封件長期浸泡在液壓油中，極易溶脹、溶解或脆化變硬等，使之喪失密封作用，因此要求液壓密封件對液壓油具有良好的相容性。 
       3.摩擦阻力小 
       為避免或減少液壓設(shè)備產(chǎn)生低壓爬行等不良現(xiàn)象，要求液壓密封件具有較低的靜摩擦阻力和動摩擦阻力，并且其摩擦系數(shù)應(yīng)非常穩(wěn)定。 
       4.使用壽命長 
       液壓密封件應(yīng)具有良好的彈性、耐熱性、耐寒性、耐壓性、耐磨性及一定的物理機(jī)械強(qiáng)度等，并且使用壽命長。 
       5.價格低廉 
       液壓密封件應(yīng)易于制造和安裝，其相應(yīng)的密封槽又易于加工制造，對密封表面的加工精度等要求又較低，并且低格低廉。 
二、液壓密封件的結(jié)構(gòu)形式及密封機(jī)理 
       常用的自封式壓緊型液壓密封件主要是O型密封圈,圓型密封圈和方型密封圈等，它們具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此它們是液壓傳動系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的動密封元件和靜密封元件。它們安裝在密封槽內(nèi)通常產(chǎn)生１０—２５％的徑向壓縮變形，并對密封表面產(chǎn)生較高地初始接觸應(yīng)力，從而阻止無壓力液體的泄漏。 
       液壓缸工作時，壓力液體擠壓自封式壓緊型液壓密封件，使之進(jìn)一步變形，并對密封表面產(chǎn)生較大的隨壓力液體的壓力，嚴(yán)格地說應(yīng)為壓強(qiáng)。增高而增高的附加接觸應(yīng)力，并與初始接觸應(yīng)力一起共同阻止壓力液體的泄漏。但當(dāng)工作壓力大于１０Ｍｐａ時，為了避免合成橡膠質(zhì)自封式壓緊型液壓密封件的一部分被擠入密封間隙而在液壓缸往復(fù)運(yùn)動中被切掉而造成泄漏，須在合成橡膠質(zhì)自封式壓緊型液壓密封件的受壓側(cè)各設(shè)置一合成樹脂擋圈，如尼龍擋圈、聚甲醛擋圈和填充聚四氟乙烯擋圈。 
       由于合成橡膠質(zhì)自封式壓緊型液壓密封件工作時具有較大的壓縮變形，因此其靜摩擦阻力特別大，通常為其動摩擦阻力的兩倍多。如此大的靜摩擦阻力在一些低壓液壓傳動系統(tǒng)中勢必造成低壓爬行及操作困難等不良現(xiàn)象，這正是自封式壓緊型液壓密封件很小單獨(dú)用作動密封件的原因。 
1唇型密封件 
       目前，陶瓷工廠液壓機(jī)械設(shè)備液壓缸常用的液壓組合密封件主要是由O型密封圈與方型密封圈、U型密封圈、Y型密封圈、YX型密封圈及其他特殊形狀的液壓密封圈的疊加使用構(gòu)成的 
V型密封圈 V型密封圈
       V型密封圈的密封性能較好，可根據(jù)工作壓力的大小來確定所用密封圈的數(shù)目，通常須借助于壓蓋的調(diào)整來補(bǔ)償密封圈的磨損量，其致命的弱點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常須由支承環(huán)、密封圈和壓環(huán)三部分組成，其摩擦阻力較大并隨工作壓力和密封圈數(shù)目的增大而增大。因此V型密封圈僅適宜于運(yùn)動速度較低而工作壓力較高的液壓缸采用。 
U型密封圈 U型密封圈
       U型密封圈的密封性能較好，但單獨(dú)使用是極易翻滾，因此需與錫青銅質(zhì)支承環(huán)配套使用，其摩擦阻力較大并隨工作壓力的升高而增大。因此Ｕ形密封圈僅適宜于工作壓力較低或運(yùn)動速度較低的液壓缸采用。 
Y型密封圈 U型密封圈
       Y型密封圈是依靠其張開的唇部緊貼于密封表面而保持密封的，通常可單獨(dú)使用，其密封性能較好，摩擦阻力較小，耐壓性能好，工作穩(wěn)定性好，使用壽命長。因此Y型密封圈適宜于高速變壓、大缸徑、大行程的液壓缸采用。 
