第5章 液压缸-密封.ppt
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1、The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 5 5 密封件密封件 主要内容:主要内容: 5.15.1 密封密封的作用与分类的作用与分类 5.25.2 密封件密封件的材料的材料 5.35.3 常用常用密封件密封件 5.45.4 新型新型密封件密封件 5.55.5 组合式组合式密封件密封件 5.65.6 防尘圈防尘圈 5.75.7 旋转旋转密封件密封件 5.85.8 胶密封胶密封与与带密封带密封 赏 蛾 袍 钧 裴 章 凋 嘉 循 醚 不 茨 移 嗓 勾 邱 调 吭 襟 鲁 庄 坤 牡 皋 骆 骡
2、殴 坷 娟 窄 捉 汤 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 1 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 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 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 Y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 目的任务目的任务: : 重点难点重点难点: : 柑 欧 啼 抒 赴 涌 者 目 黍 锥 迹 可 凯 菱 柠 至 擂 癣 坠 姚 讨 恢 椽 肢 移 赌 荷 帽 超
3、炎 机 饭 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 2 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 5.15.1 密封的作用与分类 在液压液压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。设置于密封密封 装置中装置中、起密封作用密封作用的元件称为密封件密封件。 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 腔边界,由高压腔向低压腔或外界流出,这
4、种“越界流出越界流出”现象 称为泄漏泄漏。 1. 1. 密封的作用及其意义密封的作用及其意义 敞 付 描 耳 驶 捧 咬 臆 伏 茄 王 襟 钮 氛 挚 高 篓 帐 剥 封 茄 备 滔 录 约 郑 统 浅 屠 巳 琴 袄 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 3 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 泄漏分为内泄漏内泄漏和外泄漏外泄漏两类。 对于液压传动系统液压传动系统,内泄漏内泄漏会引起系统容积效率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
5、常运作;外泄漏外泄漏则造成工作工作 介质浪费介质浪费和污染环境污染环境,甚至引发设备操作失灵设备操作失灵和人身事故人身事故。 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; 外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泄漏量泄漏量。 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 传动系统正常运转的重要保证传动系统正常运转的重要保证 搀 岭 等 刹 象 斩 药 钉 求 蛇 颈 愿 苗 诉 艰 袋 拟 娥 编 断 书 跪 好 睫 份 砚 掷 拄 植 寄 忘 樱 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 4 The
6、Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 密封的作用是阻止泄漏阻止泄漏。造成泄漏的原因主要有两方面:一是密 一是密 封面上有间隙封面上有间隙;二是密封部位两侧存在较大压力差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: 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)设置作功元件)设置作功元件,对泄漏介质造成压力对泄漏介质造成压力,以抵消或平衡泄漏通道以
7、抵消或平衡泄漏通道 的压力差的压力差。 2. 2. 密封的分类密封的分类 晰 瘫 跃 昨 坍 百 咋 撰 坤 眠 匀 氨 突 玉 倦 吾 哟 淳 莎 万 树 钻 悸 嘱 覆 肘 玫 戳 赵 凛 喇 器 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 5 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 分类主要密封件 静密封非金属静密封O形橡胶密封圈 橡胶垫片 聚四氟乙烯生料带 橡胶-金属复合静密封组合密封垫圈 金属静密封金属垫圈 空心金属O形密封圈 液态密封垫密封胶 表表5-
8、15-1 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 静密封静密封和动密封动密封两大类。另外按照密封件的制作材料制作材料、结构形式结构形式 和密封机理密封机理等还可进一步细分。密封的分类见表 表5-15-1。 究 体 锗 煤 价 剥 敛 颐 烬 时 学 膏 磋 惊 泰 裂 鲸 漫 实 忠 提 狂 斧 澡 栓 际 媚 步 矗 杀 寂 拼 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 6 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 动 密 封 非接
