密封件基礎知識演示文稿

密封件基礎知識演示文稿當前第1頁\共有72頁\編于星期日\22點優(yōu)選密封件基礎知識當前第2頁\共有72頁\編于星期日\22點主講內容一、密封基礎知識二、常用的密封形式三、橡膠密封圈的失效當前第3頁\共有72頁\編于星期日\22點一、密封基礎知識泄露密封的分類密封的選材密封材料影響密封的幾大因素當前第4頁\共有72頁\編于星期日\22點1、泄露泄露是機械設備常產生的故障之一。造成泄露的原因主要有兩方面：由于機械加工的結果，機械產品的表面必然存在各種缺陷和形狀及尺寸偏差，因此，在機械零件聯(lián)接處不可避免地會產生間隙；密封兩側存在壓力差，工作介質就會通過間隙而泄露。當前第5頁\共有72頁\編于星期日\22點阻止泄露的主要途徑減小或消除間隙

密封的作用就是將接合面間的間隙封住，隔離或切斷泄露通道，增加泄露通道中的阻力，或者在通道中加設小型做功元件，對泄露物造成壓力，與引起泄露的壓差部分抵消或完全平衡，以阻止泄露。

當前第6頁\共有72頁\編于星期日\22點2、密封的分類密封靜密封動密封高壓靜密封中低壓靜密封非接觸式密封接觸式密封常用材質較軟，墊片較寬的墊密封。常用材質較硬，接觸寬度較窄的金屬墊片。密封性好，但受摩擦磨損限制，適用于密封面線速度較低的場合。密封性較差，適用于較高速度的場合。當前第7頁\共有72頁\編于星期日\22點2、密封的分類靜密封O型圈密封墊片密封密封膠密封填料密封（盤根）螺紋密封研合面密封油、水、氣管路法蘭、接頭\液壓設備端蓋密封閥門閥桿軸套密封油槽端蓋管路接頭管路接頭（喇叭口）當前第8頁\共有72頁\編于星期日\22點2、密封的分類填料密封漲圈密封機械密封油封密封浮動環(huán)密封迷宮密封離心密封螺旋密封軸承蓋板與轉動軸密封水輪機主軸密封風閘、補氣閥活塞密封動密封非接觸式密封接觸式密封水布埡技術供水泵軸封高壩洲槳葉受油器柳樹坪電站主軸密封水布埡檢修泵電機油箱密封當前第9頁\共有72頁\編于星期日\22點3、密封的選材選材的基本要求密封性好，安全可靠，壽命長，并應力求結構緊湊，系統(tǒng)簡單，制造維修方便，成本低廉。

當前第10頁\共有72頁\編于星期日\22點選材時要考慮的因素密封工作介質的類型要考慮介質與材料、潤滑劑（脂）的相容性。如果密封材料和密封流體不相容，會導致密封件膨脹或收縮，在使用初期就發(fā)生故障。動密封或靜密封動密封對材料的摩擦、磨損性能有相應要求，應根據運動速度的大小選擇摩擦系數合適的材料。當前第11頁\共有72頁\編于星期日\22點工作溫度各種密封用橡膠、塑料的適用溫度范圍差異比較大，選用材料時要確切掌握密封件的工作溫度。元件工作中平穩(wěn)還是震動如果工作在振動條件下，材料應有足夠的彈性，補償因振動造成偏移導致的密封接觸應力不足。工作環(huán)境有無污染如果工作環(huán)境有粉塵污染，會加劇材料磨損，應提高材料的耐磨性。當前第12頁\共有72頁\編于星期日\22點裝配工藝一般情況下裝配工藝應適應材料性能，在允許的情況下，在選用材料時應適當考慮密封件的裝配性能。工作壓力材料的耐壓能力應適應工作壓力的要求。

密封件結構型式擠壓型還是唇形

價格因素當前第13頁\共有72頁\編于星期日\22點

總之，各項工作條件對密封材料的要求，往往是互相制約的，不可能達成統(tǒng)一。這時必須適度平衡兩項性能要求。

隨著更高密封性能要求的提出，必須根據使用條件尋求專用材料。即使在同一個元件中，根據要求不同有時要選用多種密封材料。當前第14頁\共有72頁\編于星期日\22點4、密封材料

