水压电磁阀阀口密封性能试验研究
阀门密封性能的实验技术
阀门密封性能的实验技术阀门在总装完成后必须进行性能试验，以检查产品是否符合设计要求和是否达到国家所规定的质量标准。
阀门的材料、毛坯、热处理、机加工和装配的缺陷一般都能在试验过程中暴露出来。
常规试验有壳体强度试验、密封试验、低压密封试验、动作试验等，并且根据需要，依次序逐项试验合格后进行下一项试验。
一、强度试验:阀门可看成是受压容器，故需满足承受介质压力而不渗漏的要求，故阀体、阀盖等零件的毛坯不应存在影响强度的裂纹、疏松气孔、夹渣等缺陷。
阀门制造厂除对毛坯进行外表及内在质量的严格检验外，还应逐台进行强度试验，以保证阀门的使用性能。
强度试验一般是在总装后进行。
毛坯质量不稳定或补焊后必须热处理的零件，为避免和减少因试验不合格而造成的各种浪费，可在零件粗加工后进行中间强度试验（常称为毛泵）。
经中间强度试验的零件总装后，如用户未提出要求，阀门可不再进行强度试验。
苏阀为了保证质量，在中间强度试验后，阀门都全部最后再进行强度试验。
试验通常在常温下进行，为确保使用安全，试验压力P一般为公称压力PN的1.25~1.5倍。
试验时阀门处于开启状态，一端封闭，从另一端注入介质并施加压力。
检查壳体（体、盖）外露表面，要求在规定的试验持续时间（一般不小于10分钟）内无渗漏，才可认为该阀门强度试验合格。
为保证试验的可靠性，强度试验应在阀门涂漆前进行，以水为介质时应将内腔的空气排净。
渗漏的阀门，如技术条件允许补焊的可按技术规范进行补焊，但补焊后必须重新进行强度试验，并适当延长试验持续时间。
二、密封试验:除节流阀外，无论是切断用阀还是调节用阀，均应具有一定的关闭密封性，故阀门出厂前需逐台进行密封试验，带上密封的阀门还要进行上密封试验。
试验通常是在常温下以公称压力PN进行的，苏阀一般是在1.1倍PN压力下进行的。
以水为试验介质时，易使阀门产生锈蚀，通常要根据技术要求控制水质，并在试验后将残水吹干或烘干。
闸阀和球阀由于有两个密封副，故需进行双向密封试验。
调节阀性能测试(3)—密封性测试
调节阀性能测试（3）—密封性测试一、密封性的定义调节阀的密封填料函及其他连接处，在规定的试验压力和时间内，不让介质（水、空气、氮气）泄漏的性能，称为密封性。
二、密封性的测试装置及方法调节阀的密封试验，一般在阀组件和执行机构组件装配以后才进行。
调节阀整机装配之后，各种有相对运动的零件开始动作，阀杆可以往复运动，因此，可以检查出在压盖填料函处的渗漏。
试验流体一般使用水或空气，也可以用氮气。
在特殊要求的场合，例如，对用于蒸汽、气体介质、易燃易爆、有毒液体等特殊介质的调节阀，也可以用非常容易渗漏的氮气做试验。
输入执行机构使阀动作的信号是用大功率减压阀设定的。
压力表中可读出压力大小。
手动作用的三通阀可被测试的调节阀装在试验管路中，一端通入水(或空气)压力，一端用盲板，O形密封圈堵住。
用水泵提供水压，或用空气压缩机、氮气罐提供气体压力。
把压力作用到阀体内，在试验时间内，使阀杆动作次数每分钟3次以上，用试验锤轻轻敲打阀体、上阀盖、下阀盖等部件，然后仔细检查填料函及各密封部位是否产生渗漏。
如果用空气或氮气进行试验，可以用肥皂水涂在各个检查部位，观察有无气泡产生。
也可以把调节阀浸在水中，看有无气泡逸出。
用空气作试验介质的优点是测定的误差小，对装置无腐蚀作用，工作场所清洁。
调节阀在管路的安装，也可以采用专门的液压夹紧装置。
三、试验注意事项a．在阀门的进口侧输入试验压力，另一端一定要密封，要使试验压力保持稳定。
b．试验过程中，阀杆动作次数为每分钟3次以上。
c．试验期间要用试验锤轻轻敲打有关的部位，特别是密封部位。
d．用水试验时不渗漏水珠，用空气试验时不冒泡(密封部位涂有肥皂水)。
四、国家标准的规定国家标准规定调节阀的填料函及其他连接处应保证在1.1倍公称压力下无渗漏现象。
对调节阀应以1.5倍公称压力的试验压力，进行3分钟以上的耐压强度试验，试验期间不应有肉眼可见的渗漏。
图1 密封性测试装置、原理图(a) 用水试验 (b) 用空气(氮气)试验1—大功率减压阀；2,6—压力表；3—手动三通切换阀；4—被试调节阀；5—盲板；7,8—截止阀；9—水泵；10—高压空气发生器；11—氮气罐。
给排水阀门的压力试验问题探讨
给排水阀门的压力试验问题探讨摘要：给排水工程是建筑工程的重要组成部分，它的质量直接影响到建筑物的质量。
随着给排水工程的大力建设，给排水阀门的建设也是在不断扩大，越来越多的材料和技术促进了给排水阀门质量的提高。
