_密封基础知识
密封基础知识(基本结构)
JC Tianjin Training
1
What is a mechanical seal?
什么是机械密封？
two flat sliding surfaces, which maintain a close running clearance while separated by a fluid film
Must be:
present - beware dry running谨防干运转
Stable稳定
谨防磨损征兆 clean - beware abrasive wear symptoms reasonable viscosity合理的黏度 temperature controlled受控的温度 acceptable pressure允许的压力
Advantages 优点
sudden failure very unlikely 几乎不会突发意外事故 higher pressure capability - face not stressed
耐压性能高-应力变形小
wide choice of materials for all components
As the face moves forward to take up wear, the o-ring moves forward with the face, pushed by the hydraulic and spring pressures
25
Secondary Seal: Pusher 二次密封：推进式
Sintered silicon carbide 无压烧结碳化硅 (277) Reaction silicon carbide 反应烧结碳化硅（088） Sintered silicon carbide with controlled porosity 微孔碳化硅 （584）
经典：密封基础知识(基本结构)
too thin - wear, causing early seal failure too thick - visible leakage
Must be:
present - beware dry running谨防干运转
不像一个机械密封而 更像一个限制装置,需 要泄漏否则将会灼伤.
会磨损轴或轴套
高功耗用来克服磨擦
产品损失
需要大量的水
安装,维修和盘根调整 需要停车时间
泄漏导致设备破坏和
不可见泄漏、机械密封 和盘根之间的泄漏率在1 到100或者更好
证明机械密封的寿命可 达8到10年毫无故障
无产品损失,节省水和能 量可以节省成本
Secondary Seal
Tertiary Seal
Primary Seal 9
Complete Seal一个完整密
封的例子
Primary Ring补偿环
Snap Ring卡环
Anti-X Ring 挡环 O-Ring O型圈
Disk推环 Springs弹簧
Retainer传动套 Set Screw定位螺丝
Basic Mechanical Seals 密封基础知识
JC Tianjin Training
1
What is a mechanical seal?
什么是机械密封？
two flat sliding surfaces, which maintain a close running clearance while separated by a fluid film
3. A secondary sealing element 二次密封
2 密封基础知识(基本结构)
Basic Mechanical Seals 密封基础知识JC Tianjin Training© 2001 John Crane EAA1 1What is a mechanical seal?什么是机械密封？ two flat sliding surfaces, which maintain a close running clearance while separated by a fluid film两个平滑表面中间有干净液膜隔离，保持贴合运转rotating seal unitstationary seal unit2 2Desired Features of a Seal 机械密封必须有的特征Small axial clearance 小的轴向间隙 Self adjusting 自调节Shaft Movement 轴的运动Long-life 很长的寿命 Easy maintenance 容易检修 Low cost 低成本Basic Mechanical Seal基础机械密封1Loose ring set screwed to the shaft4 4Basic Mechanical Seal基础机械密封2Wear here will create leakageO-ring prevents leakage through the bore5 5Basic Mechanical Seal基础机械密封Heat generated here 此处生热 Leak path3Large component 大零件Spring ensures automatic adjustment 弹簧确保自动调整6 6Basic Mechanical Seal基础机械密封Recirculation for cooling4Gasket or O-ring 垫片或者O型圈Secondary Seal Tertiary Seal Primary Seal 三次密封 二次密封 主密封7 7Basic Mechanical Seal基础机械密封Spring or Spring Force5Seat or Mating RingFace or Primary Ring8 8Basic Mechanical Seal基础机械密封SPRING OR SPRING FORCE Recirculation for cooling Gasket or O-ring SEATSecondary Seal Primary SealTertiary Seal9 9An Example of a Complete Seal一个完整密封的例子Primary Ring补偿环 