密封材料的性能是保證有效密封的重要因素,選擇密封材料,主要是根據(jù)密封元件的工作環(huán)境,如使用溫度、工作壓力、所使用的工作介質(zhì)以及運動方式等。對密封材料的基本要求如下:
1.具有一定的力學性能,如拉伸強度、伸長率等;
2.彈性和硬度適當,壓縮變形;
3.耐高溫和低溫,高溫下不分解、軟化,低溫下不硬化;
4.與工作介質(zhì)相適應,不產(chǎn)生溶脹、分解、硬化等;
5.耐氧性和耐老化性好,經(jīng)久耐用;
6.耐磨損,不腐蝕金屬;
7.易于成形加工,價格低廉;
橡塑密封技術發(fā)展動向
一、嚴酷環(huán)境
隨著機械產(chǎn)品使用條件的日益嚴酷、對橡膠密封制品的使用條件也提出了更高的要求,例如在航天、航空工業(yè)、石油及礦山工業(yè)、工程機械及交通運輸工業(yè)、能源工業(yè)等使用膠密封,往往要適應較寬的溫度環(huán)境及高壓、砂塵等嚴酷環(huán)境。據(jù)1984年國際橡膠會議資料,汽車、拖拉機中的旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈使用條件已有了較大發(fā)展。
由于使用條件的變更,將使特種橡膠消耗量不斷增加,要求發(fā)展新型密封件,提高密封件的使用壽命及可靠性。
旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈的工作壓力通常在0.1~3.5MPa,高速度為15~20m/s。流體動力型的較高速度可達25~32m/s。但在較高情況下,工作壓力稍低一些。
往復動密封的系統(tǒng)壓力一般在20MPa以下,在航天、航空工業(yè)中使用的高性能組合密封,系統(tǒng)壓力可達56MPa。此時,較高工作速度為1m/s。
隨著我國經(jīng)濟建設的發(fā)展,目前已提出了開發(fā)在高寒、沙漠與水下等環(huán)境中使用的密封件的要求。
二、擠壓型密封件的技術發(fā)展動向
擠壓型密封特別是O型圈在密封件中一直應用廣泛。其他如X型、T型、D型、方形、三角形等型式,適合在不同場合下應用。
改進的方向是使其密封性能穩(wěn)定可靠,提高其耐壓能力,降低摩擦力。也可以和低摩擦的塑料如聚四氟乙烯、尼龍的滑環(huán)與支承環(huán)形成組合密封。提高其耐壓力及降低摩擦力。有一些制造廠的產(chǎn)品許可達到速度7.5m/s,密封壓力5.6MPa。
三、往復動唇形密封的技術發(fā)展動向
往復動唇形密封又稱唇形襯墊或皮碗,相當廣泛地應用于液壓系統(tǒng)的往復油缸動密封。這種密封受壓面呈唇形,在安裝時有極小過盈,使唇緣與密封面充分接觸產(chǎn)生密封作用。當油缸工作時,隨著壓力的升高,其接觸力與接觸面積增加,從而密封性提高。而在油缸回程時,壓力隆低,接觸面積與摩擦均低于工作行程,因此產(chǎn)生呼吸作用,潤滑唇口。
往復動密封的型式很多,常見的有J型、L型、U型、V型與Y型等。還有各種組合及復合密封。如彭形、蕾形、多唇形密封等。
在高壓下的必須防止擠出,選用具有足夠抗撕強度、硬度與模量。或是帶有支承環(huán)進行保護,或是采用增強的彈性體。一些高壓、高速或高溫下使用的密封往往使用復合組合式密封,如霞板公司(Shamban )公司的“Turcon”滑環(huán)組合密封、卡爾·弗倫登堡公司和日本油封公司的“NCF”, “SIMKO”高效組合密封、道蒂公司的Balmaster,霍爾公司的Hallprone等。
它們的共同特點是有兩個唇口與油缸壁接觸。密封部位中間設有凹槽,可以貯存介質(zhì),改善了潤滑性,唇損小,密封可靠,而用于氣動系統(tǒng)的唇密封則要求在無油潤滑的狀態(tài)下工作,故此與液壓系統(tǒng)的唇密封結(jié)構(gòu)有所不同.目前多半采用在密封唇部設有貯存潤滑脂的槽或在唇部粘接有低摩擦塑料或布的結(jié)構(gòu)以提高其使用壽命,有的從結(jié)構(gòu)上想法降低密封唇的接觸面積與接觸壓力,有的將防塵刮板與密封件做成一體的結(jié)構(gòu)。
四、旋轉(zhuǎn)軸唇形密封技術發(fā)展動向
目前相似結(jié)構(gòu)的品種已不下200種。如流體動力型、內(nèi)包骨架、裝配式、外露骨架、粘接聚四氟乙烯的AF型、雙模量回流型等等。外露骨架裝配式的優(yōu)點是定位準確。同軸度高、導熱散熱條件好。在壓力和振動作用下穩(wěn)定,因而有較高的使用壽命,同時節(jié)省膠料。雙模量回流型運用波形密封理論,通過在密封接觸部位增加一種低定伸、易變形材料,即可獲得回流效果,同時可降低產(chǎn)品設計與模具加工費用。
現(xiàn)國內(nèi)市場上的密封膠,其主要缺點為油脂耐溫低、粉料易固化粘附等,造成密封過程中耐溫差、易粘附于缸面,難以清除等缺陷,另外,還有保質(zhì)期較短等缺點。