唇形密封圈的材料
常用的唇形密封圈材料有橡胶、皮革、夹织物橡胶和聚四氟乙烯。橡胶唇形密封圈用途最广,液压气动系统中使用的唇形密封圈,一般都采用丁腈橡胶和氯丁橡胶材料;而天然橡胶用于水和空气的密封;丁基橡胶用于不燃性液压油和磷酸酯系液压油;氟橡胶用于各种腐蚀性介质和高温场合,工作温度可达200℃。当要求密封圈耐磨性好时,可使用聚氨酯橡胶。皮革的韧性强,耐压性好,富有弹性和屈挠性等,很容易装配,缸与活塞之间有少量偏心时也可正常使用。
皮革在一般矿物油中性能很稳定,加之它多孔的纤维组织吸油性大,长期使用时润滑性良好,磨损少、寿命长。此外,皮革在空气中不变质,只要装配时饱吸了润滑油,可长时间不需润滑,常用于100℃以下pH值在4~8内的各种介质,包括弱酸硼和弱碱。
夹织物橡胶的耐压性能和耐磨性能均比纯橡胶好,密封圈的刚度和强度高,适用于高压密封。
沟槽间隙和挡圈
O形密封圈用于动密封时,往复运动的活塞与缸壁之间必须有一定的间隙,其大小与介质的工作压力和O形圈材料的硬度有关。
为了避免发生“挤出”现象,设计原则是:密封介质的压力越大,设计时应保证工作点在大的密封压力以下。正确选择脚镣硬度及沟槽间隙可以有效地防止O形圈的挤出破坏。防止挤出破坏的另一个措施是采用保护挡圈。安有挡圈的O形圈在个高压作用下,首先向挡圈靠拢。随着压力的增加,O形圈与挡圈互相挤压。
由于它们都是弹性体,二者同时发生变形,并向上下扩展,以避免发生挤出现象。动密封用O形圈,当工作压力高于10MPa时,如单向受压,就在O形圈受压方向的对侧设置一个挡圈;如双向受压,则应在O形圈两侧各放一个挡圈;而对于静密封,压力超过32MPa时,也应该使用挡圈。
密封圈设计的基本要求
不同机器对密封圈性能的要求是不同的,在密封圈设计及类型选择使用时,应根据具体情况具体分析比较决定。对密封圈主要性能的要求如下:
(1)允许泄漏量。在密封圈设计中重要的要求是泄漏量,它由密封圈的用途决定。保证机器设备正常工作所允许的泄漏率称为允许泄漏率,允许泄漏率一般根据设备的具体情况决定,没有统一的标准。
(2)摩擦。摩擦会导致发热及密封圈的磨损,甚至损坏零件密封面,是引起密封圈失效及泄漏的主要原因。接触密封的摩擦主要取决于材料的摩擦系数和润滑条件。
(3)磨损。有摩擦就会引起磨损,磨损必然降低密封圈的性能,缩短机器的使用寿命。密封圈和旋转轴表面的磨损量取决于密封形式、密封圈材料以及流体的润滑性。填料密封对轴的磨损较大,尤其是当介质中含有磨料时磨损速度更快。
(4)尺寸。密封装置应尽量紧凑,结构尺中的限制应当由机器总体确定。