如果给排水阀门的质量不过关，那样就会导致给排水工程质量问题的出现，所以说在给排水工程中，阀门压力试验是必要的。
本文探讨排水阀门的压力试验问题。
关键词：给排水阀门；压力试验；新旧标准1阀门压力试验概述阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。
阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。
阀门必须具有可靠的密封性能，这是阀门重要的技术指标，是为了阻止介质泄露。
阀门密封部位有三处，其中启闭件与阀座两封闭面间的接触处的泄露叫内漏，在截断阀中，内漏是不允许的。
另外两处密封部位的泄露叫外漏，外漏会造成介质流失、能源损失等，严重时会导致事故发生，所以也是不允许的，阀门的密封性非常重要，在这种形势下就有了阀门的压力试验。
阀门的压力试验可以分为壳体试验、上密封试验和密封试验，一般情况下，阀门压力试验中试验介质的温度应在5—40℃，在试验中，试验压力要保持不变。
壳体试验的步骤是：封闭阀门的进出口，放松填料压盖（如果阀门设有上密封检查装置，且在不放松填料压盖的情况下能够可靠地检查上密封的性能，那么就不必放松填料压盖），阀门处于全开状态，使上密封关闭，给体腔充满试验介质，并逐渐加压到试验压力，然后检查密封性能。
在壳体试验中，承压壁及阀体与阀盖联结处不得有可见渗漏，壳体不应有结构损伤。
在给排水工程中，阀门压力试验的介质基本是水，在壳体试验中，试验介质是液体时，当PN≥0.25MPa，试验压力为20摄氏度下最大允许工作压力的1.5倍。
随着社会的发展，在给排水阀门压力试验中的标准也是一直在更新，2009年新出台的GB/T13927-2008取代了之前沿用了十几年的旧标准，新标准中出现了阀门压力试验的气体试验。
阀门密封及性能等各种试验方法
阀门密封及机能等各类实验办法1.阀门在总装完成后必须进行机能实验,以检讨产品是否相符设计要乞降是否达到国度所划定的质量尺度.阀门的材料.毛坯.热处理.机加工和装配的缺点一般都能在实验进程中吐露出来.通例实验有壳体强度实验.密封实验.低压密封实验.动作实验等,并且依据须要,依次序逐项实验及格落后行下一项实验.2.强度实验:阀门可算作是受压容器,故需知足推却介质压力而不渗漏的请求,故阀体.阀盖等零件的毛坯不该消失影响强度的裂纹.松散气孔.夹渣等缺点.阀门制作厂除对毛坯进行外表及内涵质量的严厉磨练外,还应逐台进行强度实验,以包管阀门的应用机能.强度实验一般是在总装落后行.毛坯质量不稳固或补焊后必须热处理的零件,为防止和削减因实验不及格而造成的各类糟蹋,可在零件粗加工落后行中央强度实验（常称为毛泵）.经中央强度实验的零件总装后,如用户未提出请求,阀门可不再进行强度实验.苏阀为了包管质量,在中央强度实验后,阀门都全体最后再进行强度实验.实验平日在常温下进行,为确保应用安然,实验压力P一般为公称压力PN的1.25~1.5倍.实验时阀门处于开启状况,一端封闭,从另一端注入介质并施加压力.检讨壳体（体.盖）外露概况,请求在划定的实验中断时光（一般不小于10分钟）内无渗漏,才可以为该阀门强度实验及格.为包管实验的靠得住性,强度实验应在阀门涂漆进步行,以水为介质时应将内腔的空气排净.渗漏的阀门,如技巧前提许可补焊的可按技巧规范进行补焊,但补焊后必须从新进行强度实验,并恰当延伸实验中断时光.3.密封实验:除撙节阀外,无论是割断用阀照样调节用阀,均应具有必定的封闭密封性,故阀门出厂前需逐台进行密封实验,带上密封的阀门还要进行上密封实验.实验平日是在常温下以公称压力PN进行的,苏阀一般是在1.1倍PN压力下进行的.以水为实验介质时,易使阀门产生锈蚀,平日要依据技巧请求掌握水质,并在实验后将残水吹干或烘干. 闸阀和球阀因为有两个密封副,故需进行双向密封实验.实验时,先将阀门开启,把通道一端封堵住,压力从另一端引入,待压力升高到划定值时将阀门封闭,然后将封堵端的压力逐渐卸去,并进行检讨.另一端也反复上述实验.闸阀的另一种实验办法是在体腔内保持实验压力,从通道两头同时检讨阀门的双密封性.实验止回阀时,压力应从出口端引入,在进口端进行检讨.密封实验时,阀门的封闭力矩应按公称压力与公称通径决议.手动阀门平日只许可用正常体力封闭,而不得借助于其他帮助器械,当手轮直径≥320mm时许可用两人封闭.有驱动装配的阀门,应在应用驱动装配的情形下实验.如技巧请求上划定有封闭力矩请求时,需用测力扳手测封闭力矩.