第5章液压缸密封.ppt

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1、12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 3 密封密封的作用与分类的作用与分类在在传动系统及其元件中，安置密封装置和密封元件的作用，传动系统及其元件中，安置密封装置和密封元件的作用，在于防止工作介质的泄漏及外界尘埃和异物的侵入。设置于在于防止工作介质的泄漏及外界尘埃和异物的侵入。设

2、置于、起、起的元件称为的元件称为。液压传动的工作介质，在系统及元件的容腔内流动或暂存时，由液压传动的工作介质，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“”现象现象称为称为。4泄漏分为泄漏分为和和两类。两类。对于对于，会引起系统会引起系统的急剧下降，达的急剧下降，达不到所需的工作压力，使设备无法正常运作；不到所需的工作压力，使设备无法正常运作；则造成则造成和和，甚至引发，甚至引发和和。内泄漏内泄漏指在系统或元件

3、内部工作介质由高压腔向低压腔的泄漏；指在系统或元件内部工作介质由高压腔向低压腔的泄漏；外泄漏外泄漏则是由系统或元件内部向外界的泄漏。则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。5密封的作用是密封的作用是。造成泄漏的原因主要有两方面：。造成泄漏的原因主要有两方面：；。消去或减小。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：；，。6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

4、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 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，可将密封分为和和两大类。另外按照密封件的两大类。另外按照密封件的、和和等还可进一步细分。密封的分类见等还可进一步细分。密封的分类见。7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OO形橡胶密封圈形橡胶密

5、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8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。由于被密封的以及以及的不同，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

6、适应性。密封材料的一般要求：密封材料的一般要求：，工作介质；工作介质；对工作介质有对工作介质有和和；有适当的有适当的和和，；和和，；，、；、；密封材料的一般要求：密封材料的一般要求：，；，能在工作介质中长期工作，其体积和硬度变化，能在工作介质中长期工作，其体积和硬度变化小；小；与密封面贴合的与密封面贴合的和和；和和，；，。9常用的橡胶密封材料主要是常用的橡胶密封材料主要是。由于合成橡胶的胶种。由于合成橡胶的胶种较多，且各自的性能也各不相同。因此，在选用时除要求其较多，且各自的性能也各不相同。因此，在选用时除要求其必须满足上述使用要求外，还应根据不同胶种的必须满足上述使用要求外，还应根据不同胶种

7、的和和，参照密封件的工况条件，进行正确选择。常用橡胶密，参照密封件的工况条件，进行正确选择。常用橡胶密封材料所适应的封材料所适应的和和见见。10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。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烯酸酯橡胶丁基橡胶丁基橡胶乙丙橡胶

8、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+12011常用合成树脂中，使用最多的是常用合成树脂中，使用最多的是。在聚四氟。在聚四氟乙烯中掺入不同的充填材料，可改善和提高其综合物理化学乙烯中掺入不同的充填材料，可改善和提高其综合物理化学性能，从而扩大了它的使用范围。因此，聚四氟乙烯树脂密性能，从而扩大了它的使用范围。因此，聚四氟乙烯树脂密封材料可适用封材料可适用、工作介质的密封。常用合成树脂密工作介质的密封。常用合成树脂密封材料的封材料的和和见

9、见。12 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

10、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

11、，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13 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

12、水蒸气等场合金属密封材料主要用于金属密封材料主要用于。常用金属密封材料的。常用金属密封材料的和和见见。14东南大学机械工程学东南大学机械工程学院院除间隙密封外，密封都是除间隙密封外，密封都是控制在工控制在工作介质能通过的最小间隙之下。该最小间隙取决于工作介质的作介质能通过的最小间隙之下。该最小间隙取决于工作介质的、等。等。接触式动密封中的接触式动密封中的，是通过由，是通过由和和产生的产生的，在，在与与之间形成之间形成，以阻塞泄漏通道，达到，以阻塞泄漏通道，达到自密封。而自密封。而，则是，则是所产生的所产生的也也，从而达到自密封。，从而达到自密封。本章介绍常用的本章介绍常用的、和和密封圈的密封圈

