密封裝置的分類介紹

密封可分為間隙密封和接觸密封兩種方式，間隙密封是依靠相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件配合面的間隙來防止泄漏的，其密封效果取決于間隙的大小、壓力差、密封長(zhǎng)度和零件表面質(zhì)量。接觸密封是靠密封件在裝配時(shí)的預(yù)壓縮力和工作時(shí)密封件在油液壓力作用下發(fā)生彈性變形所產(chǎn)生的彈性接觸壓力來實(shí)現(xiàn)的，其密封能力隨油液壓力的升高而提高，并在磨損后具有一定的自動(dòng)補(bǔ)償能力。目前，常用的密封件以其斷面形狀命名，有O形、Y形、V形等密封圈，其材料為耐油橡膠、尼龍等。另外，還有防塵圈、油封等。這里重點(diǎn)介紹接觸密封的典型結(jié)構(gòu)及使用特點(diǎn)。

1．O形密封圈

O形密封圈是一種使用最廣泛的密封件，其截面為圓形，如圖45所示。其主要材料為合成橡膠，主要用于靜密封及滑動(dòng)密封，轉(zhuǎn)動(dòng)密封用得較少。

O形密封圈的截面直徑在裝入密封槽后一般會(huì)壓縮8%～25%。該壓縮量使O形密封圈在工作介質(zhì)沒有壓力或壓力很低時(shí)，依靠自身的彈性變形密封接觸面[見圖46 (c)]。當(dāng)工作介質(zhì)壓力較高時(shí)，在壓力的作用下，O形密封圈被壓到淘槽的另一側(cè)[見圖46 (d)]，此時(shí)密封接觸面處的壓力堵塞了介質(zhì)泄漏的通道，起密封作用。如果工作介質(zhì)的壓力超過一定限度，O形圈將從密封槽的間隙中被擠出[見圖46 (e)]而受到破壞，以致密封效果降低或失去密封作用。為避免擠出現(xiàn)象，必要時(shí)加密封擋圈。在使用時(shí)，對(duì)動(dòng)密封工況，當(dāng)介質(zhì)壓力大于10MPa時(shí)加擋圈；對(duì)靜密封工況，當(dāng)介質(zhì)壓力大于32MPa時(shí)加擋圈。O形密封圈單向受壓，擋圈加在非受壓側(cè)，如圖47 (a)所示；O形密封圈雙向受壓，在0形密封圈兩側(cè)同時(shí)加擋圈，如圖47(b)所示。擋圈材料常用聚四氟乙烯、尼龍等。采用擋圈后，會(huì)增加密封裝置的摩擦阻力。

 

當(dāng)O形密封圈用于動(dòng)密封時(shí)，可采用內(nèi)徑密封或外徑密封；用于靜密封時(shí)，可采用角密封，如圖48所示。

 

O形密封圈的尺寸系列及安裝用溝槽形式、尺寸與公差及O形密封圈規(guī)格、使用范圍的選擇可查閱有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

2．唇形密封圈

唇形密封圈是將密封圈的受壓面制成某種唇形的密封件。工作時(shí)唇口對(duì)著有壓力的一邊，當(dāng)介質(zhì)壓力等于零或很低時(shí)，靠預(yù)壓縮密封；壓力高時(shí)，靠介質(zhì)壓力的作用將唇邊緊貼密封面，壓力越高，貼得越緊，密封越好。唇形密封圈按其截面形狀可分為Y形、Yx形、V形、U形、L形和J形等，主要用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的密封。

(1)Y形密封圈。Y形密封圈截面形狀如圖49所示。其主要材料為丁腈橡膠，工作壓力可達(dá)20MPa。工作溫度為-30～+100℃。當(dāng)壓力波動(dòng)大時(shí)要加支承環(huán)，如圖50所示，以防止“翻轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。當(dāng)工作壓力超過20MPa時(shí)，為防止密封圈擠人密封面間隙，應(yīng)加保護(hù)墊圈，保護(hù)墊圈一般用聚四氟乙烯或夾布橡膠制成。

 

