密封的基礎知識
一、密封泄漏原因
泄漏是機械設備常產(chǎn)生的故障之一。造成泄漏的原因主要有兩方面:
一是由于機械加工的結果,機械產(chǎn)品的表面必然存在各種缺陷和形狀及尺寸偏差,因此,在機械零件聯(lián)接處不可避免地會(huì )產(chǎn)生間隙;
二是密封兩側存在壓力差,工作介質(zhì)就會(huì )通過(guò)間隙而泄漏。減小或消除間隙是阻止泄漏的主要途徑。密封的作用就是將接合面間的間隙封住,隔離或切斷泄漏通道,增加泄漏通道中的阻力,或者在通道中加設小型做功元件,對泄漏物造成壓力,與引起泄漏的壓差部分抵消或完全平衡,以阻止泄漏。
對于真空系統的密封,除上述密封介質(zhì)直接通過(guò)密封面泄漏外,還要考慮下面兩種泄漏形式:
滲漏:即在壓力差作用下,被密封的介質(zhì)通過(guò)密封件材料的毛細管{TodayHot}的泄漏稱(chēng)為滲漏;
擴散:即在濃度差作用下,被密封的介質(zhì)通過(guò)密封間隙或密封材料的毛細管產(chǎn)生的物質(zhì)傳遞成為擴散。
二、密封的分類(lèi)
密封可分為相對靜止接合面間的靜密封和相對運動(dòng)接合面間的動(dòng)密封兩大類(lèi)。靜密封主要有點(diǎn)密封,膠密封和接觸密封三大類(lèi)。根據工作壓力,靜密封由可分為中低壓靜密封和高壓靜密封。中低壓靜密封常用材質(zhì)較軟,墊片較寬的墊密封,高壓靜密封則用材料較硬,接觸寬度很窄的金屬墊片。動(dòng)密封可以分為旋轉密封和往復密封兩種基本類(lèi)型。按密封件與其作用相對運動(dòng)的零部件是否接觸,可以分為接觸式密封和非接觸式密封。一般說(shuō)來(lái),接觸式密封的密封性好,但受摩擦磨損限制,適用于密封面線(xiàn)速度較低的場(chǎng)合。非接觸式密封的密封性較差,適用于較高速度的場(chǎng)合。
三、密封的選型
對密封的基本要求是密封性好,安全可靠,壽命長(cháng),并應力求結構緊湊,系統簡(jiǎn)單,制造維修方便,成本低廉。大多數密封件是易損件,應保證互換性,實(shí)現標準化,系列化。
四、密封材料
1、 密封材料的種類(lèi)及用途 密封材料應滿(mǎn)足密封功能的要求。由于被密封的介質(zhì)不同,以及設備的工作條件不同,要求密封材料的具有不同的適應性。對密封材料的要求一般是:
1)材料致密性好,不易泄露介質(zhì);
2)有適當的機械強度和硬度;
3)壓縮性和回彈性好,永久變形??;
4)高溫下不軟化,不分解,低溫下不硬化,不脆裂;
5)抗腐蝕性能好,在酸,堿,油等介質(zhì)中能長(cháng)期工作,其體積和硬{HotTag}度變化小,且不粘附在金屬表面上;
6)摩擦系數小,耐磨性好;
7)具有與密封面結合的柔軟性;
8)耐老化性好,經(jīng)久耐用;
9)加工制造方便,價(jià)格便宜,取材容易。橡膠是最常用的密封材料。除橡膠外,適合于做密封材料的還有石墨等,聚四氟乙烯以及各種密封膠等。
2、通用的橡膠密封制品材料 通用的橡膠密封制品在國防,化工,煤炭,石油,冶金,交通運輸和機械制造工業(yè)等方面的應用越來(lái)越廣泛,已成為各種行業(yè)中的基礎件和配件。橡膠密封制品常用材料如下。