密封材料應滿足密封功能的要求。由于被密封的介質不同，以及設備的工作條件不同，要求密封材料具有不同的適應性。

當前第15頁\共有72頁\編于星期日\22點對密封材料的要求材料致密性好，不易泄露介質；有適當的機械強度和硬度；壓縮性和回彈性好，永久變形??；高溫下不軟化，不分解，低溫下不硬化，不脆裂；抗腐蝕性能好，在酸，堿，油等介質中能長期工作，其體積和硬度變化小，且不粘附在金屬表面上；

當前第16頁\共有72頁\編于星期日\22點摩擦系數小，耐磨性好；具有與密封面結合的柔軟性；耐老化性好，經久耐用；加工制造方便，價格便宜，取材容易。當前第17頁\共有72頁\編于星期日\22點常用的密封材料丁腈橡膠

丁腈橡膠具有優(yōu)良的耐燃料油及芳香溶劑等性能，但不耐酮，酯和氯化氫等介質，因此耐油密封制品以采用丁腈橡膠為主。因耐侯性不佳應避免在陽光直射的場所，或產生臭氧的電氣裝置附近使用。當前第18頁\共有72頁\編于星期日\22點聚氨脂橡膠

聚氨脂橡膠具有優(yōu)異的乃磨性和良好的不透氣性，使用溫度范圍一般為-20～80℃。此外，還具有中等耐油，耐氧及耐臭氧老化特性，但不耐酸堿、水、蒸汽和酮類等。適于制造各種橡膠密封制品，如油封、O形圈和隔膜等。當前第19頁\共有72頁\編于星期日\22點石棉

石棉板正常使用溫度在550度以下。直徑較大的低壓容器可以使用石棉帶或石棉繩。在使用石棉繩時，通常浸漬水玻璃。酸，堿溶劑等介質也可使用此類墊片。

圖為石棉板圖為石棉繩當前第20頁\共有72頁\編于星期日\22點橡膠板橡膠因具有組織致密，質地柔軟，回彈性好，容易剪切成各種形狀，且便宜、易購等特點而被廣泛使用于容器和管道的密封中，但它不耐高壓，容易在礦物油中溶解和膨脹且不乃腐蝕，在高溫下容易老化，失去回彈性。

普通橡膠板當前第21頁\共有72頁\編于星期日\22點柔性石墨

柔性石墨是一種新穎的密封材料，良好的回彈性、柔軟性、耐溫性，在化工企業(yè)得到迅速的推廣和應用。主要用于高溫、高壓、耐腐蝕介質下閥門、泵、反應釜的密封。適用于高溫高壓下的動密封。

石墨編制盤根石墨模壓盤根當前第22頁\共有72頁\編于星期日\22點油麻盤根

油麻盤根是由優(yōu)質亞麻纖維編織而成的，用于海水、由等介質中的機械密封。使用壓力范圍2~10Mpa，溫度范圍-50~140℃，PH值范圍2~12。當前第23頁\共有72頁\編于星期日\22點聚四氟乙烯

聚四氟乙烯（簡稱PTFE）以其耐化學性、耐熱性、耐寒性、耐油性優(yōu)越于現在任何塑料而有“塑料之王”之稱，它不易老化，不燃燒，吸水性近乎為零。其組織致密，分子結構無極性，用作墊片，接觸面可以做到平整光滑，對金屬法蘭不粘著。除受熔融堿金屬以及含氟元素氣體侵蝕外，它能耐多種酸、堿、鹽、油脂類溶液介質的腐蝕。

聚四氟乙烯密封墊當前第24頁\共有72頁\編于星期日\22點金屬復合墊片（又稱半金屬墊片）

非金屬材料雖具有很好的柔軟性、壓縮性和螺栓載荷能力低等優(yōu)點。但它的主要缺點是強度不高，回彈性差，不適合高壓高溫場合。所以結合金屬材料強度高、回彈性好。經受得起高溫的特點。形成將兩者組合結構的墊片。即為金屬復合墊片。