Snap Ring卡环 Anti-X Ring 挡环 O-Ring O型圈 Disk推环 Springs弹簧 Retainer传动套 Set Screw定位螺丝 Mating Ring 配合环 O-Ring O型圈Shaft轴Simply put, a mechanical seal is: 简单的说,机械密封就是:1. A wearable, stationary, primary sealing element 一个耐磨,静止的密封件 2. A wearable, rotating, primary sealing element 一个耐磨,旋转的密封件 3. A secondary sealing element 二次密封 4. A mechanical loading device to press primary sealing elements 1 and 2 against one another, and 使件1和件2相互贴合的机械装置 5. Auxiliary components to complete seal 辅助密封Gland Packing v. Mechanical Seals 盘根和机械密封不像一个机械密封而更像 一个限制装置,需要泄漏否 则将会灼伤. 会磨损轴或轴套 高功耗用来克服磨擦 产品损失 需要大量的水 安装,维修和盘根调整需要 停车时间 泄漏导致设备破坏和摧毁 不可见泄漏、机械密封和盘 根之间的泄漏率在1到100或 者更好 证明机械密封的寿命可达8 到10年毫无故障 无产品损失,节省水和能量可 以节省成本 安装后维修很少 密封有潜在危害的物质时机 械密封可以提供更好的安全 性12 12Primary Seal 主密封a thin film of liquid forms the primary (dynamic) seal between the rotating and stationary elements FILM REACTIONSPRING FORCE FLUID PRESSUREfluid film (3 - 5 microns)13 13Primary Seal – Film Thickness 主密封——膜厚度Faces lapped flat to within 1 - 3 light bands.14 14Primary Seal – Film Thickness 主密封——膜厚度Fluid film thickness is very importanttoo thin - wear, causing early seal failure too thick - visible leakageMust be:present - beware dry running stable clean - beware abrasive wear symptoms reasonable viscosity temperature controlled acceptable pressure15 15Primary Seal – Face Flatness 主密封——平面If faces not flat, contact generates heat Excessive wear - short life 如果密封面不平，接触摩擦生热，密封磨损快、寿命短 1 light band = 0.0000116 inch or 0.0003 mm16 16The Sealing Interface 密封面Lubrication Purpose: 润滑目的Separate surfaces 分离两个面 Prevent contact of high surface points 防止摩擦面高点接触 Reduce friction/heat generation 减少摩擦/生热Magnified Surface A 放大面Separation 分离面Lubricant 润滑剂Heat 热量Magnified Surface B 放大面Process Fluid Acts as Lubricant Between Faces 流体在两个面之间充当润滑剂的过程Pump Housing 泵腔 Process Fluid 工艺流体 Gland 密封端盖Primary Ring 补偿环Mating Ring 配合环Invisible Leakage: 不可见泄漏 Fluid Evaporates Upon Reaching Atmosphere 微量的泄漏在大气侧蒸发Without Lubrication, Faces Run Dry And Overheat 没有润滑干运转导致过热Pump Housing 泵腔 No Fluid Or Dry Running 没有流体或者干运转 Gland 密封端盖Primary Ring 补偿环Mating Ring 配合环常用动环材料Face (Primary Ring) Materials 动环材料Carbon-graphite 碳石墨类 resin impregnated 树脂浸渍 （171） antimony impregnated 金属锑浸渍 （218） Carbon converted to Silicon Carbide 硅化石墨（121） CVR 化学汽相反应硅化石墨 CVD 化学汽相沉积硅化石墨 Solid Silicon Carbide 碳化硅 Sintered silicon carbide 无压烧结碳化硅 (277) Reaction silicon carbide 反应烧结碳化硅（088） Sintered silicon carbide with controlled porosity 微孔碳 化硅 （584） Tungsten Carbide 碳化钨 Cobalt bonded 钴基碳化钨（025） 20 Nickel bonded 镍基碳化钨（005） 20常用静环材料Seat (Mating Ring-Narrow) Materials 静环材料Ceramic 陶瓷 99.7% Aluminium Oxide 氧化铝 (059) Solid Silicon Carbide 碳化硅 Sintered silicon