13、的、及及其其。15是一种截面为圆形的橡胶圈，是一种截面为圆形的橡胶圈，如如所示。其材料主要为所示。其材料主要为或或。O形密封圈是形密封圈是中使用最广泛的一种密封件。中使用最广泛的一种密封件。它主要用于它主要用于和和。O O形密封圈形密封圈d1O形圈内径形圈内径 d2O形圈截面直径形圈截面直径其使用速度范围一般为其使用速度范围一般为。用于。用于，仅，仅限于限于。如液压挖掘机的中央回转接头的分配阀。如液压挖掘机的中央回转接头的分配阀动密封机构。一般动密封机构。一般O形密封圈在旋转运动密封装置中使用较少。形密封圈在旋转运动密封装置中使用较少。16与其他形式密封圈比较，具有以下与其他形式密封圈比较，具

14、有以下：1），。2）、均可使用。均可使用。3）比较小。比较小。4）使用单件）使用单件O形密封圈，可对形密封圈，可对起密封作用。起密封作用。5）。，当设备闲置时间过久而再次起动时，当设备闲置时间过久而再次起动时，O形密封圈的摩擦阻形密封圈的摩擦阻力会因其与密封副耦合面的粘附而陡增，并出现力会因其与密封副耦合面的粘附而陡增，并出现现象。现象。17，密封圈在自身，密封圈在自身的弹性力作用下，对接触面产生一的弹性力作用下，对接触面产生一个预接触应力个预接触应力p0，如，如所示。所示。O O形密封圈的静密封原理形密封圈的静密封原理a)空载状态空载状态装入密封槽后，其界面装入密封槽后，其界面承受接触压缩应

15、力而产生变形承受接触压缩应力而产生变形18，则在则在的作用下，的作用下，发生位移，移向低压侧，且其弹发生位移，移向低压侧，且其弹性变形进一步加大，填充和封闭了性变形进一步加大，填充和封闭了。此时，作用于密封副偶。此时，作用于密封副偶合面的接触压力上升为合面的接触压力上升为，从，从而大大增加了密封效果，如而大大增加了密封效果，如所示。所示。（），则由于），则由于O形密封圈仍具有初装形密封圈仍具有初装时的时的，故仍能保证密封性能。此即所谓，故仍能保证密封性能。此即所谓O形密封圈形密封圈的自密封作用。的自密封作用。图图5-25-2 O O形密封圈的静密封原理形密封圈的静密封原理b)承载状态承载状态1

16、9在往复运动滑移面上的接触情况，如在往复运动滑移面上的接触情况，如所示。此时所示。此时O形密封圈的形密封圈的主要还是依靠其主要还是依靠其和和，且由于，且由于O形密封圈自身的弹性而具有磨损后自形密封圈自身的弹性而具有磨损后自动补偿的能力。动补偿的能力。O O形密封圈的动密封原理形密封圈的动密封原理 20，：，由于液体的，由于液体的、及及等因等因素的作用，沿滑移面和密封件间形成一层粘附力极强的边界层液素的作用，沿滑移面和密封件间形成一层粘附力极强的边界层液体膜，如体膜，如所示。这层液体薄膜始终存在着，它亦起一定的所示。这层液体薄膜始终存在着，它亦起一定的密封作用。密封作用。，液体膜随之一起探出，如，液体膜随之一起探出，如所示。所示。，液体膜则被密封件阻留于外侧。随着滑移面往，液体膜则被密封件阻留于外侧。随着滑移面往复次数的增加，阻留于密封件外侧的液体膜日渐增厚，最后形成复次数的增加，阻留于密封件外侧的液体膜日渐增厚，最后形成液滴，从滑移面滴下（见液滴，从滑移面滴下（见）。这就是）。这就是O形密封圈用于往复运形密封圈用于往复运动密封时会产生泄漏的原因。动密封时会产生泄漏的原因。因此，因此，。