YX型密封圈 YX型密封圈
       YX型密封圈是截面高度與寬度之比大于2并且工作唇于非工作唇不等高的Y型密封圈，它分為孔用YX型密封圈和軸用YX型密封圈，其密封性能一樣，除具有Y型密封圈的一切優(yōu)點(diǎn)外，YX型密封圈單獨(dú)使用時決不翻滾，進(jìn)一步提高了其耐壓性及工作穩(wěn)定性。因此YX型密封圈特別適宜于高壓、高速變壓及快速運(yùn)動的液壓缸采用。 
2自封式緊密型液壓密封件
       唇型密封件，與自封式壓緊形液壓密封件一樣，依其本身的變形對密封表面產(chǎn)生較高的初始接觸應(yīng)力，阻止無壓力液體的泄漏。液壓缸工作時，壓力液體擠壓并撐開其密封唇部，使之緊貼密封表面而產(chǎn)生較高的隨壓力液體的壓力增高而增高的附加接觸應(yīng)力，并與初始接觸應(yīng)力一起共同阻止壓力液體的泄漏。 
組合密封件 
       液壓缸常用的組合密封件主要是蕾形圈、格來圈和斯特封。 
蕾型圈 
       蕾型圈通常是由合成橡膠質(zhì)的O型密封圈與夾布橡膠質(zhì)的Y型密封圈的疊加使用構(gòu)成的，與自封式壓緊型液壓密封件及自封式緊密型液壓密封圈,唇型密封件一樣，依其本身的變形對密封表面產(chǎn)生較高的初始接觸應(yīng)力，阻止無壓力液體的泄漏。液壓缸工作時，壓力液體通過O型密封圈的彈性變形始終擠壓和撐開Y型密封圈的密封唇部，使之緊貼密封表面而產(chǎn)生較高的隨壓力液體的壓力增高而增高的附加接觸應(yīng)力，并與初始接觸應(yīng)力一起共同阻止壓力液體的泄漏。 
格來圈格萊圈 
       格來圈通常是由合成橡膠質(zhì)的O型密封圈與填充聚四氟乙烯質(zhì)的方型密封圈的疊加使用構(gòu)成的，它可分為孔用格來圈和軸用格來圈，但其密封作用是一樣的，依其本身的變形對密封表面產(chǎn)生較高的初始接觸應(yīng)力，阻止無壓力液體的泄漏。液壓缸工作時，壓力液體通過O型密封圈的彈性變形始最大限度地?cái)D壓方形密封圈，使之緊貼密封表面而產(chǎn)生較高的隨壓力液體的壓力增高而增高的附加接觸應(yīng)力，并與初始接觸應(yīng)力一起共同阻止壓力液體的泄漏。
斯特封斯特封 
       斯特封通常是由合成橡膠質(zhì)的O型密封圈與填充聚四氟乙烯質(zhì)的特殊形狀 矩形——梯形 的密封圈所組成的，與格來圈一樣可分為孔用斯特封和軸用斯特封，其密封作用及密封機(jī)理與格來圈一樣，但它只具有單向密封作用。 
       自封式緊密型液壓密封圈：唇形密封圈，與密封表面緊密貼合的唇部接觸面積較小，可以產(chǎn)生更大的壓縮變形，獲得較好的密封作用。但易于磨損，磨損后其密封作用顯著降低，若采用O型密封圈與之疊加使用，即組合密封件時，即使唇部磨損后，由于合成橡膠質(zhì)O型密封圈具有較大的彈性，它將迫使唇形密封圈的唇部緊貼密封表面，產(chǎn)生足夠大的表面接觸應(yīng)力，達(dá)到密封的作用，并且摩擦阻力較小，工作平穩(wěn)，又易于裝配和維修等。因此，目前全自動液壓壓磚機(jī)、日用陶瓷制品，盤、碟類等靜壓成型機(jī)及中壓注漿、高壓注漿衛(wèi)生陶瓷成型機(jī)廣泛應(yīng)用的液壓密封件幾乎都是組合密封件，如格來圈及斯特圈等。 
3橡膠　rubber 
       橡膠是橡膠工業(yè)的基本原料，廣泛用于制造輪胎、膠管、膠帶、電纜及其他各種橡膠制品。橡膠的分類： 
       按原料分為天然橡膠和合成橡膠。 
       按形態(tài)分為塊狀生膠、乳膠、液體橡膠和粉末橡膠。 
       乳膠為橡膠的膠體狀水分散體； 
       液體橡膠為橡膠的低聚物，未硫化前一般為粘稠的液體； 
       粉末橡膠是將乳膠加工成粉末狀，以利配料和加工制作。 
       按使用又分為通用型和特種型。 