carbide 无压烧结碳化硅 (277) Reaction silicon carbide 反应烧结碳化硅（088） Sintered silicon carbide with controlled porosity 微 孔碳化硅 （584） Tungsten Carbide 碳化钨 Cobalt bonded 钴基碳化钨（025） Nickel bonded 镍基碳化钨（005）21 21Secondary Seal 二次密封Three basic forms 三种基本形式o-rings o型圈 Wedges 楔形环 Bellows 波纹管 Elastomer 橡胶的 Metal 金属的Formed 成型的 edge welded 焊接的Two groupsPusher推进式sliding o-rings wedges Non-pusher非推进式bellowsPTFE22 22Secondary Sealing Elements 二次密封Elastomeric Bellows 橡胶波纹管 Half Convolution 半波 Teflon Bellows 聚四氟乙烯 波纹管 Welded Metal Bellows 焊接金属波纹管V Rings V型圈U Cup 杯型Wedge 楔形Encapsulated O Ring 包覆 O型圈O Ring O型圈Pusher vs. Non-Pusher 推进式/非推进式Pusher 推进式 vs. Non-Pusher 非推进式O-ring secondary seal must slide along shaft as seal face wears O型圈二次密封在密封面磨 损的时候必须能够沿轴滑动Bellows secondary seal expands to accommodate face wear. Bellows tail is stationary against shaft. 波纹管伸长能够补偿密封面磨 损,波纹管尾部与轴保持静止Secondary Seal: Pusher 二次密封：推进式As the face moves forward to take up wear, the o-ring moves forward with the face, pushed by the hydraulic and spring pressures25 25Secondary Seal: Pusher 二次密封：推进式Advantages 优点sudden failure very unlikely 几乎不会突发意外事故 higher pressure capability - face not stressed wide choice of materials for all components 所有成分的材料选择广泛 field repairableDisadvantages 缺点hang-up (not likely where o-ring is well isolated) 挂起 permanent set / pressure problems (cause hang-up) excellent shaft surface finish required maximum temperature ~ +260°C 最高温度+260°C26 26Pusher Seal: Hang-up 推进式密封：挂起An external quench will prevent hang-upProduct leakage solidifies / crystallises / polymerises Prevents o-ring pushing forward - leakage increases27 27Secondary Seal: O-Ring 二次密封：O型圈Type 8B128 28Secondary Seal: Wedge 二次密封：楔形环29 29Secondary Seal: Non-Pusher 二次密封：非推进式Bellows flexes to take up wear, misalignment and axial play Fine machined shaft surface required Do not use a ‘good’ lubricant - never use silicon grease30 30Secondary Seal: Bellows 二次密封：波纹管No contact here 此处不发生接触Elastomer Bellows grips shaft tightly31 31Secondary Seal: Metal Bellows 二次密封：金属波纹管static o-ring 静止o型圈32 32Secondary Seal: PTFE Bellows 二次密封：PTFE波纹管Type 10TType 10R33 33Tertiary Seal 三次密封Tertiary Seal 三次密封Prevents leakage round mating ringSometimes also prevents mating ring rotation35 35Tertiary Seal 三次密封Four basic types 四种基本的形式O-rings O型圈 Elastomers 橡胶 Seat Rings (square or rectangular section) PTFE graphite Cup Rings elastomers Gaskets or Flat Joints PTFE compressed fibre36 36Tertiary Seal: O-ring 三次密封：O型环Tertiary Seal: O-ring 三次密封：O型环Tertiary Seal: O-ring 三次密封：O型环Tertiary Seal: Seat Ring 三次密封：静环40 40Tertiary Seal: Cup Rubber 三次密封：Spring Design Features 弹簧设计特点Springs 弹簧 Provide The Initial Closing