密封实验应在阀门总装后的强度实验落后行,因为不但要磨练阀门的封闭密封性,还应磨练填料及中法兰垫片的密封性.上密封实验平日在强度实验时一并进行.实验时并阀杆升高到限地位,使阀杆与阀盖密封面慎密接触,将填料压盖松开后检讨其密封性.用于气体介质的阀门或图纸技巧规范书请求作低压气密封实验的阀门,必须按实验尺度规范进行,实验介质为氮气或湿润干净的空气.实验压力为0.6MPa.4. 机能实验:实验介质同壳体强度实验和密封实验,在壳体强度实验和密封实验及格落后行.手动阀门动作机能实验：阀门处于开启状况,阀腔内充压到实验压力,用划定的力矩封闭阀门,在阀瓣的一侧减压,以在开启阀门最晦气和偏向树立压差,然后以划定的力矩开启阀门,如斯进行至少三次以上完全的带载轮回动作,以检讨阀门开和关的操纵是否正常.动作是否灵巧.开和关的地位指导是否精确等;止回阀动作机能实验,在划定的压差下作阀门开启实验,实验次数许多于3次;电动和蔼动阀门动作机能实验,按阀门技巧规格书的划定进行,阀门技巧规格书无明白规准时,应以额定履行机构操纵阀门完成三次完全的带载轮回动作,在全部实验中,阀门必须运行安稳.灵巧,阀门开.关必须到位,地位指导必须精确.5.真空密封实验:真空密封实验（或称真空检漏）是一种敏锐度很高的密封实验办法.宇航及原子能工业用阀及密封性请求极高的阀门一般均进行真空密封实验.真空实验平日在阀门强度.密封实验及格落后行.为包管实验的精确性,被测阀门应具有很高的干净度和加工精致的密封面.并且阀体.阀盖一般均应采取锻件.真空密封实验平日的办法是氦质谱检漏：将被测阀门用真空泵抽至划定的真空度后,在阀门被测部位外施加氦气（有氦罩法或喷氦法）.若有漏隙,氦气便进入阀门的被测部,体系中的氦质谱检漏仪就可显示出来,据此可盘算漏率.6.微泄露实验:近年来跟着人们环保意识的增强,世界上的各类机构对阀门的密封提出了更为严厉的请求,特殊是对应用介质为强腐化性.强辐射性.剧毒时.阀门的微泄露（fugitive emission）请求就是个中的一种.阀门的微泄露检测( FE TEST)主如果检讨阀门中法兰和填料函处的微量泄露程度,属于阀门壳体密封实验的一种.阀门微泄露检测的基起源基础理是：在阀门处于半开半闭状况时向阀门内部通以划定压力的氦气,用已调节好漏率的带吸气探针的氦质谱检漏仪对中腔和填料函部位进行检测,看该部位是否知足用户所划定的漏率.阀门微泄露请求是当今阀门成长的一种偏向,这种微泄露请求是很相符核电阀门的请求的.。
水压密封试验
水压密封试验1. 概述水压密封试验是一种常用的工程试验方法，用于检测设备或结构在水压作用下的密封性能。
该试验通过施加一定的水压力，并观察设备或结构是否有泄漏现象以判断其密封性能的好坏。
水压密封试验广泛应用于各种工业领域，例如输送管道、阀门、容器等。
2. 试验步骤2.1 准备工作在进行水压密封试验前，需要进行一系列的准备工作：1.清洁设备或结构表面，确保无杂质和污染物的存在。
2.检查所有密封件，确保其完整性和无损伤。
3.准备所需的试验设备，包括水泵、压力表、胶管等。
4.检查试验设备的状态，确保其正常工作。
2.2 施加水压按照设计要求，将试验设备连接到被试对象上，并通过水泵施加一定的水压力。
根据被试对象的特点和试验要求，可以选择静压或脉冲压力进行试验。
2.3 观察泄漏情况在施加水压后，需要观察被试对象表面是否有泄漏现象。
可以使用肉眼直接观察，也可以使用放大镜等工具进行检查。
需要注意的是，观察时间应足够长，以确保准确评估被试对象的密封性能。
2.4 记录数据对于每次实施水压密封试验，必须记录相关数据，包括施加的水压力、试验时间、观察结果等。
这些数据有助于后续分析和比较试验结果。
2.5 重复试验通常，水压密封试验需要多次重复进行。
每次试验结束后，需要将水压释放，并对被试对象进行必要的维护和检查。
通过多次试验，可以评估被试对象在不同水压条件下的密封性能，并确保试验结果的可靠性和准确性。
3. 试验结果分析根据试验过程中观察到的泄漏情况和记录的数据，可以进行以下分析：3.1 密封性能评估根据观察结果，可以评估被试对象的密封性能。
如果没有观察到泄漏现象，说明被试对象的密封性能可以满足设计要求。
如果观察到泄漏现象，需要进一步分析泄漏原因，并采取相应的措施进行修复或改进。
3.2 泄漏位置分析如果观察到泄漏现象，可以通过进一步分析确定泄漏位置。
可以使用漏点检测仪器或添加染料等方法，以帮助准确定位泄漏点。
泄漏位置的确定对于后续的维修和改进工作非常重要。
阀门密封性能的研究.