       通用型橡膠的綜合性能較好，應(yīng)用廣泛。主要有：①天然橡膠。②異戊橡膠，又稱合成天然橡膠。③丁苯橡膠，簡稱SBR。④順丁橡膠，簡稱BR。 
特種型橡膠指具有某些特殊性能的橡膠。主要有： 
① 氯丁橡膠，簡稱CR。 
       由氯丁二烯聚合制得。具有良好的綜合性能，耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度較大，常溫下易結(jié)晶變硬，貯存性不好，耐寒性差。 
② 丁腈橡膠，簡稱NBR。 
       由丁二烯和丙烯腈共聚制得。具有良好的耐油性、耐熱性、耐寒性、耐壓性和耐水性，氣密性及優(yōu)良的粘結(jié)性能，并具有適宜的耐磨性，通常的使用溫度大致為-40℃~+120℃，可在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使用。 
易于用金屬模壓成任意形狀的液壓密封件，因此丁晴橡膠最適宜于制作工作壓力不大于32Mpa的液壓缸用密封件。經(jīng)特別設(shè)計(jì)配方、耐易按發(fā)性油：耐磨能承受機(jī)械汽車軸心轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/時以下（此時橡膠硬度為70°）。 
③ 硅橡膠。SILICONE 
       主鏈由硅氧原子交替組成，在硅原子上帶有有機(jī)基團(tuán)。耐高低溫 ，耐臭氧，電絕緣性好。使用溫度-40℃~+220℃；耐油尤佳，耐溫，耐磨，耐油！特別適用于汽車發(fā)動機(jī)內(nèi)的曲軸油封不耐溫易揮發(fā)性油（柴油、汽油）耐磨方面，對氧，臭氧以及陽光（紫外線）有抗性。 
④ 氟橡膠。Viton 
       分子結(jié)構(gòu)中含有氟原子的合成橡膠。通常以共聚物中含氟單元的氟原子數(shù)目來表示 ，如氟橡膠23，是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡膠耐高溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕。耐油，耐高溫，耐化學(xué)品，還具有耐酸堿之特性。使用溫度—30℃~+280℃。適用于噴射引擎內(nèi)的曲軸油封，時規(guī)油封，還被用于化藥劑的O型環(huán)及密封圈 
⑤ 聚硫橡膠。 
       由二鹵代烷與堿金屬或堿土金屬的多硫化物縮聚而成。有優(yōu)異的耐油和耐溶劑性，但強(qiáng)度不高，耐老化性、加工性不好，有臭味，多與丁腈橡膠并用。 
此外，還有聚氨酯橡膠、氯醇橡膠、丙烯酸酯橡膠等。 
⑥ 聚氨酯橡膠 
       抗拉強(qiáng)度最高的一種合成橡膠，它具有優(yōu)良的耐油性、耐熱性、耐寒性、耐壓性和耐磨性，通常的使用溫度為-40℃~+80℃，聚氨酯橡膠的常溫密封性能比丁晴橡膠優(yōu)越，它特別適宜于制作中壓、高壓及超高壓液壓缸用密封件。 
4如何正確選擇密封件 
1）維修用戶注意事項(xiàng) 
       在選購維修用密封件時，多數(shù)用戶都會按樣品的尺寸及顏色去購買，這只會增加采購的難度，而且不一定能選中合適產(chǎn)品。建議采用下列程序去提高采購密封件的準(zhǔn)確性： 
       運(yùn)動方向 - 先決定密封件所在位置的運(yùn)動方向，例如往復(fù)、旋轉(zhuǎn)、螺旋或固定。 
       密封重點(diǎn) - 例如決定活動點(diǎn)是在內(nèi)徑的拉桿封或活動點(diǎn)是在外徑的活塞封等。 
       溫度等級 - 從原廠機(jī)械使用說明查閱或按實(shí)際工作環(huán)境評估工作溫度，決定所需使用材料。有關(guān)溫度等級的說明可參考下面的生產(chǎn)用戶注意事項(xiàng)。 
