密封裝置的分類介紹

密封可分為間隙密封和接觸密封兩種方式，間隙密封是依靠相對運動零件配合面的間隙來防止泄漏的，其密封效果取決于間隙的大小、壓力差、密封長度和零件表面質量。接觸密封是靠密封件在裝配時的預壓縮力和工作時密封件在油液壓力作用下發生彈性變形所產生的彈性接觸壓力來實現的，其密封能力隨油液壓力的升高而提高，并在磨損后具有一定的自動補償能力。目前，常用的密封件以其斷面形狀命名，有O形、Y形、V形等密封圈，其材料為耐油橡膠、尼龍等。另外，還有防塵圈、油封等。這里重點介紹接觸密封的典型結構及使用特點。

1．O形密封圈

O形密封圈是一種使用最廣泛的密封件，其截面為圓形，如圖45所示。其主要材料為合成橡膠，主要用于靜密封及滑動密封，轉動密封用得較少。

O形密封圈的截面直徑在裝入密封槽后一般會壓縮8%～25%。該壓縮量使O形密封圈在工作介質沒有壓力或壓力很低時，依靠自身的彈性變形密封接觸面[見圖46 (c)]。當工作介質壓力較高時，在壓力的作用下，O形密封圈被壓到淘槽的另一側[見圖46 (d)]，此時密封接觸面處的壓力堵塞了介質泄漏的通道，起密封作用。如果工作介質的壓力超過一定限度，O形圈將從密封槽的間隙中被擠出[見圖46 (e)]而受到破壞，以致密封效果降低或失去密封作用。為避免擠出現象，必要時加密封擋圈。在使用時，對動密封工況，當介質壓力大于10MPa時加擋圈；對靜密封工況，當介質壓力大于32MPa時加擋圈。O形密封圈單向受壓，擋圈加在非受壓側，如圖47 (a)所示；O形密封圈雙向受壓，在0形密封圈兩側同時加擋圈，如圖47(b)所示。擋圈材料常用聚四氟乙烯、尼龍等。采用擋圈后，會增加密封裝置的摩擦阻力。

 

當O形密封圈用于動密封時，可采用內徑密封或外徑密封；用于靜密封時，可采用角密封，如圖48所示。

 

O形密封圈的尺寸系列及安裝用溝槽形式、尺寸與公差及O形密封圈規格、使用范圍的選擇可查閱有關國家標準。

2．唇形密封圈

唇形密封圈是將密封圈的受壓面制成某種唇形的密封件。工作時唇口對著有壓力的一邊，當介質壓力等于零或很低時，靠預壓縮密封；壓力高時，靠介質壓力的作用將唇邊緊貼密封面，壓力越高，貼得越緊，密封越好。唇形密封圈按其截面形狀可分為Y形、Yx形、V形、U形、L形和J形等，主要用于往復運動件的密封。

(1)Y形密封圈。Y形密封圈截面形狀如圖49所示。其主要材料為丁腈橡膠，工作壓力可達20MPa。工作溫度為-30～+100℃。當壓力波動大時要加支承環，如圖50所示，以防止“翻轉”現象。當工作壓力超過20MPa時，為防止密封圈擠人密封面間隙，應加保護墊圈，保護墊圈一般用聚四氟乙烯或夾布橡膠制成。

 

Y形密封圈由于內外唇邊對稱，因而適用于孔和軸的密封。孔用時按內徑選取密封圈，軸用時按外徑選取。由于一個Y形密封圈只能對一個方向的高壓介質起密封作用，當兩個方向交替出現高壓時（如雙作用缸），應安裝兩個Y形密封圈，它們的唇邊分別對著各自的高壓介質。

(2) Yx形密封圈。Yx形密封圈是一種截面高、寬比等于或大于2的Y形密封圈，如圖51所示。主要材料為聚氨酯橡膠，工作溫度為-30～+100℃。它克服了Y形密封圈易“翻轉”的缺點，工作壓力可達31.5MPa。

 

(3)V形密封圈。V形密封圈是由壓環、密封環和支承環組成。當密封壓力高于10MPa時，可增加密封環的數量。安裝時應注意方向，即開口面向高壓介質。環的材料一般由橡膠或夾織物橡膠制成。主要用于活塞及活塞桿的往復運動密封，密封性能較Y形密封圈差，但可靠性好。密封環個數按工作壓力選取。圖52所示為V形密封圈示意圖。

3．防塵圈

在液壓缸中，防塵圈被設置于活塞桿或柱塞密封外側，用以防止在活塞桿或柱塞運動期間，外界塵埃、砂粒等異物侵入液壓缸。避免引起密封圈、導向環和支承環等的損傷和早期磨損，并污染工作介質，導致液壓元件損壞。

(1)普通型防塵圈。普通型防塵圈呈舌形結構，如圖53所示，分為有骨架式和無骨架式兩種。普通型防塵圈只有一個防塵唇邊，其支承部分的剛性較好，結構簡單，裝拆方便。制作材料一般為耐磨的丁腈橡膠或聚氨酯橡膠。防塵國內唇受壓時具有密封作用，并在安裝溝槽接觸處形成靜密封。普通型防塵圈的工作速度不大于1m/s，工作溫度為-30～+110℃，工作介質為石油基液壓油和水包油乳化液。

 

(2)旋轉軸用防塵圈。旋轉軸用防塵圈是一種用于旋轉軸端面密封的防塵裝置，其截面形狀和安裝情況如圖54所示。防塵圈的密封唇緣緊貼軸頸表面，并隨軸一起轉動。由于離心力的作用，斜面上的塵土等異物均被拋離密封部位，從而起到防塵和密封的作用。這種防塵圈的特點是結構簡單，裝拆方便，防塵效果好，不受軸的偏心、振擺和跳動等影響，對軸無磨損。

還有旋轉軸唇形密封圈（油封）、膠密封、帶密封、雙向組合唇形密封，各有其特點，可查看相關書籍。

4．密封元件的選擇

密封件的品種、規格很多，在選用時除了根據需要密封部位的工作條件和要求選擇相應的品種、規格外，還要注意其他問題，如工作介質的種類，工作溫度（以密封部位的溫度為基準），壓力的大小和波形，密封耦合面的滑移速度，“擠出”間隙的大小，密封件與耦合面的偏心程度，密封耦合面的粗糙度以及密封件與安裝槽的形式、結構、尺寸、位置等。

按上述原則選定的密封元件應滿足如下基本要求：在工作壓力下，應具有良好的密封性能，即泄漏在高壓下沒有明顯的增加；密封件長期在流體介質中工作，必須保證其材質與工作介質的相容性好；動密封裝置的動、靜摩擦阻力要小，摩擦因數要穩定；磨損小，使用壽命長；拆裝方便，成本低等。