因此合理选择密封ｆ的宽度及密封型式，是设计者必须要注意ｉ问题。
｝ｊ（）质量。
３密封副的１主要表现在ｉ封副材料选择和匹配；）ｔ２制造）质量：阀瓣与阀座密封面粗糙度，吻合度和环向波纹度。
吻合度高，则增加流体的阻力。
提高密封性，环向波纹度多，迷宫密封性能好。
粗糙度对密封性能影响很大，糙度高粗低影响密封比压的大小。
因为只有加大压力，才能压平密封面上微观不平尖峰，产生塑只能采用减小密封副的间隙或堵塞的办法。
减小密封副间隙可通过精加工和碾磨，但只能到Ｏｕ，水子径０。
由达．比分直大３倍此ｌｍ可见，靠降低密封面粗糙度的方法来达只依到密封是难以做到的。
所以必须采用其它一些措施。
１采用软密封弹性塑性材料，）通过塑性变形嵌入消除间隙达到密封。
２在材料许用应力范围内加大比压，），对密封面上微观高峰压平产生弹性塑性变形。
使间隙小到使液体难于通过。
性变形才能密封。
）以软密封面的＇｝粗糙度对密封性能的影响比金属对金属刚性密封小得多。
３要求密封面粗糙度达到ＲＯ一ａ．）ａ一ＲＯ４Ｓ，加密环向波度，密４ｆ外增封面ｍ纹在封力的作用下，层波峰产生使多塑性变形，达到弥宫式密封。
（）上的比压４密封面比压是由阀前与阀后的压力差及外加密封力决定的。
比压大小直接影响阀门的密封性、可靠性和使用寿命。
试验证明：在其它条件相同情况比压太小容易引起泄漏太大下，容易引起损坏，，所Ｖ在设计中４必须考虑在保证密封时所需最小比压的情况下，适当加大比压。
４密封副采用油脂密破坏接触面的）封，亲水性，堵塞流体的通道。
但此法不适用于非油脂密封阀门。
［］１杨源泉（阀门设计手册｝机械工业出版社阀门工业协会Ｎ０．２１９９２（）５密封措施根据密封泄漏影响因素和泄漏最基本原理：一是密封副之ｈ存在着间隙；．二是密封副的两侧存在着压差。
介质在管道中流动必有压差。
压差大小由设计而定，以用减小压所差方法来减少泄漏是不可能的。
故防止泄漏［］．２ＲＷ赞斐等冯Ａ森等译《阀门选用手册）中国１８９１［］３陈元芳等（阀门密封面配对的试验研究）９１０８［］机械工程手册）４《第二版业出版社１９．９７８通用设备卷机械工１８０。
水压电磁阀阀口密封性能试验研究
收稿日期:2003-01-03;修订日期:2003-02-01 基金项目:国家自然科学基金资助项目(59975031) 作者简介:廖义德(1963-),男,湖南省衡阳市人,华中科技大学副教授,博士研究生,主要从事水压传动及其基础理论研究. 文章编号:1671-6833(2003)02-0070-03水压电磁阀阀口密封性能试验研究廖义德1,王 清2,李壮云1(11华中科技大学机械学院,湖北武汉430074;21武汉铁路工程机械研究设计院,湖北武汉430074)摘 要:阀口的密封性能是表征开关型水压电磁阀质量的重要技术指标.分别以不锈钢与黄铜、聚四氟乙烯及丁腈橡胶配对构成密封面,测试了密封宽度和粗糙度对密封面密封性能的影响,并得出了保证密封所需的最小接触比压力.试验结果表明,不锈钢/橡胶密封副的接触比压力较低,适合电磁阀阀口密封.关键词:电磁阀;阀口;密封;试验中图分类号:TH 13719 文献标识码:A0 引言电磁阀作为二位开关型阀使用时,要求关闭状态下阀口的泄漏量尽可能小,有的甚至为零泄漏.电磁阀阀口通常采用接触式密封,要获得良好的密封效果,密封面必须存在足够大的接触比压力,所需接触比压力与密封材料、宽度、表面粗糙度及介质压力有关[1].受电磁铁吸力的限制,密封接触压力又不能太大,因此,确定阀口合适的接触比压力是电磁阀设计的关键技术之一.对于低压(≤215MPa )电磁阀阀口密封所需的接触比压力,前人已做了大量的研究.苏联学者Д1Ф1古列维奇提出了线接触、面接触密封的接触比压力计算公式和常用密封材料的许用接触应力.济南铸造锻压研究所与上海自动化仪表研究所在实际使用中发现该计算数据过大,指出应予以修正[2].上海气动成套设备厂采用人造红宝石作为密封材料研制了中压(318MPa )电磁阀,获得了较好的密封性能,但无泄漏量数据,而红宝石的作用是能够承受较大的接触比压力和阀芯关闭的冲击载荷[3].对于高压(≥1010MPa )电磁阀的设计,尚无可靠的理论和实验依据[4].由于水压介质清洁、安全,对环境无污染,水压传动技术日益受到人们的重视.随着工程材料应用,水压系统的工作压力已超过1210MPa ,对电磁阀的密封性能提出了更高的要求.本文分别以不锈钢与黄铜、聚四氟乙烯及丁腈橡胶配对构成密封面,测试了密封宽度和粗糙度对密封面密封性能的影响,并得出了保证密封所需的最小接触比压力.试验结果表明,不锈钢/橡胶密封副的接触比压力较低,适合作为电磁阀阀口密封.试验结果可供水压电磁阀设计参考.1 试验111 试验装置与方法高压电磁阀密封性能试验装置由高压氮气瓶、减压阀、气液转换罐、加载砝码、传力轴、量杯、阀芯及阀座等组成,如图1所示.