Force 提供初始闭合力 Are Very Important At Low Pressures 低压下很重要 Are Not So Important At High Pressures 高压下不重要Design Features 设计特点Springs 弹簧 Single 单弹簧 Multiple 多弹簧 Bellows 波纹管 Wave 波形Design Features 设计特点Springs 弹簧 High Speed Seals Use Stationary Springs (5000 ft/min Typical Break Point) 高速机械密封使用静止弹簧 (5000ft/min 典型的分界点)Design Features 设计特点Springs 弹簧Corrosion 腐蚀 Clogging 堵塞 Uniformity Of Load 负荷一致 Inventory 库存Types of Drive Mechanisms 驱动机械的类型Drive Mechanism 驱动机械Must Transmit Torque 必须能够传递转距 Must Allow Axial Movement (Primary Ring) 必须能够使动环轴向运动Types of Drive Mechanisms 驱动机械的类型Dent Drive 凹轮驱动 Key Drive 键驱动 Set Screw Drive 定位螺丝驱动Pin Drive 销驱动Snap Ring Drive 卡环驱动Slot and Ear 缝和支耳Elastomer Drive 橡胶驱动Spring Drive 弹簧驱动Design FeaturesBalance RatioBalance ratio is used to control the face load. Closing Force Opening ForceDesign FeaturesBalance RatioBalance ratio is the ratio of the closing area to the opening area. A cAoClosing Area Balance Ratio = Opening AreaDesign FeaturesBalance RatioAn Unbalanced SealAcFcA o。
密封技术交流—密封基础知识
（2） PTFE组合密封失效类型
① 局部严重磨损：轴用密封件弯曲成心
形后，局部唇口未恢复，造成过度磨损。 ② 产品表面划伤：油中杂质尤其铁屑等
坚硬物；轴或缸筒表面有划伤。 ③ O形圈：橡胶老化，变形失去弹性导致 渗漏。
PTFE组合密封失效的预防措施
① 安装方法：轴用密封件安装后局
部唇口要恢复正圆。 ② 系统：介质清洁度提高；沟槽设 计、加工及孔、轴的表面粗糙度 和配合间隙要符合设计标准。 ③ O形圈：材质弹性好，压缩永久变 形小，能持久地对耐磨环提供压 缩应力。
以及耐磨性有明显提高 冶金设备，如线材轧机油膜轴承密 封及板材轧机工作辊密封和油膜轴 承多肢密封。
8、尼龙（PA）
使用温度：-40~120 ℃ 耐油、耐温、耐磨性能好 抗压强度高，抗冲击性能较好 尺寸稳定性差 适用于制造导向环、支承环、
压环、挡圈等
9、聚甲醛（POM）
使用温度：-40~140 ℃ 耐油、耐温、耐磨性能好 抗压强度高，抗冲击性能好 尺寸稳定性好 自润滑性能较好 适用于制造导向环、挡圈等
小规格阶梯圈的安装：规格在30毫米以下 的宜采用敞开式沟槽； 如不可能，则需要特别的安装工具。
PTFE组合密封件（孔用）的安装
① 方形圈直径100 mm以下、壁厚超过1.6 mm的
应该慢慢地撑开，并采用安装工具来装配。 ② 方形圈在80℃的液压油中浸泡一小时左右有
利于安装。
③ 大规格方形圈可适当拉伸后装配。
补充滑滑 油达到指定 量再运转
变更油封 附近的结构 改善润滑 效果。
唇口部泄漏—有异物卡咬（2）
原因 现象
原因
对策
装配时对 油封、轴、 壳体等进行 清洗，清除 灰尘及铁屑 等杂物。
机械密封基础知识培训试题及答案
机械密封基础知识培训试题及答案机械密封基础知识培训试题答案姓名：成绩：一、填空题（每题2分，共30分）1、密封分为静密封和动密封两大类。
2、机械密封由动环和静环组成。
3、由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点，所以当今世界上机械密封是这些设备最主要的轴密封方式。
4、机械密封按摩擦副接触断面的比压与被密封介质压力的关系，可分为平衡型与非平衡型。
5、机械密封常用于离心泵、离心机、反应釜等设备。
6、密封的作用是将结合面间的间隙封住，隔离或切断泄露通道，增加泄露通道中的阻力或者在通道中加设小型做功原件，对泄漏物造成压力，与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡，以阻止泄露。
二、判断题（每题3分，共30分）1、泄露是机械设备常产生的故障之一。
（√）2、机械密封属于端面密封。
（√）3、机械密封在安装时，必须将轴、密封腔体、密封端盖及机械密封本身清洗干净，防止任何杂质进入密封部位。
（√）4、机械密封安装时，应有适当的润滑。
（√）5、设备在运转前必须充满介质，以防止干摩擦而使机械密封失效。
（√）6、机械密封弹簧压缩量越大越好。
（╳）7、机械密封动环密封圈越近越好。
（╳）8、机械密封静环密封圈越紧越好。
（╳）9、机械密封端面不平、平面度、粗糙度未达到要求，会导致泄露。
（√）10、机械密封的动、静环摩擦面越窄其密封性越好。
（╳）三、简答题（每题20分，共40分）1、静密封的分类垫片密封、O型圈密封、密封胶密封、静密封螺纹密封、填料密封（盘根）、研合面密封。
2、动密封的分类填料密封、涨圈密封、接触式密封机械密封、油封密封、动密封浮动环密封、迷宫密封、非接触式密封离心密封。
机械密封基础知识(普通版)
顶丝传动
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顶丝一台阶传动 为了克服单纯的 顶丝传动的轴向串动,在轴套上设一台阶, 传动座顶靠在台阶的端面来克服轴向的 串动.