金屬箔增強石墨復合墊片當前第25頁\共有72頁\編于星期日\22點金屬墊片

在高溫高壓以及載荷循環(huán)頻繁等苛刻操作條件下，各種金屬材料仍是密封墊片的首選材料，常用的材料有銅、鋁、低碳鋼、不銹鋼、鉻鎳合金鋼、鈦蒙乃爾合金等。

金屬纏繞墊片銅墊片當前第26頁\共有72頁\編于星期日\22點5、影響密封的幾大因素運動速度溫度工作壓力工作介質側向負載液壓沖擊密封對偶面的粗糙度等當前第27頁\共有72頁\編于星期日\22點運動速度

運動速度很低（＜0.03m/s）時，要考慮設備運行的平穩(wěn)性和是否出現"爬行"現象。

運動速度很高（＞0.8m/s）時，起潤滑作用的油膜可能被破壞，密封因得不到很好的潤滑而摩擦發(fā)熱，導致壽命大大降低。

當前第28頁\共有72頁\編于星期日\22點溫度

低溫會使聚氨脂或橡膠密封彈性降低，造成泄露，甚至整個密封件變得發(fā)硬發(fā)脆。

高溫會使油封體積膨脹、變軟，造成運動時密封摩擦阻力迅速增加和耐壓能力降低。

建議聚氨脂或橡膠密封連續(xù)工作溫度范圍-10℃～+80℃。

當前第29頁\共有72頁\編于星期日\22點工作壓力

動密封件有最低啟動壓力要求。低壓工作須選用低摩擦性能、啟動阻力小的密封件。

高壓時要考慮密封件受壓變形的情況，需用防擠出擋圈，溝槽加工方面也有特殊要求。不同材質的密封件具有不同的最佳工作壓力范圍。

當前第30頁\共有72頁\編于星期日\22點工作介質除了嚴格按照生產廠家的推薦意見選取工作介質外，保持工作介質的清潔至關重要。

油液的老化或污染不僅會使系統(tǒng)中的元件發(fā)生故障，加快密封件的老化和磨損，而且其中的臟物可能劃傷或嵌入密封件，使密封失效。當前第31頁\共有72頁\編于星期日\22點側向負載活塞上一般必須裝支承環(huán)，以保證油缸能承受較大的負載。密封件和支承環(huán)起完全不同的作用，密封件不能代替支承環(huán)負載。有側向力的液壓缸，必須加承載能力較強的支承環(huán)（重載時可用金屬環(huán)），以防密封件在偏心的條件下工作引起泄漏和異樣磨損。當前第32頁\共有72頁\編于星期日\22點液壓沖擊液壓沖擊產生的瞬間高壓可能是系統(tǒng)工作壓力的幾倍，這樣高的壓力在極短時間內會將油封撕裂或將其局部擠入間隙之內，造成嚴重損壞。一般有液壓沖擊的油缸應在活塞桿上安裝緩沖環(huán)和擋圈。緩沖環(huán)裝在油封的前面吸收大部分沖擊壓力，擋圈防止油封在高壓下擠入間隙，根部被咬壞。當前第33頁\共有72頁\編于星期日\22點二、常用的密封形式“O”型密封圈“V”型密封圈“Y”型密封圈“λ”密封法蘭聯(lián)接墊片密封錐形體（喇叭口）密封密封膠密封填料密封螺紋聯(lián)接密封浮動環(huán)密封機械密封迷宮密封當前第34頁\共有72頁\編于星期日\22點1、“O”型密封圈

