【机械制造】密封件知识模版课件.ppt
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1、School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动Chapter 5Chapter 5 密封件密封件密封件密封件 本章主要内容:本章主要内容:本章主要内容:本章主要内容:密封密封密封密封的作用与分类的作用与分类的作用与分类的作用与分类 密封件密封件密封件密封件的材料的材料的材料的材料 常用常用常用常用密封件密封件密封件密封件 新型新型新型新型密封件密封件密封件密封件 组合式组合式组合式组合式密封件密封件密封件密封件 防尘圈防尘圈防尘圈防尘圈 旋转旋转旋转旋转密封件
2、密封件密封件密封件 胶密封胶密封胶密封胶密封与与与与带密封带密封带密封带密封 BackSchool of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院液压与气压传动液压与气压传动了解密封的作用与分类了解密封的作用与分类了解密封件的材料及常用密封材料了解密封件的材料及常用密封材料掌握几种常用密封件的性能特点及其密封原理掌握几种常用密封件的性能特点及其密封原理O形密封圈的主要性能与工作原理形密封圈的主要性能与工作原理Y形密封圈的主要性能与工作原理形密封圈的主要性能与工作原理V形密封圈的主要性能与工作原理形密封圈的主要性能与工作原理目的任务目的任务:重点难点重
3、点难点:第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动 密封密封的作用与分类的作用与分类在在液液液液压压压压与与气气气气压压压压传传动动系系统统及及其其元元件件中中,安安置置密密封封装装置置和和密密封封元元件件的的作作用用,在在于于防防止止工工作作介介质质的的泄泄漏漏及及外外界界尘尘埃埃和和异异物物的的侵侵入入。设设置置于于密封装置中密封装置中密封装置中密封装置中、起、起密封作用密封作用密封作用密封作用的元件称
4、为的元件称为密封件密封件密封件密封件。液压与气压传动的工作介质,在系统及元件的容腔内流动或暂存时,液压与气压传动的工作介质,在系统及元件的容腔内流动或暂存时,由于压力、间歇、粘度等因素的变化,而导致少量工作介质越过容由于压力、间歇、粘度等因素的变化,而导致少量工作介质越过容腔边界,由高压腔向低压腔或外界流出,这种腔边界,由高压腔向低压腔或外界流出,这种“越界流出现象称越界流出现象称为泄漏。为泄漏。1.1.1.1.密封的作用及其意义密封的作用及其意义密封的作用及其意义密封的作用及其意义School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第
5、五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动泄漏分为泄漏分为内泄漏内泄漏内泄漏内泄漏和和外泄漏外泄漏外泄漏外泄漏两类。两类。对于液压传动系统,内泄漏会引起系统容积效率的急剧下降,达对于液压传动系统,内泄漏会引起系统容积效率的急剧下降,达不到所需的工作压力,使设备无法正常运作;外泄漏那么造成工不到所需的工作压力,使设备无法正常运作;外泄漏那么造成工作介质浪费和污染环境,甚至引发设备操作失灵和人身事故。作介质浪费和污染环境,甚至引发设备操作失灵和人身事故。内泄漏指在系统或元件内部工作介质由高压腔向低压腔的泄漏;内泄漏指在系统或元件内部工作介质由高压腔向低压腔的泄漏;外泄漏
6、那么是由系统或元件内部向外界的泄漏。外泄漏那么是由系统或元件内部向外界的泄漏。单位时间内泄漏的工作介质的体积称为单位时间内泄漏的工作介质的体积称为泄漏量泄漏量泄漏量泄漏量。对于对于气压传动系统气压传动系统气压传动系统气压传动系统,由于其工作介质为压缩空气且工作压力不,由于其工作介质为压缩空气且工作压力不高,因此气体的泄漏问题往往得不到应有的重视。其实,高,因此气体的泄漏问题往往得不到应有的重视。其实,气压气压气压气压传动系统中的泄漏传动系统中的泄漏传动系统中的泄漏传动系统中的泄漏同样会造成同样会造成系统压力下降系统压力下降系统压力下降系统压力下降,能耗加大能耗加大能耗加大能耗加大,动作动作动作
