密封圈的工作条件
不同的密封圈及密封材料有各自的适用范围,因此在密封圈设计时必须考虑密封圈的工作条件,并进行分析比较,从而选择和设计出比较理想的密封圈。一般应考虑到如下几个方面:
(1)介质物理和化学特性。包括腐蚀性、易燃性和有毒性以及润滑特性、磨损特性。
(2)介质工作压力。介质压力可以是正压,还可以是负压,如真空泵管路的密封圈。
(3)表面滑动速度。对于接触式动密封圈,滑动速度增高会使得摩擦热增加,引起密封圈的温升,影响密封效果。
(4)介质温度。介质温度不但会改变密封圈材料的性能,还直接影响密封圈密封的寿命。
(5)介质的润滑性。被密封的液体通常作为润滑剂来润滑密封圈,以减小密封圈的磨损。
密封圈材料的基本要求
机械设备中起密封作用的零部例称为密封圈,密封圈是机械产品中应用最广泛的零部件之一,也是机械产品的重要基础元件。制造密封圈的材料一般应具有良好的物理和力学性能、网弹性高、塑性变形小、加工方便、不易老化。其主要的性能要求为:
1)有较好的柔软性或流动性,易于与密封圈片面结合。
2)致密性好,不易泄漏介质、能达到气密、水密的目的。
3)有适当的机械强度和硬度,回弹性好,压缩永久变形小。
4)在工作温度范围内物理和力学性能稳定、不在零件表面粘附。
5)耐蚀性好,在特定介质中能长期工作。
6)接触式动密封圈要求密封材料的摩擦系数小,耐磨性好。
7)耐老化性好,经久耐用,密封性能稳定。
8)加工制造方便,价格适中。
橡胶是最常用来制造密封圈的密封材料,如丁腈橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶三元乙丙橡胶及硅橡胶。适合于做密封圈材料的还有石墨、聚四氟乙烯、聚氨酯、尼龙以及毛毡、皮革等。
J形和L形密封圈
J形和L形密封圈通常用于工作压力小于1MPa的气动或液压机械设备的密封。其中J形密封圈用于活塞杆密封,而L形密封圈一般用于活塞密封。J形密封圈又称帽形密封圈,适用于低压和要求低摩擦的场合,并有抗冲击作用,但密封性较差,所以这种密封常用作防尘圈。早期的L形密封圈用皮革压制而成,称为皮碗,现在都采用橡胶材料。
L形密封圈也是靠介质压力的作用实现自紧密封的,但对于低压大直径的气缸,常因唇的张开余量少,使密封圈初始接触压力不足,不能正常密封。因此,对于L形密封圈的密封结构,保证唇的正常张开以形成必要的预压力是十分必要的。为此大尺寸的橡胶L形密封圈需要在唇部的内侧加装弹簧圈,皮质L形密封圈则应安装开口胀圈和菊花垫圈,以保证一定的初始接触压力。