“O”型密封圈是一種截面為圓形的橡膠圈，如圖所示。其材料主要為丁腈橡膠或氟橡膠。“O”型密封圈是液壓與氣壓傳動系統(tǒng)中使用最廣泛的一種密封件。它主要用于靜密封和往復運動密封。圖為“O”型密封圈d1—O型圈內徑d2—O型圈截面直徑其使用速度范圍一般為0.005~0.3m/s。用于旋轉運動密封時，僅限于低速回轉密封裝置當前第35頁\共有72頁\編于星期日\22點“O”型密封圈的優(yōu)點密封部位結構簡單，安裝部位緊湊，重量較輕；有自密封作用，往往只用一個密封件便能完成密封，不需要周期性調整;密封性能較好，用作靜密封時幾乎可以做到沒有泄露；運動摩擦阻力很小，對于壓力交變的場合也能適應；尺寸和溝槽已標準化，成本低，便于使用和外購。當前第36頁\共有72頁\編于星期日\22點“O”型密封圈的缺點用于壓縮密封時,起動摩擦阻力大;如果使用不當,容易引起O形圈切、擠、扭、斷等事故;動密封很難做到不泄露,只能控制起滲漏量不大于規(guī)定許可值;在某些場合使用,往往需要加裝保護擋圈和防塵圈.在氣壓和水壓等密封中,有時還需要配備潤滑附屬裝置.當前第37頁\共有72頁\編于星期日\22點“O”型密封圈用作靜密封時的密封原理O型密封圈裝入密封槽后，其界面承受接觸壓縮應力而產生變形。當沒有介質壓力時，密封圈在自身的彈性力作用下，對接觸面產生一個預接觸應力P0。圖為O型密封圈的靜密封原理

a)空載狀態(tài)當前第38頁\共有72頁\編于星期日\22點而當容腔內充入有壓力的介質后，則在介質壓力p的作用下，O型密封圈發(fā)生位移，移向低壓側，且其彈性變形進一步加大，填充和封閉了密封間隙δ。此時，作用于密封副偶合面的接觸壓力上升為P0

+p=Pm，從而大大增加了密封效果，如圖所示。圖為O型密封圈的靜密封原理

b)承載狀態(tài)當容腔內的介質卸壓后（p=0），則由于O形密封圈仍具有初裝時的預接觸應力p0，故仍能保證密封性能。此即所謂O形密封圈的自密封作用。當前第39頁\共有72頁\編于星期日\22點用于往復運動時的密封原理O型密封圈在往復運動滑移面上的接觸情況，如圖所示。此時O型密封圈的動密封作用主要還是依靠其預壓縮和加壓后作用于耦合面上的接觸應力，且由于O型密封圈自身的彈性而具有磨損后自動補償的能力。O型密封圈的動密封原理當前第40頁\共有72頁\編于星期日\22點2、“V”型密封圈V型密封圈為一種唇形密封圈，是使用最早使用最多的成型填料之一。它主要用于往復運動，作活塞或活塞桿的密封。很少用于轉動中或作靜密封。V形密封圈的密封裝置由壓環(huán)、V形密封圈和支承環(huán)三部分組成，如圖所示。圖為V型密封裝置1—壓環(huán)2—V形密封圈3—支承環(huán)當前第41頁\共有72頁\編于星期日\22點“V”型密封圈的特點密封性能良好；允許一定的偏心載荷和偏心運動；可以多圈重疊使用，并通過調節(jié)壓緊力來獲得最大密封效果；耐沖擊壓力和振動壓力；當填料不能從軸向裝入時，可以開切口使用，只要安裝時將切口互相錯開，不影響密封效果密封裝置的軸向尺寸大，摩擦阻力大

