许昌鼎铭密封科技有限公司
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O形密封圈的发展
1、对O形圈形状的改进
  随着对密封性能要求的提高,现在又出现了一些其他截面形状的挤压型密封圈,这些密封圈的工作原理与O形圈类似,也属于挤压型密封,但通过截面形状的改变,改善了O形圈的某些性能。
  1)X形圈
  主要性能与密封原理X形圈(又称星形圈)是有四个唇的密封圈。它是一种无接缝的圆环,在模具内硫化成形,其截面近似正方形。X形密封圈在使用和作用上非常像O形密封圈。但是,它比O形密封圈具有更有效的密封性能。X形密封圈的制作材料一般为各种合成橡胶。
  X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。X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-60~200℃(取决于制作的材质)。对X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。
  X形密封圈是一种由介质压力施力的双作用密封圈,依靠它在密封偶合面上的接触应力进行密封。密封圈的径向和轴向力取决于系统工作压力。当压力升高时,密封圈的压缩量相应增加,接触应力也随之增大。
  因此,X形密封圈与O形圈相比,有如下优点:
  往复运动时,不会翻转、扭曲。
  由于所需的径向预压缩量小,故而接触应力小,摩擦力也小。
  突起部分之间在工作时充满润滑油,所以润滑油条件好摩擦系数小。
  由于接触应力分布均匀,所以泄漏小。
  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。
  应用X形圈在动密封场合,具有良好的密封效果,而且寿命长,在低速运动的场合作为O形圈的代用品特别有效,而且适宜用做旋转轴的密封。
  X形密封圈在动、静密封中的应用实例。当应用于孔密封时,应选择X形密封圈的内径与安装沟槽直径相同或比之略小约2%。这样,X形密封圈在沟槽内受到轻微的预压缩,可防止它产生倾斜。当由于轴密封时,如果没有和活塞杆或轴直径尺寸完全相同的X形密封圈,则可在略大或略小的两者之中,选择一个内径尺寸与之最为接近的X形密封圈。
  X形密封圈安装沟槽可与O形密封圈沟槽互换。
  2)其他断面形状的挤压型密封圈
  D形圈本质上是带方形基部的O形圈。它提供了较大的基部接触面积,因而消除了扭曲实效的可能。摩擦力与O形圈相当,不易发生扭曲,但在高压下断面变形较大,因此为了适合高压环境必须用挡圈。D形圈可以用作往复运动密封(例如液压与气动用的活塞杆密封)中,或用于O形圈不能令人满意的其他场合。
  普通三角断面圈,以很小的摩擦接触面积,提供良好的沟槽内接触面积,以保持稳定。但是,在受压力而变形时,尖峰部分比较单薄,容易被挤出。因此,虽然普通三角断面有很小的摩擦力,但是如果不与挡圈合用,其额定压力较低。尽管它比O形圈更稳定,但摩擦力较大,磨损很严重。
  心形圈有极小的摩擦接触面积和受到严格限制的密封能力,不过加设挡圈,可能改变其性能。心形圈仅用作轻载转轴的密封,并带有一个挡圈。
  2、聚四氟乙烯O形密封圈
  聚四氟乙烯O形密封圈比普通橡胶材料制成的O形圈有更好的温度适应能力,其使用温度的范围是-40~250℃;并且有耐一般浓酸(如硫酸、硝酸)、浓碱和有机溶剂(如丙酮、酮)的性能。近年来在液压设备中为了防火采用了磷酸酯抗燃液压油等阻燃介质,由于聚四氟乙烯可以不受这种液压油液的侵蚀,所以适宜做这种介质的密封材料。
  由于用聚四氟乙烯材料制成的O形密封圈比用橡胶材料制成的O形圈弹性差,所以有将密封圈做成切槽式断面的形式。
  聚四氟乙烯O形圈主要用作静密封,也可以用于缓慢的往复运动和旋转运动的密封。聚四氟乙烯树脂质地致密不易透气,而且摩擦阻力小,所以还可以用于气体阀门类的密封。
  聚四氟乙烯O形圈的安装沟槽与普通O形圈的安装沟槽形状是一样的,是呈矩形或三角形的。最近也出现了采用半圆形沟槽作为安装槽的,这种沟槽比矩形沟槽的宽度要窄。
  由于聚四氟乙烯材料的刚性较大、弹性较差,所以在设计密封安装部位的结构时,应注意尽量避免有过大的拉伸。为了便于这种O形密封圈安装可采用分割式沟槽。
  3、包封式O形密封圈
  所谓包封式O形密封圈就是把O形圈是一种与其本身不同的材料包覆住,使其具有两种材料的特性。这种包封式O形密封圈有很多种形式。其中包覆聚四氟乙烯的O形圈使用最多。
  用聚四氟乙烯包覆一个橡胶材料的O形圈有两个优点,这种O形圈既具有聚四氟乙烯的耐化学药品的性能,又保持了橡胶材料原有的柔性和弹性。如果橡胶与聚四氟乙烯的比值高(即聚四氟乙烯的包覆层薄),那么无论在静密封还是动密封的条件下工作,其接触面积都将随之增加,同时减小了因压缩永久变形而失效的可能性。当用作一个动密封件时,聚四氟乙烯还会因为材质的关系减小摩擦,特别是启动摩擦。
  包覆聚四氟乙烯材料可采用多种方法,如粘接成一个开口套、搭缝套或者浇注成覆盖层。对于尺寸较大的密封圈(如直径超过400mm),包层可以采用焊接无缝聚四氟乙烯管的形式。
  此外,O形密封圈还可以与辅助密封圈组合,作成各种组合式密封装置

 

 

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