1)丁腈橡膠
丁腈橡膠具有優(yōu)良的耐燃料油及芳香溶劑等性能,但不耐酮,酯和氯化氫等介質(zhì),因此耐油密封制品以及采用丁腈橡膠為主。
2)氯丁橡膠
氯丁橡膠具有良好的耐油和耐溶劑性能。它有較好的耐齒輪油和變壓器油性能,但不耐芳香族油。氯丁橡膠還具有優(yōu)良的耐天候老化和臭氧老化性能。氯丁橡膠的交聯(lián)斷裂溫度在200℃以上,通常用氯丁橡膠制作門(mén)窗密封條。氯丁橡膠對于無(wú)機酸也具有良好的耐腐蝕性。此外,由于氯丁橡膠還具有良好的撓曲性和不透氣性,可制成膜片和真空用的密封制品。
3)天然橡膠
天然橡膠與多數合成橡膠相比,具有良好的綜合力學(xué)性能,耐寒性,較高的回彈性及耐磨性。天然橡膠不耐礦物油,但在植物油和醇類(lèi)中較穩定。在以正丁醇與精制蓖麻油混合液體組成的制動(dòng)液的液壓制動(dòng)系統中作為密封件的膠碗,膠圈均用天然橡膠制造,一般密封膠也常用天然橡膠制造。
4)氟橡膠
氟橡膠具有突出的耐熱(200~250℃),耐油性能,可用于制造氣缸套密封圈,膠碗和旋轉唇形密封圈,能顯著(zhù)地提高使用時(shí)間。
5)硅橡膠
硅橡膠具有突出的耐高低溫,耐臭氧及耐天候老化性能,在-70~260℃的工作溫度范圍內能保持其特有的使用彈性及耐臭氧,耐天候等優(yōu)點(diǎn),適宜制作熱機構中所需的密封墊,如強光源燈罩密封襯圈,閥墊等。由于硅橡膠不耐油,機械強度低,價(jià)格昂貴,因此不宜制作耐油密封制品。
6)三元乙丙橡膠
三元乙丙橡膠的主鏈是不含雙鍵的完全飽和的直鏈型結構,其側鏈上有二烯涇,這樣就可用硫磺硫化。三元乙丙橡膠具有優(yōu)良的耐老化性,耐臭氧性,耐候性,耐熱性(可在120℃環(huán)境中長(cháng)期使用),耐化學(xué)性(如醇,酸,強堿,氧化劑),但不耐脂肪族和芳香族類(lèi)溶劑侵蝕。三元乙丙橡膠在橡膠中密度是最低的有高填充的特性,但缺乏自粘性和互粘性。此外,三元乙丙橡膠有突出的耐蒸汽性能,可制作耐蒸汽膜片等密封制品。三元乙丙橡膠已廣泛用于洗衣機,電視機中的配件和門(mén)窗密封制品,或多種復合體剖面的膠條生產(chǎn)中。
7)聚氨脂橡膠
聚氨脂橡膠具有優(yōu)異的乃磨性和良好的不透氣性,使用溫度范圍一般為-20~80℃。此外,還具有中等耐油,耐氧及耐臭氧老化特性,但不耐酸堿、水、蒸汽和酮類(lèi)等。適于制造各種橡膠密封制品,如油封、O形圈和隔膜等。
8)氯醚橡膠
氯醚橡膠兼有丁腈橡膠,氯丁橡膠,丙烯酸酯橡膠的優(yōu)點(diǎn),其耐油、耐熱、耐臭氧、耐燃、耐堿、耐水及耐有機溶劑性能都很好,并有良好的工藝性能,其耐寒性較差。在使用溫度不太低的情況下,氯醚橡膠仍是制造油封,各種密封圈,墊片,隔膜和防塵罩等密封制品的良好材料。
9)丙烯酸酯橡膠
丙烯酸酯橡膠具有耐熱油(礦物油,潤滑油和燃料油),特別是在高溫下的耐油穩定性能,一般可達175℃,間隙使用或短時(shí)間可耐溫200℃。它的缺點(diǎn)是耐寒性差。因此在非寒冷地區適合制作耐高溫油的油封,但不適合作高溫下受拉伸或壓縮應力的密封制品。
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