密封分类、原理、结构、应用、选型(中级)

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1、3、密封分类、原理、结构、应用、选型(中级)1密封的定义、分类及原理常见密封件的结构及应用常见密封系统的选型2密封的作用及其意义在液压与气压传动系统及其元件中，安置密封装置和密封元件的作用，在于防止工作介质的泄漏及外界尘埃和异物的侵入。设置于密封装置中、起密封作用的元件称为密封件。液压与气压传动的工作介质，在系统及元件的容腔内流动或暂存时，由于压力、间歇、粘度等因素的变化，而导致少量工作介质越过容腔边界，由高压腔向低压腔或外界流出，这种“越界流出”现象称为泄漏。3泄漏分为内泄漏和外泄漏两类。对于液压传动系统，内泄漏会引起系统容积效率的急剧

2、下降，达不到所需的工作压力，使设备无法正常运作；外泄漏则造成工作介质浪费和污染环境，甚至引发设备操作失灵和人身事故。内泄漏指在系统或元件内部工作介质由高压腔向低压腔的泄漏；外泄漏则是由系统或元件内部向外界的泄漏。单位时间内泄漏的工作介质的体积称为泄漏量。对于气压传动系统，由于其工作介质为压缩空气且工作压力不高，因此气体的泄漏问题往往得不到应有的重视。其实，气压传动系统中的泄漏同样会造成系统压力下降，能耗加大，动作紊乱，或造成真空系统中的负压建立不起来；气缸进气口的泄漏将造成气缸低速运行的爬行，等等。4密封的分类动密封往复密封旋转密封静密封

3、O形圈、方形圈、组合垫片、金属垫片迫紧密封(挤压形密封)O形圈、鼓形圈、蕾形圈、山形圈、D形圈、组合密封唇形密封Y形圈、V形圈旋转油封有骨架、无骨架油封，有簧、无簧油封，单唇、双唇油封机械密封5二、密封原理流体润滑理论弹性力学有限元法实验应力分析技术密封机理涉及的学科密封机理涉及的学科密封件分类1、挤压型密封圈2、往复运动密封圈3、旋转轴用密封圈6Profileunderpressureloading/承受压力状态(Radialstressdistribution)径向压力分配情况Mediumunderpressure/受压介质Pr

4、imarylip/主密封唇EXAMPLE/举例:FiniteElementsAnalysis有限元结构分析7密封机理动密封的密封机理动密封不能单纯依靠封闭结合面间的间隙来实现密封，因为结合面间的间隙密封得愈紧密，对偶表面相对运动时的摩擦阻力就愈大，导致结合面发热，影响润滑油膜的形成，使密封很快失效。因此，对动密封作用机理的研究，集中在结合面间形成与保持润滑油膜的机理方面，这样既可保持密封，又不致于有过大的摩擦力。8静密封的密封机理静密封是依靠封闭结合面间的间隙以实现密封作用，不需要考虑摩擦与磨损。密封表面的泄漏是由密封圈的材料性质、配合表

5、面的加工精度、粗糙度和压紧程度决定的。使用橡胶和软金属等类材料，用较小的压紧力就可以完全压紧，从而阻止流体的泄漏；对于较硬的金属垫圈，有时使用较大的压紧力不能完全压紧，以致密封性差，但如降低表面粗糙度，增加表面真实接触面积，用较小的压紧力也可以改善密封性能。为使密封圈在流体压力作用下保持密封，通常在设计时规定极限密封比压值，此极限密封比压是指密封圈在流体压力作用下仍能保持密封可靠性时的比压。考虑到密封力与内压力之间的定性关系(局部非线性)，实际使用时应该使初始密封力达到与极限比压相当的极限比压以上，使用时才较为安全。9挤压型密封圈典型挤压

6、密封件（用于静密封和低速动密封）10挤压型密封圈原理：预密封作用:密封圈压缩——密封面变形——初始压缩应力自密封作用:流体通过——应力等于初始应力+流体压力——大于流体压力11挤压密封原理举例8~25%的压缩量产生反弹力起预密封作用举例O形圈用于静密封时密封原理流体压力P传递给接触面而形成的接触应力分布12总的最大接触压力：P3max=P1max+kP式中：P——流体压力k——流体压力传递系数K≈1P1max——最大初始接触压力P3max——总的最大接触压力当P3max＞P时，即可以保证可靠的自密封。举例O形圈用于静密封时密封原理13往

7、复运动密封圈往复运动密封圈的结构形式（三类））1、标准型V形、U形、Y形、L形、J形、鼓形、蕾形等2、变异型3、滑环组合密封等14唇形密封圈结构V形、U形、Y形、L形、J形等将密封圈的受压面形成唇形并具有压力强化作用唇口15唇形密封圈的密封原理：P=Pri+Prp式中：Pri——预压紧力Prp——流体压力唇形密封圈具有比挤压型密封圈更显著的自密封作用。16旋转轴唇形密封圈普通标准型油封的断面图（主要由3部分组成）17旋转轴唇形密封圈的密封原理接触面出现三种情况，不断交替产生。干摩擦产生磨损，流体润滑产生泄漏，在边界润滑下形成流体动压油膜起

8、密封作用干摩擦流体润滑边界润滑18油在密封唇口下形成的边界润滑油膜示意图油膜厚度约0.0025mm1920O形圈应用知识密封机理：O形密封圈是一种自动双向作用密封元件。安装时其径向和轴向方面的