试验介质为水,介质压力p L 由减压阀调节,并显示在压力表上.阀芯与阀座的接触比压力通过传力轴上的砝码重量W 确定,阀芯试件或阀座试件可根据试验需要更换.量杯用于计量通过密封面的泄漏量ΔV.图1 阀门静密封试验装置Fig 11 The device on static seal of valve orifice2003年 6月第24卷 第2期郑州大学学报(工学版)Journal of Zhengzhou University (Engineering Science )Jun 1 2003V ol 124 N o 12 密封面上的接触比压力为p b =W2πbr (1)式中:b 为环形密封面径向宽度;r 为平均半径.单位密封长度上的泄漏流量为q l =ΔV2πrt (2)式中:t 为泄漏试验时间.112 试验内容试验分别在不锈钢与黄铜、聚四氟乙烯及丁腈橡胶配对构成密封面上进行,确定在一定介质压力下通过密封面的泄漏量与接触比压力的关系,测试密封宽度和粗糙度变化对密封性能的影响,并得出保证完全密封所需的最小接触比压力.2 试验结果及分析211 密封材料及其接触比压力对泄漏量的影响试验装置的基本参数为:密封宽度b =115mm ,不锈钢试件表面粗糙度R a =0108μm ,介质压力p L =1010MPa.对于不同接触比压力,分别测试通过不锈钢/黄铜、不锈钢/聚四氟乙烯及不锈钢/丁腈橡胶等密封面的泄漏量ΔV ,并由式(2)计算出相应的泄漏流量q l ,试验结果如图2所示.从图2中可以看到,密封材料对泄漏流量有较大的影响,在同一接触比压力下,通过不锈钢/黄铜双硬密封面的泄漏流量最大,不锈钢/聚四氟乙烯密封面次之,不锈钢/丁腈橡胶硬软密封面最小.另外,泄漏流量随接触比压力的增大而减小,当泄漏流量等于零时,不锈钢/黄铜密封面的接触比压力为1710MPa ,远大于不锈钢/丁腈橡胶密封面的512MPa.图2 密封副材料对泄漏流量的影响Fig 12 The effects seal m aterial on leaking flow212 密封面宽度对密封性能的影响为了研究宽度对密封性能的影响,试验按015,115,310mm 三种密封宽度进行,不锈钢试件表面粗糙度R a =0108μm.以高压水为试验介质,测量密封面无泄漏时的砝码重量(即密封面接触压力)W ,并由式⑴计算出相应的接触比压力p b .试验结果如图3所示.其结果表明,减小密封宽度,接触比压力增大,但密封面接触压力降低,有利于电磁阀的开启.随着介质压力增加,密封接触比压力增大,但增大速度逐渐降低.对于开关型电磁阀,为补偿弹簧力的不足,压力介质一般位于阀芯上部.介质压力提高,密封接触比压力将进一步增大.因此,在设计电磁阀阀口时,应确保介质最大压力下的接触比压力小于密封材料的许用比压力.图3 接触宽度对密封性能的影响Fig 13 The effects of (interface)content breadth on seal function213 接触表面粗糙度对密封性能的影响试验分三组进行,不锈钢/黄铜密封面中,不锈钢试件的表面粗糙度分别为0108,0132,0163μm ,黄铜的表面粗糙度为0108μm ;不锈钢/聚四氟乙烯密封面与不锈钢/丁腈橡胶等密封面中,不锈钢试件的表面粗糙度分别为0108,0163,1125μm ,聚四氟乙烯与丁腈橡胶表面粗糙度约为0163μm.试验装置密封面宽度为115mm.试验结果如图4所示.曲线图表明,试件表面粗糙度对密封性能的影响随构成密封面的材料而异.当不锈钢试件表面粗糙度由0108μm 增大到0163μm ,不锈钢/黄铜双硬密封面接触比压力急剧提高,而不17第2期 廖义德等 水压电磁阀阀口密封性能试验研究 锈钢/丁腈橡胶硬软密封面几乎不受试件表面粗糙度影响.图4 接触表面粗糙度对密封性能的影响Fig 14 The effects of content face ronghness on seal function3 结论(1)在同样的介质压力和接触比压力条件下,不锈钢/丁腈橡胶硬软密封面泄漏流量低于不锈钢/黄铜双硬密封的泄漏流量.(2)减小密封宽度,接触比压力增大,密封面接触压力降低,有利于电磁阀的开启.在考虑减小密封宽度时,应确保介质最大压力下的接触比压力小于密封材料的许用比压力.(3)试件表面粗糙度对密封性能的影响随构成密封面的材料而异.当不锈钢试件表面粗糙度增大时,不锈钢/黄铜双硬密封面接触比压力急剧提高,而不锈钢/丁腈橡胶硬软密封面几乎不受试件表面粗糙度影响.参考文献:[1] 刘后桂.密封技术[M].长沙:湖南科技出版社,19831[2] 蒋庆华.阀孔密封[J ].自动化仪表,1993,(6):11～131[3] 陈烈昌.22JVD -4高压电磁阀的研究[J ].