键传动 传动座和轴套之间靠一平键 来传动
拔叉传动 转动座为冲压件,上面有两 个小爪神到轴套台阶中实现传动.缺点是 拔叉容易断裂.
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弹簧传动 这种传动方式不用传动 座,传动弹簧靠过盈值旋紧在轴套上,并传 动扭矩,弹簧的端部靠紧轴套的台阶处,防 止轴向移位.这种安装方式对弹簧的旋向 有要求,泵轴旋转时不会把弹簧旋松.
外流型机械密封 端面的泄漏方向和离
心力相同，多出现在外装式机械密封。这 种类型的机锋泄漏量较大，因此，只有在 有腐蚀性，且压力和温度不高的情况下才 选用外流型。
7
平衡型和非平衡型机械密封 平衡型机械密封的介质压力的变化引
起的端面比压的增量小于介质压力的变 化；反之称非平衡型机械密封。
8
根据密封端面的数量和布置方式可分 为单端面、双端面，多端面机械密封。 两组密封端面安装方式有“面对面”和 “背靠背” 式安装。对工作介质有毒、 易燃易爆、易挥发、易结晶、高真空度 ，高低温的工况通常选用双端面密封。
28
传动座和动环的传动方式
销钉传动 在推环和动环之间用销 钉实现传动,这种传动方式多用在小 弹簧的结构上.
并圈弹簧传动 传动座和弹簧及弹 簧和动环之间完全靠大弹簧内经的过 盈值实现传动.
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并圈弹簧传动
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勾圈弹簧传动 为 了增加并圈弹簧的可 靠性，弹簧的两个端 头制成弯勾形，分别 钩住传动座和动环。
整体式密封环 整个密封环用同一种材料制成，
材料的性能在环的各个部位均匀一 致，没有组合式的泄漏和分离的缺 陷，也没有电化学腐蚀的可能。主 要使用的材料是石墨、合金钢、碳 化硅、碳化钨和其他陶瓷等材料等 制作。
密封基础知识
密封基础知识密封是指在两个相对运动的部件之间的接合处，通过其中一种方式形成的一种静止液态或固态的物质层，用于防止介质泄漏或外部环境的杂质进入。
密封系统广泛应用于机械设备、汽车、飞机、船舶等领域中。
基本结构密封的基本结构包括密封件和密封座。
密封件是指用于保持密封效果的零件，包括密封圈、密封垫片、密封条等。
密封座是指安装在设备上的表面，用于接受密封件的压力，保证密封件与设备的接触平面良好。
常见的密封件有以下几种形式：1.密封圈：密封圈是一种环形零件，通常用于密封液体或气体的介质。
密封圈的材料一般为橡胶、金属、聚四氟乙烯等，根据密封圈的用途和工作条件选择不同的材料。
常见的密封圈有O型圈、U型圈、Y型圈等。
2.密封垫片：密封垫片是一种用于填补接合面间隙的密封件，通常用于静态密封。
密封垫片的材料一般为金属、柔性石墨、鸭子木等。
常见的密封垫片有平垫片、波纹垫片、渐进垫片等。
3.密封条：密封条是一种条状密封件，通常用于防止液体或气体在设备连接处的泄漏。
密封条的材料一般为橡胶、塑料等。
常见的密封条有胶质密封条、塑料密封条等。
密封座可以根据不同应用场景的需要选择不同的材料和结构形式。
常见的密封座有以下几种：1.平面密封座：平面密封座用于两个平行的表面之间的密封，通常使用金属或塑料材料制成。
2.凸缘密封座：凸缘密封座用于连接两个法兰之间的密封，通常使用金属制成。
凸缘间的密封则通过紧固螺栓来实现。
3.圆锥密封座：圆锥密封座用于两个圆锥表面之间的密封，通常使用硬质合金等材料制成。
4.滑动密封座：滑动密封座用于两个相对移动的零件之间的密封，通常使用特殊润滑材料制成。
密封的基本原理是利用密封件与密封座之间的接触面形成一个闭合的密封介质层，阻止介质泄漏或外界杂质的进入。
密封的效果取决于密封件和密封座之间的接触压力、密封件的弹性、材料的选择以及接触面的处理等因素。
在实际应用中，密封件和密封座的选择要根据工作条件和介质的性质来确定。
机械密封基础知识培训试题及答案
4、机械密封安装时，应有适当的润滑（√）
