密封圈的密封機(jī)理
(1)初始密封階段。在理論上,如果連接件的兩個(gè)密封面wq光滑、平行,它們可以依靠緊固件夾持在一起,無(wú)需密封圈而達(dá)到密封的目的。但是在實(shí)際中,除研磨表面等高精度配合面,一般零件的密封面總是存在表面粗糙度,也不是平整的,為了彌補(bǔ)密封表面的缺陷,才需要在兩密封面之間安裝密封圈。顯然,實(shí)現(xiàn)初始密封的基本要求是密封圈與密封面之間產(chǎn)生足夠的壓力(通常稱為密封圈預(yù)緊力),并利用密封圈材料受壓縮后發(fā)生的彈性或彈塑性變形填塞密封面的缺陷,以阻斷介質(zhì)發(fā)生界面泄漏的通道。
(2)工作密封階段。密封裝置工作時(shí),由于介質(zhì)壓力的作用和螺栓的剛度,密封面將被迫發(fā)生分離,此時(shí)要求密封圈能產(chǎn)生足夠的彈性變形,以彌補(bǔ)密封面的位移,并保持密封所需要的密封壓力。此外,密封圈還要能補(bǔ)償工作過(guò)程中可能發(fā)生的密封壓力的松弛、零件不均勻熱變形等現(xiàn)象,保持足夠的密封能力。
密封圈的選擇
密封圈的選擇應(yīng)根據(jù)工作系統(tǒng)的溫度、壓力以及被密封介質(zhì)的種類、化學(xué)性能(腐蝕性、毒性、易燃易爆性、污染性等)、物理性能(密度、粘度等)和密封面的形狀等綜合慮。一般來(lái)說(shuō),在常溫低壓時(shí),選用非金屬軟密封圈;中壓高溫時(shí),選用金屬與非金屬組合密封圈或金屬密封圈;在溫度、壓力有較大波動(dòng)時(shí),選用高彈性密封圈或自緊式密封圈;在低溫、腐蝕性介質(zhì)或真空條件下,應(yīng)慮選用具有特殊性能的密封圈。
結(jié)構(gòu)形式不同的密封法蘭要求使用的密封圈也不同。光滑面法蘭一般只用于低壓,配軟質(zhì)的薄型密封圈;在高壓下,如果法蘭的強(qiáng)度足夠,也可以用光滑面法蘭,但應(yīng)該用厚的軟質(zhì)密封圈,或者用帶內(nèi)加強(qiáng)環(huán)或外加強(qiáng)環(huán)的纏繞密封圈。在這種場(chǎng)合,金屬密封圈不適用,因?yàn)檫@時(shí)要求的壓緊力過(guò)大,可能導(dǎo)致螺栓產(chǎn)生較大的變形,使法蘭不易封嚴(yán)!如果要用金屬密封圈,則應(yīng)將光滑面縮小,使其與密封圈的接觸面積減小,這樣在螺栓拉力相同的情況下,密封面的壓緊應(yīng)力就會(huì)增大,以保證密封性能。
支承環(huán)對(duì)V形圈的作用
支承環(huán)對(duì)V形圈的工作位置起決定性作用,同時(shí)還可以維護(hù)唇的機(jī)能,其形狀和尺寸精度直接影響密封效果,為此必須有足夠的強(qiáng)度和尺寸,頂角和V形密封圈相同或稍大,能牢同支撐V形密封圈,并使密封圈位置穩(wěn)定。連通孔的作用是使內(nèi)外唇上的壓力相等,避免非工作時(shí)唇部產(chǎn)生封塞壓力。壓環(huán)起到調(diào)節(jié)壓力的作用,同時(shí)也對(duì)V形圈起定位作用,其凹部與密封圈同角度,對(duì)密封圈起著定位作用,并產(chǎn)生一個(gè)頂壓縮量,使其與被密封面充分接觸;調(diào)節(jié)墊用于調(diào)節(jié)密封圈的壓緊力,使密封圈的唇部與液壓缸或活塞桿的表面保持密切接觸,以防泄漏。
支承環(huán)和壓環(huán)的材料,通常為金屬、塑料、硬橡膠、毛氈和夾織物橡膠等。一般推薦使用軟金屬,如銅合金、鋁合金及其他輕金屬材料。