液压气动与密封,1992,(3):21～231[4] 金竞竞.对夹式升降止回阀密封可靠性研究[J ].阀门,1986,(1):32～351Experimental R esearch for Seal Performance of W ater H ydraulicE lectromagnetic V alve Ori ficeLI AO Y i -de 1,W ANG Qing 2,LI Zhuang -yun 1(11C ollege of Mechanism ,Huazhong University of Science &T echnology ,Wuhan 430074,China ;21Wuhan Research &Design Institute of Railway Engineering Machine ,Wuhan 430074,China )Abstract :Seal performance of water hydraulic electromagnetic valve orifice is an im portant technical index 1This pa 2per tests the effect of the breadth and roughness for seal function with seal faces constructed respectively by stainless steel to brass ,PTFE and NBR ,and obtains the smallest contact stress to assure sealing 1The test data dem onstrates that the contact stress of valve orifice with material pairing of stainless steel/NBR is the lowest ,and those materials are suitable for water hydraulic electromagnetic valve orifice seal 1K ey w ords :electromagnetic valve ;orifice ;seal ;test27 郑州大学学报(工学版) 2003年。
水压密封件的密封性能研究的开题报告
水压密封件的密封性能研究的开题报告【导言】随着工程技术的不断发展，液压装置在各种机电设备、航空制造、建筑施工等领域越来越广泛地应用。
而水压密封件作为液压系统中不可或缺的关键部件，其密封性能对于系统的可靠性、工作效率和安全性都有着极为重要的影响。
因此，对于水压密封件的密封性能进行深入的研究和分析，可以为工程技术的发展和液压系统的优化提供有力的支持和保障。
【研究目的】本研究旨在探究水压密封件在不同工况下的密封性能，通过对密封件材料、结构和工艺的分析和研究，以及模拟实验和仿真模拟等方法，对于水压密封件的密封性能进行深入的理论探讨和实际应用研究。
具体研究目的包括：1. 研究水压密封件的结构和工作原理，分析其主要密封方式、滑动摩擦机理和密封材料的选择等关键问题。
2. 进行水压密封件的力学分析和仿真模拟，探讨不同工况下密封件的密封性能。
3. 对比分析不同材料的水压密封件的性能差异，包括其密封性、磨损性和使用寿命等关键参数。
4. 研究密封间隙对于水压密封件密封性能的影响，探讨优化密封间隙的方法和技术。
【研究方法】本研究采用多种方法进行水压密封件的密封性能研究，包括理论分析、数值模拟、实验验证等多种方法。
1. 理论分析：分析水压密封件的结构和工作原理，研究其密封方式、滑动摩擦机理、材料选择和制造工艺等关键问题，并建立适用于不同工况下的密封理论模型。
2. 数值模拟：采用有限元方法进行水压密封件的密封性能模拟，模拟不同工作条件下的密封效果和磨损状态，对密封性、磨损量和摩擦力等关键参数进行计算和分析。
3. 实验验证：采用实验室实验和现场试验相结合的方法对水压密封件的密封性能进行测试和验证，包括密封性能测试、磨损测试、使用寿命测试等关键参数的测量和分析。
【预期成果】本研究的预期成果包括：1. 对水压密封件的结构和工作原理进行深入的理论探讨和分析，研究其密封方式、材料选择和制造工艺等关键问题，建立适用于不同工况下的密封理论模型。