當前第42頁\共有72頁\編于星期日\22點“V”型密封圈的應用安裝“V”型密封圈時，密封圈的凹口必須面向工作介質的高壓一側。圖為“V”密封圈的安裝與調整1—調節(jié)螺栓，2—調整墊片當前第43頁\共有72頁\編于星期日\22點V型密封圈主要用于液壓缸活塞和活塞桿的往復動密封，其運動摩擦阻力較Y形密封圈大，但密封性能可靠、使用壽命長。當發(fā)生泄漏時，可只調整壓環(huán)或填片而無須更換密封圈。V型密封圈的最高工作壓力＞60MPa，適用工作溫度-30~+80℃當前第44頁\共有72頁\編于星期日\22點3、“Y”型密封圈Y形密封圈的截面呈Y形，是一種典型的唇形密封圈。圖為“Y”型密封圈當前第45頁\共有72頁\編于星期日\22點“Y”型密封的特點密封性能可靠；摩擦阻力小，運動平穩(wěn)；耐壓性好，適用壓力范圍廣；結構簡單，價格低廉；安裝方便。當前第46頁\共有72頁\編于星期日\22點“Y”型密封圈的應用Y形密封圈廣泛應用于往復動密封裝置中，其使用壽命高于O形密封圈。Y形密封圈的適用工作壓力不大于40MPa，工作溫度為-30~+80℃。當前第47頁\共有72頁\編于星期日\22點4、“λ”密封“λ”型密封裝置屬于壓縮式寬型橡膠動密封，它的密封原理是依靠頂起環(huán)的彈簧和油壓的作用，以及密封圈的斷面壓縮，使“λ”型密封圈壓縮變形，從而在密封面上獲得足夠大的接觸壓力，來實現對介質的密封的。在安裝“λ”密封時，應注意橡膠圈要松緊適當，尖部切勿劃破，以免降低止漏效果?！唉恕毙?/p>

密封圈彈簧頂緊環(huán)壓環(huán)當前第48頁\共有72頁\編于星期日\22點5、法蘭聯(lián)接墊片密封在兩聯(lián)接件（如法蘭）的密封面之間墊上不同型式的密封墊片，如非金屬、非金屬與金屬的復合墊片或金屬墊片。然后將螺紋或螺栓擰緊，擰緊力使墊片產生彈性和塑性形變，填塞密封面的不平處，達到密封的目的。密封墊的型式有平墊片、齒形墊片、透鏡墊、金屬絲墊等。密封墊片當前第49頁\共有72頁\編于星期日\22點法蘭聯(lián)接墊片密封的應用

密封壓力和溫度與聯(lián)接件的型式、墊片的型式、材料有關。通常，法蘭聯(lián)接密封可用于溫度范圍為-70~600℃，壓力大于1.3333KPa（絕對壓力）、小于或等于35MPa，若采用特殊墊片，可用于更高的壓力，廣泛用于設備法蘭、管法蘭。當前第50頁\共有72頁\編于星期日\22點6、錐形體（喇叭口）密封

密封原理

利用有效密封錐面的金屬接觸發(fā)生塑性變形，在接觸面達到一定的密封面寬和密封比壓后，塑性變形停止。這樣，既可以對密封介質有效密封，又可以形成穩(wěn)健可靠的密封結構。

應用錐形體密封的有很多變型，被廣泛應用于各種液壓系統(tǒng)中，尤其適合管道尺寸較小，安裝空間有限場所，具有很好的通用性和靈活性，以便于拆裝。當前第51頁\共有72頁\編于星期日\22點研合面密封的應用

施加預緊力之前，先將聯(lián)接螺母擰緊，凸臺的外圈與喇叭口的內錐面D面相接觸，形成線密封，起到定位的作用，然后施加一定的扭力，這樣喇叭口的端面就會產生一定量的變形，使喇叭口的棱線擠壓在凸臺的外錐面C面上，形成一圈明顯的壓痕，從開始接觸定位的點，到發(fā)生塑性變形的接觸點，最終形成了錐形密封的密封面。

高壓硬管的兩端采用的是錐形喇叭口，與喇叭口形成密封連接的是錐形的凸臺。它們之間的配合情況如圖1所示當前第52頁\共有72頁\編于星期日\22點7、密封膠密封用刮涂、壓注等方法將密封膠涂在要壓緊的兩個面上，靠膠的浸潤性填滿密封面凹凸不平處，形成一層薄膜，能有效的起到密封作用。密封膠密封當前第53頁\共有72頁\編于星期日\22點密封膠密封的應用密封膠密封主要用于管道密封。密封膠密封適用于非金屬材料，如塑料、玻璃、皮革、橡膠。以及金屬材料制成的管道或其他零件的密封。密封膠密封牢固，結構簡單，密封效果好，但耐溫性差，通常用于150℃以下，可用于油泵、管道等的平面法蘭、螺紋聯(lián)接的膠封。當前第54頁\共有72頁\編于星期日\22點8、填料密封在鋼管與殼體之間充以填料（俗稱盤根），用壓蓋和螺釘壓緊，以堵塞漏出的間隙，達到密封的目的。填料當前第55頁\共有72頁\編于星期日\22點填料密封的原理