7、动作紊乱紊乱紊乱紊乱,或造成,或造成真空系统中的负压建立不起来真空系统中的负压建立不起来真空系统中的负压建立不起来真空系统中的负压建立不起来;气缸进气口的泄气缸进气口的泄气缸进气口的泄气缸进气口的泄漏漏漏漏将造成将造成气缸低速运行的爬行气缸低速运行的爬行气缸低速运行的爬行气缸低速运行的爬行,等等。,等等。正确和合理地使用密封件是液压正确和合理地使用密封件是液压正确和合理地使用密封件是液压正确和合理地使用密封件是液压与气压传动系统正常运转的重要保证与气压传动系统正常运转的重要保证与气压传动系统正常运转的重要保证与气压传动系统正常运转的重要保证School of Mechanical Engine
8、ering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动密封的作用是阻止泄漏。造成泄漏的原因主要有两方面:一是密密封的作用是阻止泄漏。造成泄漏的原因主要有两方面:一是密封面上有间隙;二是密封部位两侧存在较大压力差。消去或减小封面上有间隙;二是密封部位两侧存在较大压力差。消去或减小任一因素都可以阻止或减小泄漏。因此,密封的方法通常有:任一因素都可以阻止或减小泄漏。因此,密封的方法通常有:1 1封住结合面的间隙;封住结合面的间隙;2 2切断泄漏通道;切断泄漏通道;3 3增加泄漏通道中的阻力;增加泄漏通道中的阻力;4 4设置作功
9、元件,对泄漏介质造成压力,以抵消或平衡泄漏通道设置作功元件,对泄漏介质造成压力,以抵消或平衡泄漏通道的压力差。的压力差。2.2.2.2.密封的分类密封的分类密封的分类密封的分类School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动分类分类主要密封件主要密封件静密封静密封非金属静密封非金属静密封O O形橡胶密封圈形橡胶密封圈橡胶垫片橡胶垫片聚四氟乙烯生料带聚四氟乙烯生料带橡胶橡胶-金属复合静密封金属复合静密封组合密封垫圈组合密封垫圈金属静密封金属静密封金属垫圈金属垫圈空
10、心金属空心金属OO形密封圈形密封圈液态密封垫液态密封垫密封胶密封胶表表表表5-15-15-15-1 密封的分类密封的分类 根据被密封的偶合面在设备运转时有无相对运动,可将密封分为根据被密封的偶合面在设备运转时有无相对运动,可将密封分为静密封静密封静密封静密封和和动密封动密封动密封动密封两大类。另外按照密封件的两大类。另外按照密封件的制作材料制作材料制作材料制作材料、结构形式结构形式结构形式结构形式和和密封机理密封机理密封机理密封机理等还可进一步细分。密封的分类见等还可进一步细分。密封的分类见表表表表5-15-15-15-1。School of Mechanical Engineering上海电
11、机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动动动密密封封非接触式密封非接触式密封 间隙密封间隙密封利用间隙利用间隙 迷宫迷宫 阻尼等阻尼等接触式密封接触式密封自封式压紧型密封自封式压紧型密封O O形橡胶密封圈形橡胶密封圈同轴密封圈同轴密封圈异形密封圈异形密封圈其他其他自封式自紧型密封自封式自紧型密封(唇形密封唇形密封)Y Y形密封圈形密封圈V V形密封圈形密封圈组合式组合式U U形密封圈形密封圈星形和复式唇密封圈星形和复式唇密封圈带支承环组合双向密封圈带支承环组合双向密封圈其他其他活塞环活塞环金属活塞环金属活塞环旋转轴油封旋转
12、轴油封油封油封液压缸导向支承件液压缸导向支承件导向支承环导向支承环液压缸防尘圈液压缸防尘圈防尘圈防尘圈其他其他其他其他BackSchool of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动密封件材料应满足密封功能的要求。由于被密封的密封件材料应满足密封功能的要求。由于被密封的工作介质工作介质工作介质工作介质以及以及设设设设备工作条件备工作条件备工作条件备工作条件的不同,密封件材料应具有不同的适应性。的不同,密封件材料应具有不同的适应性。Part 5.2 密封件密封件密封件密封
13、件的材料的材料的材料的材料密封材料的一般要求:密封材料的一般要求:1材料密实,不易泄漏工作介质;材料密实,不易泄漏工作介质;2对工作介质有良好的适应性和稳定性;对工作介质有良好的适应性和稳定性;3有适当的机械强度和硬度,受工作介质的影响小;有适当的机械强度和硬度,受工作介质的影响小;4压缩性和复原性好,永久变形小;压缩性和复原性好,永久变形小;5温温度度适适应应性性好好,高高温温下下不不软软化化、不不分分解解;低低温温下下不不硬硬化化、不不脆脆裂;裂;1.1.1.1.对密封件材料的要求对密封件材料的要求对密封件材料的要求对密封件材料的要求密封材料的一般要求:密封材料的一般要求:6摩擦因数小,耐
