O形圈的材料的选择
橡胶的种类很多,一般来说,耐油用丁腈橡胶,耐气候和臭氧用氯丁橡胶,耐热用丙烯酸酯橡胶或氟橡胶,耐高压、耐磨用聚氨酯橡胶,耐寒同时又耐油用共聚氯醇橡胶。
在0形圈的材料选择时,工作温度也是一个重要的因素,例如密封石油系液压油的0形圈,温度在-50~120℃时用7腈橡胶,而在120~230℃范围内应用硅橡胶(主要是静密封),200℃以内的动密封用氟橡胶。当密封介质为燃料油时,则用丁腈橡胶为宜。但在透平油之类的高苯胺点油中因为丁腈橡胶发生收缩现象,故应慎用。
对乙醇系液压油,因下腈橡胶在其中会发生膨胀现象,故不能用,而应当使用丁苯橡胶。化工、冶金等行业采用不燃性磷酸脂系液压油以防火灾,密封圈可采氟橡胶。橡胶的硬度值也是需要考虑的因素之一。一般
机械用0形圈,邵氏硬度应在70~90HA之间。但在内压低、摩擦小的场合,硬度允许低于70HA。而在高压下使用,可以高于90HA。
聚乙烯、聚四氟乙烯等材料也可以用作制造0形密封圈。
V形密封圈
V形密封圈是使用最广泛的唇形密封结构,主要用于往复运动,如活塞或活塞杆的密封,很少用于旋转轴或静密封。V形密封圈适用于液压油水和乳化液等介质,使用压力可达40MPa以上,表面线速度一般小于0.5M/s,使用温度为-30~120℃,若采用石棉氟橡胶,工作温度可达200℃。
V形密封圈的受压面为唇口,在压力作用下,易与密封面紧密贴合,因此V形密封圈较挤压型密封圈具有更强的自紧作用。V形密封圈的标准夹角为90°,由于它在填料腔内无法稳定安放,所以一般是与压环和支承环组合使用,密封圈安装在撑环凸面和压环凹面之间,并用压盖压紧。
密封圈数量过多,泄漏量的降低并不显若,摩擦阻力反而急剧升高,所以不宜单纯靠增加V形圈的数量来提高密封性能。另外V形密封圈只有单向密封能力,在双向压力中使用时(如双作用缸),需成对装填,分别以唇口朝向介质压力方向。
选择密封圈时该考虑的问题
(1)工作压力
包括正常的工作压力、可能出现的瞬时较大工作压力,以及压力脉动幅度和周期。一般设计要求密封圈的极限密封压力应为较大工作压力的1.25~1.5倍。对于非金属材料的密封圈,在选择其较大工作压力的同时,还要考虑密封圈能承受的较高工作温度,如饱和水蒸气,其蒸汽压力越高,蒸汽温度也越高。对于真空密封,由于介质泄漏流向不同,密封需要特殊设计。
(2)法兰与密封圈的硬度差
使用密封圈的目的在于使密封圈产生弹性或塑性变形以填满法兰面的微小凸凹不平,阻止泄漏发生。因此,应使密封圈材料的硬度低于法兰材料的硬度,二者之间相差越大,实现密封就越容易。使用金属密封圈时,由于本身的硬度较大,为了保证实现密封,应尽可能选用较软的金属材料,使金属密封圈的硬度比法兰硬度低40HBW以上为宜,以避免在压紧密封圈时损伤法兰。