动态密封类型

密封类型和压盖设计

密封件的这种分类是在涉及往复式,旋转或振荡运动的情况下使用。动态密封性能可以通过许多操作环境因素受到实质性的影响。

这些因素包括流体中的密封膨胀、金属部件的表面光洁度、润滑、系统压力、热循环、o形环挤压、o形环拉伸和摩擦。由于许多这些因素是相互关联的,所以在动态密封的情况下考虑所有这些因素是很重要的。

因此,在讨论单个动态密封类型时,将提到需要考虑的最关键的操作环境因素。有关关键操作环境因素的详细信息,请参阅第五节

往复密封

往复式密封,如图所示插图4.6,用于活塞和连杆运动的情况。这些密封构成了o形环的主要动态应用。

对于往复密封件的最佳性能,需要以下因素慎重考虑:

热循环的化合物选择

从高(100°F及以上)低的热循环(-65°F以下)的温度可能会导致O形环采取的压缩变定在高温下,并且不能在低温下足够反弹,以提供防漏密封。例如O形环泄漏是特别容易出现在低压,往复的应用程序。因此,当在极端运行热循环预期的,则建议你指定超过一个密封化合物,而不是仅仅满足,所需的温度范围,压缩永久变形,和回弹性的需要。

控制压力冲击

随着突然停止和持有沉重的负载,液压元件可以创造的系统压力远远超过密封的抗挤压能力。为了防止挤压和最终的o形环失效,在密封选择和系统设计中都应该预料到压力冲击并有效地加以处理。根据需要,机械刹车或减压阀可能必须安装在液压系统中。使用备份环或增加密封硬度计也可能是必要的,以防止o形环挤压。有关压力影响的更多信息,请参见图5.1在第5节。

挤压

中列出的表A1在本节开始的“压盖设计”一节中,介绍了在往复运动情况下使用的o形环的推荐压力值。

经验法则

比表A2所示的压力更低将减少摩擦,但在低压情况下可能会发生泄漏。比显示的更大的挤压将增加摩擦和密封能力,代价是组装困难,更快的密封磨损,并增加螺旋失效的可能性。

伸展

当内径的O形环被拉伸时,O形环的横截面减小。在这种情况下,一定要考虑的是,O型圈的横截面减小的保持密封挤压的正确率。舒展的比例不应超过在大多数应用5%(参见:%伸展式)。

拉伸%

旋转密封件

如图图4.7在美国,o形环可以用作旋转轴的密封件,转动轴通过o形环的ID突出。

经验法则

最重要的因素在设计旋转密封压盖考虑是摩擦热积聚,O形环的拉伸,挤压,应用的温度范围,并且轴和腺加工。

应用温度限制

对于工作温度低于-40°F或高于+250°F的应用,不推荐使用旋转轴密封。应用温度越接近室温,o形环有效密封的时间就越长。

摩擦生热

由于摩擦热的产生是不可避免的旋转密封应用中,因此建议的O形圈组成具有最高的耐热性和最小的摩擦产生性能的化合物。内部润滑复合材料典型地用于旋转应用。

伸展

在这种应用中,必须通过使用不大于o形环的自由状态(放松)内径的轴直径来消除内径拉伸。用于旋转或振荡应用的轴封应该设计为轴上没有拉伸。当弹性体受到拉伸,温度升高时,它会收缩而不是膨胀,从而增加热量和额外的收缩,直到密封失效。这种弹性体由于温度升高而收缩的现象称为焦耳效应。

挤压

在大多数转轴应用中,o形环的压力应保持在0.002”,使用o形环,其外径比相应的压盖大5%左右。一旦安装完毕,外周压缩使o形环的内径与车削轴有轻微接触。这种设计最大限度地减少摩擦热积聚,延长密封寿命。

旋转密封盖尺寸

表G列出旋转密封腺体的推荐尺寸。


振荡海豹

在振荡o形环应用中,轴在压盖内沿弧线运动,并与密封的ID相接触。由于轴有扭曲的倾向,最常使用的是硬度为80到90硬度计的自润滑o形环。但是,在使用含有石墨的化合物时要小心,因为它们容易使不锈钢合金凹陷。

摆动密封压盖尺寸

振荡密封压盖的尺寸与往复式应用相同。(见:表F)

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