5、设备在运转前必须充满介质，以防止干摩擦而使机械密封失效（√）
6、机械密封弹簧压缩量越大越好（╳）
7、机械密封动环密封圈越近越好（╳）
8、机械密封静环密封圈越紧越好（╳）
迷宫密封
非接触式密封 离心密封
螺旋密封
9、机械密封端面不平、平面度、粗糙度未达到要求会导致泄露（√）
10、机械密封的动、静环摩擦面越宽其密封性越好（╳）
三、简答题（每题20分，共40分）
1、静密封的分类
垫片密封
O型圈密封
密封胶密封
静密封 螺纹密封
填料密封（盘根）
研合面密封
2、动密封的分类
填料密封
涨圈密封
接触式密封 机械密封
油封密封
动密封 浮动环密封
机械密封基础知识培训试题答案
姓名：成绩：
一、填空题（每题2分，共30分）
1、密封分为静密封和动密封两大类
2、机械密封由动环和静环组成。
3、轴封的种类很多，由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等有点，所以当今世界上机械密封是在这些设备最主要的轴密封方式。
4、机械密封按摩擦副接触断面的比压与被密封介质压力的关系，可分为平衡型与非平衡型
5、机械密封常用在离心泵、离心机、反应釜等设备
6、密封的作用是将结合面间的间隙封住，隔离或切断泄露通道，增加泄露通道中的阻力或者在通道中加设小型做功原件，对泄漏物造成压力，与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡，以阻止泄露。
二、判断题（每题3分，共30分）
1、泄露是机械设备常产生的故障之一（√）
2、机械密封属于端面密封（√）
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第三节 常用密封件
V形密封圈的特点是： 1）耐压性能好，使用寿命长。 2）根据使用压力的高低，可以合理地选择V形密封圈的数量， 以满足密封要求；并可调整压紧力来获得最佳密封效果。 3）根据密封装置不同的使用要求，可以交替安装不同材质的V
形密封圈，以获得不同的密封特性和最佳综合效果。
V形密封圈主要用于液压缸活塞和活塞杆的往复动密封，其运动 摩擦阻力较Y形密封圈大，但密封性能可靠、使用寿命长。当发生 泄漏时，可只调整压环或填片而无须更换密封圈。V形密封圈的最 高工作压力＞60MPa，适用工作温度-30～＋80C ，工作速度范围： 采用丁腈橡胶制作时为 0.02～0.3m/s；采用夹布橡胶制作时为 0.005～0.5m/s.
2013-8-3 第五章 密封件 4
第二节 密封的材料
二、常用橡胶密封材料
常用密封材料 丁腈橡胶、 聚氨酯橡胶、氟橡胶 、 硅橡胶、丙烯酸脂橡胶、丁基橡胶 、乙 丙橡胶
三、常用合成树脂密封材料
常用合成树脂中，使用最多的是聚四氟乙烯树脂。在聚四氟乙烯树脂中掺入不 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、水一油乳化液、水一乙二 醇基液压液、磷酸脂基液压液等工作介质的密封。
图5－4
2013-8-3 第五章 密封件 9
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第五章 密封件
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第三节 常用密封件 Y形密封圈
图5-6 O形密封圈挡圈的安装 二、Y形密封圈 （一）主要性能
Y形密封圈的截面呈Y形，是一种典型的唇形密封圈。按其截面 的高、宽比例不同，可分为宽型、窄型、Yx型等几类；若按两唇的 高度是否相等，则可分为轴、孔通用型的等高唇Y形密封圈和不等 高唇的轴用Y形密封圈和孔用Y形密封圈，如图5－7所示。
2013-8-3 第五章 密封件 11
第三节 常用密封件
Y形密封圈广泛应用于往复动密封装置中，其使用寿命高于O形 密封圈。Y形密封圈的适用工作压力不大于40MPa，工作温度为30～80C ，工作速度范围：采用丁睛橡胶制作时为 0. 01～0. 6m ／s；采用氟橡胶制作时，为0.05～0.3m／s；采用聚氨酯橡胶制作 时，则为 0.01～lm／s。Y形密封圈的密封性能、使用寿命及不同 挡圈时的工作压力极限，都以聚氨酯橡胶材质为佳。