       壓力等級 - 從原廠機(jī)械使用說明查閱有關(guān)數(shù)據(jù)，或通過觀察原密封件的軟硬度和結(jié)構(gòu)推斷工作壓力等級，有關(guān)壓力等級的說明可參考下面的生產(chǎn)用戶注意事項(xiàng)。 
        尺寸大小 - 多數(shù)用戶都會按使用過的舊樣品選購，但密封件在使用一段時間后，會被溫度、壓力及磨損等因素大幅影響其原來的尺寸，按樣選擇只能作為一個參考，更好的方法是量度密封件所在位置的金屬槽尺寸，準(zhǔn)確性會較高。 
2）生產(chǎn)用戶注意事項(xiàng) 
       一般密封件的損壞原因，也差不多是對密封件的工作要求： 
       硬化(老化) - 密封件其中一個泄漏原因是因?yàn)楸旧聿牧媳粶囟扔绊懹不?，?dāng)硬度過高時，密封件不能填充與配合零件之間的間隙，就會產(chǎn)生泄漏。 
       磨損 - 密封件的磨損涉及配合零件的表面光潔度、運(yùn)動速度和傳動媒體等，不同的密封材料適應(yīng)不同的運(yùn)動速度。 
       擠出 - 當(dāng)密封件承受過大壓力時會被擠出到金屬間隙，損壞密封件而產(chǎn)生泄漏，這種情況涉及密封件本身的硬度及金屬間隙是否過大，如果在設(shè)計(jì)、選型、加工或安裝上處理不當(dāng)，都會出現(xiàn)擠出損壞。 
       腐蝕 - 表現(xiàn)出來的情況是密封件軟化甚至溶解，原因是密封件被媒體入侵，選用材料時發(fā)生錯誤。如果媒體含水或溶劑時都要特別注意。 
       一般密封件按溫度、速度、壓力和材料可作下列簡單分類(只作參考)： 
       溫度等級 適用材料 速度 適用材料 壓力等級 適用材料 
       110℃ 丁腈橡膠/聚氨酯 0.5 M/S 丁腈橡膠 200kg/cm2 配合硬度及設(shè)計(jì) 
       200℃ 氟橡膠 0.6 M/S 聚氨酯 400kg/ cm2 配合硬度及設(shè)計(jì) 
       260℃ 聚四氟乙烯 14 M/S 聚四氟乙烯 700kg/ cm2 配合硬度及設(shè)計(jì) 
3）降低成本的正確觀念 
       如何正確選擇密封件？這是一個嚴(yán)肅的問題，直接關(guān)系到設(shè)計(jì)及生產(chǎn)一臺機(jī)械的成和敗，因?yàn)樵O(shè)計(jì)選型錯誤、不良安裝、錯誤使用都會讓設(shè)備發(fā)生故障?！肮收稀笔侨魏螜C(jī)械使用者的頭號敵人，如果因?yàn)槊芊馐Фl(fā)生的故障可以： 
令生產(chǎn)停頓 
       一個密封失效，使機(jī)械不能正常運(yùn)作，必須停機(jī)維修，嚴(yán)重者可引致整個生產(chǎn)系統(tǒng)的停頓。 
減低系統(tǒng)功率 
       液壓或氣動系統(tǒng)內(nèi)泄漏會減慢系統(tǒng)運(yùn)作速度，延長生產(chǎn)周期，甚至令機(jī)械不能完成指定動作，而且這類型的泄漏難于檢測，像隱藏人體的病毒，侍機(jī)攻擊。 
影響產(chǎn)品質(zhì)量 
       密封失效使機(jī)械未能完成動作，令產(chǎn)品不能達(dá)到指定質(zhì)量，產(chǎn)生廢/次品。 
造成工作介質(zhì)的流失 
       因?yàn)槊芊馐碌耐庑孤钯F重的液壓媒體流失，造成浪費(fèi)。 
浪費(fèi)原料 
       因?yàn)槊襟w流失而污染了流水在線的原料或產(chǎn)品，產(chǎn)生廢品，造成直接經(jīng)濟(jì)損失。 
污染環(huán)境 
       外泄漏除了會造成環(huán)境污染外，更容易引起如火災(zāi)等嚴(yán)重事故。 
引致工傷意外 

     因?yàn)闄C(jī)械失靈造成人命傷亡。


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