軸承效應：在盤根填料和軸之間，會因為張力的作用形成一層液膜，使盤根填料和軸形成類似于滑動軸承的關系，這樣盤根填料和軸就不會因為過度摩擦而出現磨損。

迷宮效應：軸的表面平整程度無法達到圍觀水平，盤根和軸只能部分貼合而做不到完全貼合，在盤根和軸之間永遠存在著極為微小的間隙，這些間隙就形成了迷宮帶，介質在其中被多次節(jié)流，而達到密封的作用。當前第56頁\共有72頁\編于星期日\22點填料密封的應用

填料密封主要用作動密封。它廣泛用作離心泵、壓縮機、真空泵、攪拌機和船舶螺旋槳的轉軸密封，往復式壓縮機、制冷機的往復運動軸封，以及各種閥門閥桿的旋動密封等。（如活動導葉與頂蓋軸套之間的密封、調速器主供油閥閥桿與閥座之間的密封、接力器活塞桿與缸體之間的密封）當前第57頁\共有72頁\編于星期日\22點9、螺紋聯(lián)接密封用于管道公稱直徑DN≤50mm的密封。由于螺紋間配合間隙較大，需在螺紋處放置密封材料，如麻、密封膠或聚四氟乙烯帶等，最高使用壓力為1.6MPa。螺紋聯(lián)接密封結構簡單，加工方便。1、3—管道，2—接管套當前第58頁\共有72頁\編于星期日\22點10、浮動環(huán)密封浮動環(huán)可以在軸上徑向浮動，密封腔內通入比介質壓力高的密封油。徑向密封靠作用在浮動環(huán)上的彈簧力和密封油壓力與隔離環(huán)貼合而達到密封效果。軸向密封靠浮動環(huán)與軸之間的狹小徑向間隙對密封油產生節(jié)流來實現。當前第59頁\共有72頁\編于星期日\22點浮動環(huán)密封的應用浮動環(huán)密封結構簡單，檢修方便，但制造精度高，需采用復雜的自動化供油系統(tǒng)。適用于介質壓力大于10MPa、轉速為1000~2000r/min、線速度為100m/s以上的流體機械，如氣體壓縮機、泵類等軸封。當前第60頁\共有72頁\編于星期日\22點11、機械密封機械密封主要是將較易泄漏的軸向密封改為不易泄漏的端面密封。當軸轉動時，帶動了彈簧座、彈簧壓板、動環(huán)等零件一起轉動，由于彈簧力的作用使動環(huán)緊緊壓在靜環(huán)上。軸旋轉時，動環(huán)與軸一起旋轉，而靜環(huán)則固定在座架上靜止不動，這樣動環(huán)與靜環(huán)相接觸的環(huán)形密封面阻止了介質的泄漏。當前第61頁\共有72頁\編于星期日\22點機械密封的應用機械密封應用廣泛，用于密封各種不同粘度、有毒、易燃、易爆、強腐蝕性和含磨蝕性固體顆粒的介質。當前第62頁\共有72頁\編于星期日\22點12、迷宮密封

迷宮密封是在轉軸周圍設若干個依次排列的環(huán)行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質在通過曲折迷宮的間隙時產生節(jié)流效應而達到阻漏的目的。（a）直通型（b）復合直通型（c）錯列型（d）階梯型（e）斜齒階梯型（f）蜂窩與直通組合式（g）承磨密封當前第63頁\共有72頁\編于星期日\22點迷宮密封的特點迷宮密封是非接觸密封，無固相摩擦，不需潤滑，適用于高溫、高壓、高速和大尺寸密封條件。迷宮密封工作可靠，功耗少，維護簡便，壽命長。迷宮密封漏泄量較大。如增加迷宮級數，采取抽氣輔助密封手段，可把漏泄