14、磨性好;摩擦因数小,耐磨性好;7抗抗腐腐蚀蚀性性能能好好,能能在在工工作作介介质质中中长长期期工工作作,其其体体积积和和硬硬度度变变化化小;小;8与密封面贴合的柔软性和弹性好与密封面贴合的柔软性和弹性好;9耐臭氧性和耐老化性好,使用寿命长;耐臭氧性和耐老化性好,使用寿命长;10加工性能好,价格低廉。加工性能好,价格低廉。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动2.2.2.2.常用橡胶密封材料常用橡胶密封材料常用橡胶密封材料常用橡胶密封材料常常用用的的橡橡
15、胶胶密密封封材材料料主主要要是是合合合合成成成成橡橡橡橡胶胶胶胶。由由于于合合成成橡橡胶胶的的胶胶种种较较多多,且且各各自自的的性性能能也也各各不不相相同同。因因此此,在在选选用用时时除除要要求求其其必必须须满满足足上上述述使使用用要要求求外外,还还应应根根据据不不同同胶胶种种的的特特特特性性性性和和使使使使用用用用范范范范围围围围,参参照照密密封封件件的的工工况况条条件件,进进行行正正确确选选择择。常常用用橡橡胶胶密密封材料所适应的封材料所适应的介质介质介质介质和和使用温度范围使用温度范围使用温度范围使用温度范围见见表表表表5-25-2。School of Mechanical Engine
16、ering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动注:注:注:注:可以使用;可以使用;有条件使用;有条件使用;不可使用。不可使用。表表表表5-25-25-25-2 常用橡胶密封材料所适应的介质和使用温度范围常用橡胶密封材料所适应的介质和使用温度范围密封材料密封材料石油基液压油和石油基液压油和矿物基润滑酯矿物基润滑酯难燃性液压油难燃性液压油使用温度范围使用温度范围水水-油乳化液油乳化液水水-乙二醇基乙二醇基磷酸酯基磷酸酯基静密封静密封动密封动密封丁腈橡胶丁腈橡胶聚氨酯橡胶聚氨酯橡胶氟橡胶氟橡胶硅橡胶硅橡胶丙烯酸酯橡胶丙
17、烯酸酯橡胶丁基橡胶丁基橡胶乙丙橡胶乙丙橡胶-40+120-30+80-25+250-50+280-10+180-20+130-30+120-40+100一般不用一般不用-25+180一般不用一般不用-10+130-20+80-30+120School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动3.3.3.3.常用合成树脂密封材料常用合成树脂密封材料常用合成树脂密封材料常用合成树脂密封材料常常用用合合成成树树脂脂中中,使使用用最最多多的的是是聚聚聚聚四四四四氟氟氟氟乙乙乙
18、乙烯烯烯烯树树树树脂脂脂脂。在在聚聚四四氟氟乙乙烯烯中中掺掺入入不不同同的的充充填填材材料料,可可改改善善和和提提高高其其综综合合物物理理化化学学性性能能,从从而而扩扩大大了了它它的的使使用用范范围围。因因此此,聚聚四四氟氟乙乙烯烯树树脂脂密密封封材材料料可可适适用用石石石石油油油油基基基基液液液液压压压压油油油油、水水水水-油油油油乳乳乳乳化化化化液液液液、水水水水-乙乙乙乙二二二二醇醇醇醇基基基基液液液液压压压压液液液液、磷磷磷磷酸酸酸酸脂脂脂脂基基基基液液液液压压压压液液液液等等等等工工作作介介质质的的密密封封。常常用用合合成成树树脂脂密密封材料的封材料的主要特点主要特点主要特点主要特点
19、和和应用范围应用范围应用范围应用范围见见表表表表5-35-3。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动表表表表5-35-35-35-3 常用合成树脂密封材料的主要特点和应用范围常用合成树脂密封材料的主要特点和应用范围名称名称使用温度使用温度/主要特点主要特点应用范围应用范围聚四氟乙烯聚四氟乙烯及加充填物及加充填物聚四氟乙烯聚四氟乙烯-100+260耐磨性极佳耐磨性极佳,耐热耐热 耐塞性优耐塞性优良良,能耐几乎全部化学药品及能耐几乎全部化学药品及溶剂和油等