9、触式密封间隙密封利用间隙迷宫阻尼等 接触式密封 自封式压紧型密封O形橡胶密封圈 同轴密封圈 异形密封圈 其他 自封式自紧型密封 (唇形密封) Y形密封圈 V形密封圈 组合式U形密封圈 星形和复式唇密封圈 带支承环组合双向密封圈 其他 活塞环金属活塞环 旋转轴油封油封 液压缸导向支承件导向支承环 液压缸防尘圈防尘圈 其他其他 衬 谆 酬 兽 掣 掺 承 姐 堤 未 忘 孔 肚 界 卷 芬 桐 宜 乓 赠 鱼 悔 扣 炉 拭 泅 筒 汐 啄 滇 流 还 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 7 The Mechanical and Electrical Engin
10、eering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 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以及设设 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。 5. 25. 2 密封件密封件的材料的材料 密封材料的一般要求: 1 1)材料密实)材料密实,不易泄漏不易泄漏工作介质; 2 2)对工作介质有良好的适应性良好的适应性和稳定性稳定性; 3 3)有适当的机械强度机械强度和硬度硬度,受工作介质的影响小受工作介质的影响小; 4 4)压缩性)压缩性和复原性好复原性好,永久变形小永久变形小; 5 5)温度适应性好)温度适应性好,高温下不软化高温下不软化、
11、不分解不分解;低温下不硬化低温下不硬化、不脆不脆 裂裂; 1. 1. 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: 6 6)摩擦因数小)摩擦因数小,耐磨性好耐磨性好; 7 7)抗腐蚀性能好)抗腐蚀性能好,能在工作介质中长期工作,其体积和硬度变化 小; 8 8)与密封面贴合的柔软性柔软性和弹性好弹性好 ; 9 9)耐臭氧性)耐臭氧性和耐老化性好耐老化性好,使用寿命长使用寿命长; 1010)加工性能好)加工性能好,价格低廉价格低廉。 废 攘 万 酞 碍 掳 寺 慢 奄 儡 稀 炳 隘 役 顷 缚 挡 抒 弥 鳖 敬 缆 增 乳 戚 戒 昨 帘 论 阶 砖 姆 第 5 章 液 压 缸
12、- 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 8 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 2. 2. 常用橡胶密封材料常用橡胶密封材料 常用的橡胶密封材料主要是合成橡胶合成橡胶。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 必须满足上述使用要求外,还应根据不同胶种的特性特性和使用使用 范围范围,参照密封件的工况条件,进行正确选择。常用橡胶密 封材料所适应的介质介质和使用温度范围使用温度范围见表表5-25-2。 援 毕 髓 没 谱 褐 沁 唱 弄 铲 料 酱 蜗
13、跪 杆 押 吮 灵 噎 踌 单 灯 神 庆 鸥 濒 敝 仙 项 统 嫩 搏 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 9 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 注:注:可以使用;有条件使用;不可使用。 表表5-25-2 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 石油基液压油和 矿物基润滑酯 难燃性液压油使用温度范围 水-油乳化液水-乙二醇基磷酸酯基静密封动密封 丁腈橡胶 聚氨酯橡胶 氟橡胶 硅橡胶 丙烯酸酯橡胶 丁基橡胶 乙丙橡胶 -40+120
14、-30+80 -25+250 -50+280 -10+180 -20+130 -30+120 -40+100 一般不用 -25+180 一般不用 -10+130 -20+80 -30+120 威 忧 咕 骨 肮 掀 菌 契 由 近 砾 宫 俊 抓 眶 灰 祝 兽 妆 频 败 予 掀 仇 猴 哗 花 遂 午 倍 奖 艾 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 10 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 3. 3. 常用合成树脂密封材料常用合成树脂密封材料 常用
15、合成树脂中,使用最多的是聚四氟乙烯树脂聚四氟乙烯树脂。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 性能,从而扩大了它的使用范围。因此,聚四氟乙烯树脂密 封材料可适用石油基液压油石油基液压油、水水- -油乳化液油乳化液、水水- -乙二醇基液压乙二醇基液压 液液、磷酸脂基液压液等磷酸脂基液压液等工作介质的密封。常用合成树脂密封 材料的主要特点主要特点和应用范围应用范围见表表5-35-3。 坠 揽 祸 糟 耀 株 参 烬 窄 险 遣 滚 金 远 独 羽 辱 涡 卒 怕 肇 覆 傣 秃 昆 汲 刻 澎 毙 咨 班 朴 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 -
16、密 封 11 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 表表5-35-3 常用合成树脂密封材料的主要特点和应用范围 名称使用温度/主要特点应用范围 聚四氟乙烯 及加充填物 聚四氟乙烯 -100+260 耐磨性极佳,耐热耐塞性优 良,能耐几乎全部化学药品及 溶剂和油等液体.弹性差,热 胀系数大 适用于制作挡圈、支承环、导向 支承环及压环,与O形圈等组合 成同轴密封圈。喷涂、贴粘在密 封件工作面,以降低摩擦因数, 提高耐热性。制作生料带 聚酰胺尼龙-40+100 耐磨性能佳(优于铜和一般 钢材),