Y形密封圈由于內(nèi)外唇邊對(duì)稱，因而適用于孔和軸的密封。孔用時(shí)按內(nèi)徑選取密封圈，軸用時(shí)按外徑選取。由于一個(gè)Y形密封圈只能對(duì)一個(gè)方向的高壓介質(zhì)起密封作用，當(dāng)兩個(gè)方向交替出現(xiàn)高壓時(shí)（如雙作用缸），應(yīng)安裝兩個(gè)Y形密封圈，它們的唇邊分別對(duì)著各自的高壓介質(zhì)。

(2) Yx形密封圈。Yx形密封圈是一種截面高、寬比等于或大于2的Y形密封圈，如圖51所示。主要材料為聚氨酯橡膠，工作溫度為-30～+100℃。它克服了Y形密封圈易“翻轉(zhuǎn)”的缺點(diǎn)，工作壓力可達(dá)31.5MPa。

 

(3)V形密封圈。V形密封圈是由壓環(huán)、密封環(huán)和支承環(huán)組成。當(dāng)密封壓力高于10MPa時(shí)，可增加密封環(huán)的數(shù)量。安裝時(shí)應(yīng)注意方向，即開口面向高壓介質(zhì)。環(huán)的材料一般由橡膠或夾織物橡膠制成。主要用于活塞及活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封，密封性能較Y形密封圈差，但可靠性好。密封環(huán)個(gè)數(shù)按工作壓力選取。圖52所示為V形密封圈示意圖。

3．防塵圈

在液壓缸中，防塵圈被設(shè)置于活塞桿或柱塞密封外側(cè)，用以防止在活塞桿或柱塞運(yùn)動(dòng)期間，外界塵埃、砂粒等異物侵入液壓缸。避免引起密封圈、導(dǎo)向環(huán)和支承環(huán)等的損傷和早期磨損，并污染工作介質(zhì)，導(dǎo)致液壓元件損壞。

(1)普通型防塵圈。普通型防塵圈呈舌形結(jié)構(gòu)，如圖53所示，分為有骨架式和無骨架式兩種。普通型防塵圈只有一個(gè)防塵唇邊，其支承部分的剛性較好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便。制作材料一般為耐磨的丁腈橡膠或聚氨酯橡膠。防塵國(guó)內(nèi)唇受壓時(shí)具有密封作用，并在安裝溝槽接觸處形成靜密封。普通型防塵圈的工作速度不大于1m/s，工作溫度為-30～+110℃，工作介質(zhì)為石油基液壓油和水包油乳化液。

 

(2)旋轉(zhuǎn)軸用防塵圈。旋轉(zhuǎn)軸用防塵圈是一種用于旋轉(zhuǎn)軸端面密封的防塵裝置，其截面形狀和安裝情況如圖54所示。防塵圈的密封唇緣緊貼軸頸表面，并隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。由于離心力的作用，斜面上的塵土等異物均被拋離密封部位，從而起到防塵和密封的作用。這種防塵圈的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，防塵效果好，不受軸的偏心、振擺和跳動(dòng)等影響，對(duì)軸無磨損。

還有旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈（油封）、膠密封、帶密封、雙向組合唇形密封，各有其特點(diǎn)，可查看相關(guān)書籍。

4．密封元件的選擇

密封件的品種、規(guī)格很多，在選用時(shí)除了根據(jù)需要密封部位的工作條件和要求選擇相應(yīng)的品種、規(guī)格外，還要注意其他問題，如工作介質(zhì)的種類，工作溫度（以密封部位的溫度為基準(zhǔn)），壓力的大小和波形，密封耦合面的滑移速度，“擠出”間隙的大小，密封件與耦合面的偏心程度，密封耦合面的粗糙度以及密封件與安裝槽的形式、結(jié)構(gòu)、尺寸、位置等。

按上述原則選定的密封元件應(yīng)滿足如下基本要求：在工作壓力下，應(yīng)具有良好的密封性能，即泄漏在高壓下沒有明顯的增加；密封件長(zhǎng)期在流體介質(zhì)中工作，必須保證其材質(zhì)與工作介質(zhì)的相容性好；動(dòng)密封裝置的動(dòng)、靜摩擦阻力要小，摩擦因數(shù)要穩(wěn)定；磨損小，使用壽命長(zhǎng)；拆裝方便，成本低等。