密封件用途廣泛,結(jié)構(gòu)類型多,仍在不斷發(fā)展。從各種特點(diǎn)上明確密封件的功能、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)類型、工作狀態(tài)和密封機(jī)制,便于深入了解和正確設(shè)計(jì)密封件。
1、動(dòng)密封和靜密封
密封偶合面之間的明顯區(qū)別在于是否有相對運(yùn)動(dòng)。靜密封的密封偶合面之間沒有相對運(yùn)動(dòng),而動(dòng)密封的密封偶合面則有相對運(yùn)動(dòng)。這兩種不同的密封工作狀態(tài)對密封件的要求有很大的不同。動(dòng)態(tài)密封不僅要承受介質(zhì)的壓力,還要承受相對運(yùn)動(dòng)造成的摩擦和磨損;既要保證一定的密封性,又要滿足運(yùn)動(dòng)性能的要求。
靜態(tài)密封可分為:平面密封(軸向密封)和圓柱形密封(徑向密封),泄漏間隙分別為軸向間隙和徑向間隙;平面密封,根據(jù)介質(zhì)中的壓力作用于密封圈的內(nèi)徑或外徑,分為內(nèi)壓和外壓(外流和內(nèi)流),介質(zhì)從內(nèi)到外或從外到內(nèi)泄漏。
根據(jù)密封偶合面之間的滑動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),動(dòng)態(tài)密封分為往復(fù)動(dòng)密封和旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)密封。往復(fù)動(dòng)密封很常見,如液壓、氣缸活塞與氣缸之間的密封、活塞桿與氣缸蓋、滑閥閥心與閥體之間的密封,是一種簡單、通用的動(dòng)態(tài)密封類型。
根據(jù)密封件與密封面之間的接觸關(guān)系,往復(fù)密封可分為孔密封(或外徑密封)和軸密封(或內(nèi)徑密封)。孔密封件與孔相對運(yùn)動(dòng),軸密封件與軸相對運(yùn)動(dòng)。
2、成形填料密封
根據(jù)密封件的形狀和類型,密封分為成形填料密封和橡膠密封、帶密封和填料密封。成形填料密封一般是指用橡膠、塑料等材料成型的環(huán)形密封圈,如O形密封圈、Y形密封圈等。其結(jié)構(gòu)簡單緊湊,品種規(guī)格多,工作參數(shù)范圍廣,使用方便,是液壓系統(tǒng)中使用的一種密封形式。它不僅用于靜態(tài)密封,也用于動(dòng)態(tài)密封。橡膠密封是在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不利于施工的縫隙中涂抹的液體密封膠。帶密封是在管接頭等處纏繞橡塑薄膜,堵塞接觸面的不規(guī)則縫隙;填料密封是用固體軟材料堵塞泄漏通道的密封方法,用于動(dòng)態(tài)密封。這是一種古老的密封方法,現(xiàn)在不用于液壓和氣動(dòng),但在離心泵、壓縮機(jī)、制冷機(jī)等設(shè)備的往復(fù)運(yùn)動(dòng)軸上仍有很好的應(yīng)用。
3、接觸密封和非接觸密封
動(dòng)態(tài)密封根據(jù)密封偶合面的接觸類型分為接觸式和非接觸式密封。接觸式密封在強(qiáng)制壓力下附著在密封面上。密封面與密封面之間只有一層非常薄的油膜。這種密封方式密封性能好,但由于摩擦和磨損條件的限制,密封面的相對速度不宜過高。
液壓和氣動(dòng)中的大多數(shù)往復(fù)密封都屬于這種情況。接觸密封分為壓縮密封和壓力賦能密封。壓縮密封依靠擠壓填料箱中的填料,沿徑向膨脹,壓在軸或孔上實(shí)現(xiàn)密封。壓力賦能密封是一種具有自密能力的密封,成型填料密封圈中的O形圈和Y形圈屬于這種密封。它們的工作原理是將密封圈放入槽中,并施加預(yù)壓力。當(dāng)密封件在一個(gè)方向受到密封介質(zhì)的壓力時(shí),密封件進(jìn)一步變形,接觸壓力增加,以適應(yīng)密封介質(zhì)壓力的增加,保證密封。
壓力賦能密封有兩種:擠壓型和唇型,代表形式。擠壓型為O型密封圈,唇型為Y型密封圈,密封機(jī)理不同。
非接觸式密封是一種間隙密封,因?yàn)槊芊馀己厦嬷g沒有接觸和摩擦。這種密封摩擦小,磨損小,啟動(dòng)功率低,使用壽命長,但密封性能差。非接觸式密封主要用于各種液壓泵密封工作室和液壓閥內(nèi)的密封,防止內(nèi)部泄漏。非接觸式密封有迷宮密封、動(dòng)力密封等多種類型。迷宮密封常用于液壓元件,利用流體間隙中的節(jié)流效應(yīng)限制泄漏。非接觸式密封通過合理設(shè)計(jì)密封腔的壓力和密封面的尺寸來獲得流體力學(xué)的平衡,不涉及密封件。4、輔助密封
根據(jù)密封件在密封裝置中的作用,可分為輔助密封和主密封。主密封起著主要的密封作用,輔助密封的作用是保護(hù)主密封不受損壞,延長密封的使用壽命,提高其密封性能。
1)防塵圈
防塵圈的作用是防止外界灰塵、流體飛濺、焊渣飛濺、雨雪、泥水等異物侵入機(jī)器,污染工作介質(zhì),損壞液壓元件,清除活塞桿上的雜質(zhì),保護(hù)活塞桿密封件、導(dǎo)向環(huán)和支撐環(huán)免受這些雜質(zhì)的磨損和侵蝕;同時(shí),密封往復(fù)密封的少量泄漏油不會(huì)污染環(huán)境。
2)擋圈
擋圈的作用是防止材料較軟的橡膠密封圈被擠入密封間隙而損壞。
3)導(dǎo)向支承環(huán)
導(dǎo)向支撐環(huán)在液壓缸中起摩擦、導(dǎo)向作用,防止液壓缸燒結(jié),使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。
4)緩沖圈
緩沖圈又稱減壓圈。用于高壓液壓缸,位于密封裝置的高壓側(cè),可避免高壓或壓力峰等沖擊壓力直接作用于活塞或活塞桿密封裝置,以保護(hù)密封圈。
5)防污保護(hù)圈
污染防護(hù)圈是缸體內(nèi)的防塵圈,其作用是防止工作介質(zhì)中的雜質(zhì)接觸密封圈或?qū)蛑苇h(huán),以免被雜質(zhì)劃傷。許多新的密封方案通常將密封圈與各種輔助密封壓在一起,形成組合密封或完善的密封裝置。此外,密封可分為液壓密封和氣壓密封,根據(jù)密封材料分為金屬密封或橡膠密封,根據(jù)介質(zhì)工作壓力分為高壓、低壓密封或真空密封等。