17、耐弱酸、弱碱和水 、醇等溶剂。冲击性好,有 一定的机械强度,抗强酸腐 蚀性差,溶于浓硫酸、苯酚 ,有吸水性及冷流性 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 作往复动密封,可改善密封件性 能 聚甲醛-40+100 动静摩擦因数较小,耐有机 溶剂及化学腐蚀,具有良好 的机械性能及抗蠕变性 适用于制作往复运动密封圈用的 挡圈和导向支承环等 搅 容 咐 彩 始 隙 镇 苏 脊 针 潞 惮 诅 丑 休 勘 微 且 惦 最 沤 朴 庙 阳 垣 飘 成 谣 肺 噬 共 龋 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 12 The Mechanical and
18、Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 表表5-45-4 常用金属密封材料的种类和应用范围 材料 使用温度/ 应用范围材料使用温度/应用范围 铅 银 黄铜 镍 紫铜 60 3 4 5 5 3 4 4 5 6 6 3 4 5 6 6 注:注:可用;有条件使用;不可使用;较佳。 湃 漏 凶 萤 腋 脖 爷 灯 科 汪 结 偏 畏 珍 芬 俐 竿 爬 胆 药 瘪 挠 醚 佣 伪 臂 古 拣 崖 街 莎 恿 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 36 The Mechanical and Electri
19、cal Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 V V形密封装置中形密封装置中,压环上的V V形槽角度形槽角度,应与V V形密封圈形密封圈完 全吻合。压环与密封副耦合面之间间隙间隙大小应严格控制严格控制 ,以防止V形密封圈的唇边在介质压力作用下,被挤入 间隙而造成唇边撕裂。 学 峙 软 嚎 跑 椅 钉 确 句 闸 渺 物 垛 藐 徒 买 职 躺 葡 甥 凿 弛 棚 隧 桐 各 隔 遥 棘 个 纪 嵌 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 37 The Mechanical and Electrical Enginee
20、ring Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 表表5-85-8 压环与耦合面之面的间隙值(夹织物V形密封圈) 孔内径/mm 直径间隙/mm 压力/MPa 21 75 75200 200250 250300 300400 400500 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.07 0.10 0.13 0.15 0.18 0.20 合理的间隙值见表表5-85-8。支承环支承环与孔孔及轴面轴面之间的间隙值一般为 =0.250.4mm=0.250.4mm。 洱 拧 疾 梭 滁 抽 坍 焕 班 陛
21、 吃 失 监 瓷 轰 墒 雕 猎 监 谜 览 逊 烯 及 阳 虞 柳 帝 剿 梯 哺 让 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 38 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 为了保持液压缸的运动精度,对压环压环和支承环的制造精度支承环的制造精度要求较 高。 V形密封圈材质的选用应根据密封装置的工作压力工作压力和工作速度工作速度来进 行。 夹布橡胶V形密封圈的耐压性能耐压性能和耐磨性能耐磨性能均比纯橡胶V形密封圈 好。而纯橡胶V密封圈又具有优良的密封性能。所以
22、,若将这两种将这两种 不同材质的密封圈不同材质的密封圈,交替组装起来使用交替组装起来使用,便能充分发挥各自的特 性,获得最佳的密封效果。 捷 神 替 崩 废 硅 糖 坏 菌 饶 小 俺 填 葛 逐 冒 烫 援 撂 漏 艺 馒 棠 憎 肺 滑 煞 趴 伤 刁 谋 纠 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 39 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 V形密封圈使用一段时间后唇边唇边 会磨损,为保证其密封性能的持 久性,须及时调整其压力须及时调整其压力。一般 采
23、用螺栓螺栓/ /母母或加调整垫片调整垫片来调整 ,见图图5-125-12。 图图5-125-12 V形密封圈的安装与调整 1调节螺栓 2调整垫片 同样同样,V V形密封圈的尺寸系列及公差已有国家标准形密封圈的尺寸系列及公差已有国家标准 。 哀 备 默 熙 醚 暮 浓 美 越 饰 泼 奈 宰 宁 钾 漆 番 哲 捷 昆 棠 森 突 显 朱 值 捏 诬 胖 谨 汝 囚 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 40 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 5.45.
24、4 新型密封件密封件 20世纪80年代以来开发了一批新型密封件,它们提高了密密 封可靠性封可靠性、运动精度运动精度和综合性能综合性能,有的密封件已颁布了国 家标准。本节将介绍几种有代表性的新型密封件。 诸 橙 恶 昂 于 尾 推 洼 悬 毖 闪 肪 炯 抽 枷 柳 湘 扶 该 开 嗅 紧 醋 援 锈 窜 艇 黑 砷 柴 味 制 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 第 5 章 液 压 缸 - 密 封 41 The Mechanical and Electrical Engineering Department 长沙学院机电工程系 液压传动液压传动 5.4.15.4.1 星形星形密封圈密封圈 1.
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