2013-8-3 第五章 密封件 22
第四节 新型密封件
这种新结构密封圈具有 如下突出优点：
l）在整个工作压力范围内具 有流体动力回吸性能。 2）静态和动态密封性能均好。 3）密封唇不受压力作用，摩擦力小，因而减小了摩擦发热。 4）抗挤出性好。 5）耐磨性好，使用寿命长。 （二）应用 Z－L密封圈的工作压力不大于40MPa；工作速度不大于 0.5m／s；工作温度： 一30～＋80C；工作介质：石油基液压油、合成液、难燃液
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第五章 密封件
1
第一节 密封的作用与分类
分类 静 非金属静密封 主要密封件 O型橡胶密封圈 橡胶垫片
密
橡胶－金属复合静密封 封 非金属静密封 液态密封垫 非接触式密封、间隙密封 动 密 封 接 自封式压紧型密封 触 式 密 封
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聚四氟乙烯生料带
组合密封垫圈 金属垫圈
空心金属O型密封圈
四、常用金属密封材料
金属密封材料主要用于静密封，适用于高温、高压油、高压水蒸气等场合。铅、 蒙太尔合金、银、铝、黄铜、不锈钢、镍、软锆、紫铜。
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第五章 密封件
5
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第五章 密封件
6
第三节 常用密封件
一、O形密封圈
（一）主要性能
第三节 常用密封件
O形密封圈是一种截面为圆形的橡胶圈，如图5-l所示。其材料主要为丁睛橡胶 或氟橡胶对形密封圈是液压与气压传动系统中使用最广泛的一种密封件。它主要 用于静密封和往复运动密封。其使用速度范围一般为0.005～0.3m／s。用于旋转 运动密封时，仅限于低速回转密封装置。如液压挖掘机的中央回转接头的分配阀 动密封机构。一般O形密封圈在旋转运动密封装置中使用较少。 O形密封圈与其 他型式密封圈比较，具有以下优点： 1）结构小巧，装拆方便； 2）静、动密封均可使用；
2）由于所需的径向预缩量小，故而接触应力小，摩擦力也小。
3）由于接触应力分布均匀，所以泄漏小。 4）由于密封圈的分型面设在两个唇边之间，因此飞边不会影响 密封作用。 5）在动密封场合，具有良好的密封效果，而且寿命长。
2013-8-3 第五章 密封件 20
第四节 新型密封件
p
图5-13 星形密封圈及其应力分布
密封胶 利用间隙、迷宫、阻尼等 O型橡胶密封圈 同轴密封圈 异型密封圈 其他
第五章 密封件 2
第一节 密封的作用与分类
分类 动 密 封 接 自封式自紧型密封 触 （唇形密封） 式 密 封 主要密封件 Y形密封圈 V式唇密封圈 带支撑环组合双向密封圈
其他
活塞环 旋转轴油封 液压缸导向支撑件 液压缸防尘圈 其他 金属活塞环 油封 导向支撑环 防尘圈 其他
Y形密封圈的特点是： 1）密封性能可靠； 2）摩擦阻力小，运动平稳；
3）耐压性好，适用压力范围广；
4）结构简单，价格低廉； 5）安装方便。
2013-8-3 第五章 密封件 12
第三节 常用密封件
图5-7 Y形密封圈 a)等高唇；b)不等高唇（Yx形）
2013-8-3 第五章 密封件 13
第三节 常用密封件
4）维修和更换密封圈方便。 5）密封装置的轴向尺寸大，摩擦阻力大。
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第五章 密封件
17
第三节 常用密封件
（二）应用
图5-12 V形密封圈的安装与调整
1-调整垫片
2013-8-3
第五章 密封件
18
第四节 新型密封件
一、星形密封圈 （一）主要性能与密封原理