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收稿日期:2003-01-03;修订日期:2003-02-01 基金项目:国家自然科学基金资助项目(59975031) 作者简介:廖义德(1963-),男,湖南省衡阳市人,华中科技大学副教授,博士研究生,主要从事水压传动及其基础理论研究. 文章编号:1671-6833(2003)02-0070-03水压电磁阀阀口密封性能试验研究廖义德1,王 清2,李壮云1(11华中科技大学机械学院,湖北武汉430074;21武汉铁路工程机械研究设计院,湖北武汉430074)摘 要:阀口的密封性能是表征开关型水压电磁阀质量的重要技术指标.分别以不锈钢与黄铜、聚四氟乙烯及丁腈橡胶配对构成密封面,测试了密封宽度和粗糙度对密封面密封性能的影响,并得出了保证密封所需的最小接触比压力.试验结果表明,不锈钢/橡胶密封副的接触比压力较低,适合电磁阀阀口密封.关键词:电磁阀;阀口;密封;试验中图分类号:TH 13719 文献标识码:A0 引言电磁阀作为二位开关型阀使用时,要求关闭状态下阀口的泄漏量尽可能小,有的甚至为零泄漏.电磁阀阀口通常采用接触式密封,要获得良好的密封效果,密封面必须存在足够大的接触比压力,所需接触比压力与密封材料、宽度、表面粗糙度及介质压力有关[1].受电磁铁吸力的限制,密封接触压力又不能太大,因此,确定阀口合适的接触比压力是电磁阀设计的关键技术之一.对于低压(≤215MPa )电磁阀阀口密封所需的接触比压力,前人已做了大量的研究.苏联学者Д1Ф1古列维奇提出了线接触、面接触密封的接触比压力计算公式和常用密封材料的许用接触应力.济南铸造锻压研究所与上海自动化仪表研究所在实际使用中发现该计算数据过大,指出应予以修正[2].上海气动成套设备厂采用人造红宝石作为密封材料研制了中压(318MPa )电磁阀,获得了较好的密封性能,但无泄漏量数据,而红宝石的作用是能够承受较大的接触比压力和阀芯关闭的冲击载荷[3].对于高压(≥1010MPa )电磁阀的设计,尚无可靠的理论和实验依据[4].由于水压介质清洁、安全,对环境无污染,水压传动技术日益受到人们的重视.随着工程材料应用,水压系统的工作压力已超过1210MPa ,对电磁阀的密封性能提出了更高的要求.本文分别以不锈钢与黄铜、聚四氟乙烯及丁腈橡胶配对构成密封面,测试了密封宽度和粗糙度对密封面密封性能的影响,并得出了保证密封所需的最小接触比压力.试验结果表明,不锈钢/橡胶密封副的接触比压力较低,适合作为电磁阀阀口密封.试验结果可供水压电磁阀设计参考.1 试验111 试验装置与方法高压电磁阀密封性能试验装置由高压氮气瓶、减压阀、气液转换罐、加载砝码、传力轴、量杯、阀芯及阀座等组成,如图1所示.试验介质为水,介质压力p L 由减压阀调节,并显示在压力表上.阀芯与阀座的接触比压力通过传力轴上的砝码重量W 确定,阀芯试件或阀座试件可根据试验需要更换.量杯用于计量通过密封面的泄漏量ΔV.图1 阀门静密封试验装置Fig 11 The device on static seal of valve orifice2003年 6月第24卷 第2期郑州大学学报(工学版)Journal of Zhengzhou University (Engineering Science )Jun 1 2003V ol 124 N o 12 密封面上的接触比压力为p b =W2πbr (1)式中:b 为环形密封面径向宽度;r 为平均半径.单位密封长度上的泄漏流量为q l =ΔV2πrt (2)式中:t 为泄漏试验时间.112 试验内容试验分别在不锈钢与黄铜、聚四氟乙烯及丁腈橡胶配对构成密封面上进行,确定在一定介质压力下通过密封面的泄漏量与接触比压力的关系,测试密封宽度和粗糙度变化对密封性能的影响,并得出保证完全密封所需的最小接触比压力.2 试验结果及分析211 密封材料及其接触比压力对泄漏量的影响试验装置的基本参数为:密封宽度b =115mm ,不锈钢试件表面粗糙度R a =0108μm ,介质压力p L =1010MPa.对于不同接触比压力,分别测试通过不锈钢/黄铜、不锈钢/聚四氟乙烯及不锈钢/丁腈橡胶等密封面的泄漏量ΔV ,并由式(2)计算出相应的泄漏流量q l ,试验结果如图2所示.从图2中可以看到,密封材料对泄漏流量有较大的影响,在同一接触比压力下,通过不锈钢/黄铜双硬密封面的泄漏流量最大,不锈钢/聚四氟乙烯密封面次之,不锈钢/丁腈橡胶硬软密封面最小.另外,泄漏流量随接触比压力的增大而减小,当泄漏流量等于零时,不锈钢/黄铜密封面的接触比压力为1710MPa ,远大于不锈钢/丁腈橡胶密封面的512MPa.图2 密封副材料对泄漏流量的影响Fig 12 The effects seal m aterial on leaking flow212 密封面宽度对密封性能的影响为了研究宽度对密封性能的影响,试验按015,115,310mm 三种密封宽度进行,不锈钢试件表面粗糙度R a =0108μm.以高压水为试验介质,测量密封面无泄漏时的砝码重量(即密封面接触压力)W ,并由式⑴计算出相应的接触比压力p b .