20、液体溶剂和油等液体.弹性差弹性差,热热胀系数大胀系数大适用于制作挡圈、支承环、导向适用于制作挡圈、支承环、导向支承环及压环,与支承环及压环,与O形圈等组合形圈等组合成同轴密封圈。喷涂、贴粘在密成同轴密封圈。喷涂、贴粘在密封件工作面,以降低摩擦因数,封件工作面,以降低摩擦因数,提高耐热性。制作生料带提高耐热性。制作生料带聚酰胺尼龙聚酰胺尼龙-40+100耐磨性能佳(优于铜和一般耐磨性能佳(优于铜和一般钢材),耐弱酸、弱碱和水、钢材),耐弱酸、弱碱和水、醇等溶剂。冲击性好,有一醇等溶剂。冲击性好,有一定的机械强度,抗强酸腐蚀定的机械强度,抗强酸腐蚀性差,溶于浓硫酸、苯酚,性差,溶于浓硫酸、苯酚,有
21、吸水性及冷流性有吸水性及冷流性适用于制造挡圈、压环、导向支适用于制造挡圈、压环、导向支承环等。三元尼龙与丁腈并用制承环等。三元尼龙与丁腈并用制作往复动密封,可改善密封件性作往复动密封,可改善密封件性能能聚甲醛聚甲醛-40+100动静摩擦因数较小,耐有机动静摩擦因数较小,耐有机溶剂及化学腐蚀,具有良好溶剂及化学腐蚀,具有良好的机械性能及抗蠕变性的机械性能及抗蠕变性适用于制作往复运动密封圈用的适用于制作往复运动密封圈用的挡圈和导向支承环等挡圈和导向支承环等School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密
22、封件密封件液压与气压传动液压与气压传动表表表表5-45-45-45-4 常用金属密封材料的种类和应用范围常用金属密封材料的种类和应用范围材料材料使用温度使用温度/应用范围应用范围材料材料使用温度使用温度/应用范围应用范围铅铅银银黄铜黄铜镍镍紫铜紫铜100650260810315适用于高温、适用于高温、高压油、高高压油、高压水蒸气等压水蒸气等场合场合蒙太尔合金蒙太尔合金铝铝不锈钢不锈钢钦锆钦锆810430870540适用于高温、适用于高温、高压油、高压高压油、高压水蒸气等场合水蒸气等场合金金属属密密封封材材料料主主要要用用于于静静静静密密密密封封封封。常常用用金金属属密密封封材材料料的的种种种种
23、类类类类和和应应应应用用用用范范范范围围围围见见表表表表5-45-4。4.4.4.4.常用金属密封材料常用金属密封材料常用金属密封材料常用金属密封材料BackSchool of Mechanical Engineering上海电机学院机械学上海电机学院机械学院院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动除除间间隙隙密密封封外外,密密封封都都是是利利利利用用用用密密密密封封封封件件件件使使使使偶偶偶偶合合合合面面面面间间间间的的的的间间间间隙隙隙隙控控制制在在工工作作介介质质能能通通过过的的最最小小间间隙隙之之下下。该该最最小小间间隙隙取取决决于于工工作作介介
24、质质的的压压压压力力力力、粘度粘度粘度粘度、分子量分子量分子量分子量等。等。常用常用常用常用密封件密封件密封件密封件接接触触式式动动密密封封中中的的压压型型密密封封,是是通通过过由由预预压压缩缩力力和和介介质质压压力力产产生生的的压压紧紧力力,在在密密封封件件与与偶偶合合面面之之间间形形成成接接触触压压力力,介介质质压压力力愈愈高高,接接触触压压力力愈愈大大,使使密密封封件件与与耦耦合合面面紧紧密密贴贴合合,以以阻阻塞塞泄泄漏漏通通道道,到到达达自自密密封封。而而自自封封式式自自紧紧型型密密封封,那那么么是是利利用用密密封封件件自自身身变变形形所所产产生生的反压力也随介质压力的增加而增大,从而
25、到达自密封。的反压力也随介质压力的增加而增大,从而到达自密封。本本章章介介绍绍常常用用的的OO形形形形、Y Y形形形形和和V V形形形形密密封封圈圈的的主主主主要要要要性性性性能能能能、密密密密封封封封原原原原理理理理及及其其应用应用应用应用。School of Mechanical Engineering上海电机学院机械学院上海电机学院机械学院第五章第五章第五章第五章 密封件密封件密封件密封件液压与气压传动液压与气压传动 OO型型型型密封圈密封圈密封圈密封圈1.1.1.1.主要性能主要性能主要性能主要性能OO形形形形封封封封圈圈圈圈是是一一种种截截面面为为圆圆形形的的橡橡胶胶圈圈,如如图图图
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