第四节 新型密封件
星形密封圈是有四个唇的密封圈。它是一种无接缝的圆形环，在 模具内硫化成形，其截面近似正方形，如图5－13所示。星形密封 圈在使用和作用上非常像O形密封圈。但是，它比O形密封圈具有 更显著、更有效的密封性能。星形密封圈的制作材料一般为各种合 成橡胶。 星形密封圈主要应用在动密封场合，也可用于静密封。适用于双 作用往复运动的活塞、活塞杆、柱塞等；并且也能在摆动、螺旋和 旋转工况下适用于轴和心轴等。星形密封圈的工作压力不大于 40MPa，工作速度不大于 0.5m／s，工作温度-60～＋200C（取决 于制作的材质）。对星形密封圈的表面进行特殊减摩处理，能具有 更好的摩擦性能。
图5-13 星形密封圈的应用
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二、Zurcon－L形密封圈（简称Z－L密封圈）
Zurcon-L （一）主要性能与密封原理
形密封圈
Z－L密封圈的截面呈倒L形，如图5－15所示。主要用于活塞杆的动、静密封。 其制作材料Zurcon是专门为密封和支承系统而研制的高性能聚氨酯。材料的复合 物、添加剂和硬度范围很广，从而可使密封和支承元件对于品种不断增多的工 业流体介质的相容性和性能达到最佳。特别有意义的是，按不同成分经过特殊 复合的注射和模压的Zurcon聚氨酯系列，具有不同的硬度、很高的机械强度、耐 磨性和抗扯裂强度，同时能和密封偶合面很好地相适应，很少会产生探伤和损 坏，从而能满足液压与气压传动系统严酷的特殊要求Z－L密封圈的密封唇经过 修整，其接触应力分布在高压侧的角度较陡，而在低压侧的角度较平坦，从而 保证了活塞杆伸出时粘附在杆上的极薄液体膜，在活塞杆缩回时返回到高压侧。 而且，这种最佳的应力分布状态在整个工作压力范围内相当稳定。所以，流体 动力回吸性能得到了很好保证。密封的预压缩是由密封圈在外径处的尺寸过盈 以及在安装时元件产生的旋转所形成的。独特的截面形状使有介质压力作用时， 密封圈变形压向沟槽外壁，且远离密封偶合面间的间隙，避免了密封因被挤入 间隙的可能。
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三、M2型Turcon－Variseal密封圈（简称T－V密封圈）
（一）主要性能与密封原理
M2型Turcon-Variseal密封圈
M2型T－V密封圈是一种既可用于外圆密封，又可用于内国密封的往复运动 用单作用密封圈。它由一个U形外壳和一个V形不锈钢弹簧(1)所组成，如图5－ 16所示。U形外壳的制作材料为Turcon。这是一种专门为密封系统研制的高性能 工程热塑件复合物n 在低压或零压时，密封圈由不锈钢弹簧施力，提供初始密 封力。当系统压力升高时，主要密封力由系统压力形成，从而保证由零压到高 压都能可靠密封。M2型T－V密封圈的轮廓形状是不对称的，其密封工作唇具 有短而粗的特点，从而降低了摩擦，延长了寿命。 1 由于密封材料和弹簧对各种工作介质都有很好的 适应能力，因此M2型T－V密封圈可在一般液压 与气压传动系统，以及其它广泛的范围，如化学、 医药及食品等工业中应用。如果在弹簧处的空腔 内填满硅胶，则可对密封圈进行消毒处理，并防 止污染物进入，从而实现“洁净型”密封。 图5－16
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M2型T－V密封因具有如下优点： l）可用于往复和旋转动密封； 2）摩擦系数小，精确控制时也不会产生爬行； 3）耐磨性好，使用寿命长； 4）能适应绝大部分工作介质和化学制品； 5）尺寸稳定性好，能承受急剧的温度变化； 6）可以进行消毒，不会污染食品和药剂液体。 （二）应用 M2型 T－V密封圈的工作压力：动负载时，p45MPa；静负载 时，p 60MPa。工作速度：往复运动时， 1.5m／s；旋转运动 时， 1m。工作温度：-70℃～+260 ℃ 。 M2型T－V密封圈在活塞和活塞杆上密封的应用实例，如图5－ 17所示。