试验结果如图3所示.其结果表明,减小密封宽度,接触比压力增大,但密封面接触压力降低,有利于电磁阀的开启.随着介质压力增加,密封接触比压力增大,但增大速度逐渐降低.对于开关型电磁阀,为补偿弹簧力的不足,压力介质一般位于阀芯上部.介质压力提高,密封接触比压力将进一步增大.因此,在设计电磁阀阀口时,应确保介质最大压力下的接触比压力小于密封材料的许用比压力.图3 接触宽度对密封性能的影响Fig 13 The effects of (interface)content breadth on seal function213 接触表面粗糙度对密封性能的影响试验分三组进行,不锈钢/黄铜密封面中,不锈钢试件的表面粗糙度分别为0108,0132,0163μm ,黄铜的表面粗糙度为0108μm ;不锈钢/聚四氟乙烯密封面与不锈钢/丁腈橡胶等密封面中,不锈钢试件的表面粗糙度分别为0108,0163,1125μm ,聚四氟乙烯与丁腈橡胶表面粗糙度约为0163μm.试验装置密封面宽度为115mm.试验结果如图4所示.曲线图表明,试件表面粗糙度对密封性能的影响随构成密封面的材料而异.当不锈钢试件表面粗糙度由0108μm 增大到0163μm ,不锈钢/黄铜双硬密封面接触比压力急剧提高,而不17第2期 廖义德等 水压电磁阀阀口密封性能试验研究 锈钢/丁腈橡胶硬软密封面几乎不受试件表面粗糙度影响.图4 接触表面粗糙度对密封性能的影响Fig 14 The effects of content face ronghness on seal function3 结论(1)在同样的介质压力和接触比压力条件下,不锈钢/丁腈橡胶硬软密封面泄漏流量低于不锈钢/黄铜双硬密封的泄漏流量.(2)减小密封宽度,接触比压力增大,密封面接触压力降低,有利于电磁阀的开启.在考虑减小密封宽度时,应确保介质最大压力下的接触比压力小于密封材料的许用比压力.(3)试件表面粗糙度对密封性能的影响随构成密封面的材料而异.当不锈钢试件表面粗糙度增大时,不锈钢/黄铜双硬密封面接触比压力急剧提高,而不锈钢/丁腈橡胶硬软密封面几乎不受试件表面粗糙度影响.参考文献:[1] 刘后桂.密封技术[M].长沙:湖南科技出版社,19831[2] 蒋庆华.阀孔密封[J ].自动化仪表,1993,(6):11～131[3] 陈烈昌.22JVD -4高压电磁阀的研究[J ].液压气动与密封,1992,(3):21～231[4] 金竞竞.对夹式升降止回阀密封可靠性研究[J ].阀门,1986,(1):32～351Experimental R esearch for Seal Performance of W ater H ydraulicE lectromagnetic V alve Ori ficeLI AO Y i -de 1,W ANG Qing 2,LI Zhuang -yun 1(11C ollege of Mechanism ,Huazhong University of Science &T echnology ,Wuhan 430074,China ;21Wuhan Research &Design Institute of Railway Engineering Machine ,Wuhan 430074,China )Abstract :Seal performance of water hydraulic electromagnetic valve orifice is an im portant technical index 1This pa 2per tests the effect of the breadth and roughness for seal function with seal faces constructed respectively by stainless steel to brass ,PTFE and NBR ,and obtains the smallest contact stress to assure sealing 1The test data dem onstrates that the contact stress of valve orifice with material pairing of stainless steel/NBR is the lowest ,and those materials are suitable for water hydraulic electromagnetic valve orifice seal 1K ey w ords :electromagnetic valve ;orifice ;seal ;test27 郑州大学学报(工学版) 2003年。