室外产品密封设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,BREAD PPT DESIGN,密封设计,浅谈室外产品,目录,密封设计的,重要性,1,2,3,测试方法,4,CONTENTS,管控标准,密封设计分析,一、密封设计的重要性,潮湿对产品的危害,盐雾对产品的危害,霉菌对产品的危害,水是电解质，能溶解大量的腐蚀性离子对金属产生腐蚀,。,潮湿会降低绝缘材料和电路板的绝缘性能，严重时会出现漏电甚至短路。,潮湿会为霉菌的生长提供了有利条件。,潮湿对产品的危害,腐蚀许多金属和无机材料,。,提供一种活性电解质，使不同金属接触时产生电偶腐蚀，并促进具有不,同电极电位的电解作用,盐雾对产品的危害,绝缘材料的绝缘电阻和抗电强度大幅度下降 ，霉菌可使线路间短路,。,天然橡胶制成的密封件被破坏，导致密封破坏。,霉菌产生的分泌物对金属材料有电解作用，会对金属材料造成腐蚀破坏 。,霉菌对产品的危害,漆膜会被穿透损失了保护作用，造成点腐蚀。,二、管控标准,国际防护,防尘设计,防水测试,IP,是,International Protection,（国际防护）的缩写；,主要针对额定电压不超过,72.5KV,，借助外壳防护的电气设备。,国际防护,IP0X,无保护,IP1X,直径,50mm,的物体不得完全进入壳内,IP2X,直径,12.5mm,的物体不得完全进入壳内,IP4X,直径,1.0mm,的物体不得完全进入壳内,IP5X,不能完全防止尘埃进入，但进入的灰尘量不得影响设备的正常运行，不得影响安全,IP6X,无灰尘进入,防尘测试,IP3X,直径,2.5mm,的物体不得完全进入壳内,垂直滴水试验,滴水试验装置,按试样正常工作位置摆放在以,1r/min,的旋转样品台上，样品顶部至滴水口,的距离不大于,200mm,滴水量为,10.5 mm/min,10 min,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（,IPX1,）,倾斜,15,滴水试验,滴水试验装置,使试样的一个面与垂线成,15,角，样品顶,部至滴水口的距离不大于,200mm,。每,试验完一个面后，换另一个面，共四次。,滴水量为,30.5 mm/min,4,2.5 min,（ 共,10 min,）,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（,IPX2,）,摆管式淋水试验,摆管式淋水溅水试验装置,选择适当半径的摆管，使样品台面高度处于摆管直径,位置上，将试样放在样台上，使其顶部到样品,喷水口的距离不大于,200mm,，样品台不旋转,。,水流量按摆管的喷水孔数计算，每孔为,0.07 L/min,，淋水时，摆管中点两边各,60,弧段内的喷水孔的喷水,喷向样品。被试样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂线,两边各摆动,60,，共,120,。每次摆动,( 2,120,),约,4s,连续淋水,10 min,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（,IPX3,）,摆管式溅水试验,摆管式淋水溅水试验装置,选择适当半径的摆管，使样品台面高度处于摆管直径,位置上，将试样放在样台上，使其顶部到样品喷,水口的距离不大于,200mm,，样品台不旋转。,喷水面积为摆管中点两边各,90,弧段内喷水孔的喷水喷,向样品。样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂线两边各摆动,180,共约,360,。每次摆动,( 2,360,),约,12s,10 min,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（,IPX4,）,喷水试验,嘴的喷水口内径为,6.3mm,使试验顶部到手持喷头喷水口的平行,距离在,300mm,至,500mm,之间,使试验样品至喷水口相距为,2.5m 3m,，,水流量为,12.5 L/min,5,( 750 L/h ),按被检样品外壳表面积计算，每平方米,为,1 min (,不包括安装面积,),，最少,3 min,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（,IPX5,）,强烈喷水试验,喷嘴的喷水口内径为,12.5 mm,使试验样品至喷水口相距为,2.5m 3m,使试验样品至喷水口相距为,2.5m 3m,，,水流量为,12.5 L/min,5,( 750 L/h ),按被检样品外壳表面积计算，每平方米为,1 min,（不包括安装面积），最少,3 min,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（,IPX6,）,短时浸水试验,浸水箱,放进浸水箱,样品底部到水面的距离至少为,1m,。试,样顶部到水面距离至少为,0.15m,30 min,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（,IPX7,）,持续潜水试验,浸水箱,试验条件和试验时间,:,由供需（买卖）,双方商定，其严酷程度应比,IPX7,高,试验条件和试验时间,:,由供需（买卖）,双方商定，其严酷程度应比,IPX7,高,试验条件和试验时间,:,由供需（买卖）,双方商定，其严酷程度应比,IPX7,高,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（,IPX8,）,三、密封设计,实例分析,设计详析,-O,型圈,透气膜的应用,实例产品上的密封结构,分类,主要密封件,静密封,非金属静密封,O,形橡胶密封圈,橡胶垫片,聚四氟乙烯生料带,橡胶,-,金属复合静密封,组合密封垫圈,金属静密封,金属垫圈,O,形密封圈,液态密封,密封胶,密封的分类,O,型密封圈,O,型密封圈是一种截面为圆形的橡胶圈，因其截面为,O,型，故称其为,O,型密封圈。,O,型密封圈是具有圆形截面的环行橡胶密封圈,.,主要用于机械部件在静态条件下防止液体和气体介质的泄露,.,常见的失效原因主要有,4,种：设计错误、选材错误、密封件质量问题和使用不当。,密封圈选材,常用的橡胶密封材料有三元乙丙橡胶（,EPDM,）、丁腈橡胶（,NBR,）、硅橡胶（,VMQ,）、,氟橡胶（,FKM,或者,FPM,）和氯丁橡胶（,CR,）等。,橡胶的特性各不相同，应用也不同。 选材应从使用温度、材料是否耐受介质、材料的,硬度、压缩永久变形和耐磨性等各种因素综合考虑。,1,、耐化学性能比较,2,、耐温性能比较,3,、物性比较,O,形密封圈设计,1,、确认是否需与挡圈配合,挡圈的材料一般为聚四氟乙烯树脂，,或尼龙,1010,和尼龙,6,等。,材料硬度,压力,MPa,O,形圈截面直径,W,1.78,2.62,3.53,5.33,7.00,邵氏硬度,A70,3.50,0.08,0.09,0.10,0.13,0.15,7.00,0.05,0.07,0.08,0.09,0.10,10.50,0.03,0.04,0.05,0.07,0.08,邵氏硬度,A80,3.50,0.10,0.13,0.15,0.18,0.20,7.00,0.08,0.09,0.10,0.13,0.15,10.50,0.05,0.07,0.08,0.09,0.10,14.00,0.03,0.04,0.05,0.07,0.08,17.50,0.02,0.02,0.03,0.03,0.04,邵氏硬度,A90,3.50,0.13,0.15,0.20,0.23,0.25,7.00,0.10,0.13,0.15,0.18,0.20,10.50,0.07,0.09,0.10,0.13,0.15,14.00,0.05,0.07,0.08,0.09,0.10,17.50,0.04,0.05,0.07,0.08,0.09,21.00,0.03,0.04,0.05,0.07,0.08,35.00,0.02,0.03,0.03,0.04,0.04,2,、,最大允许挤出间隙,工作压力越高，最大允许挤出间隙取值越小。,硬度越高越高，最大允许挤出间隙取值越大。,压力超过,5MPa,时，建议使用挡圈。,如果间隙,g,超过允许范围，就会导致,O,形圈挤出甚至损坏,3,、,压力方向确认,O,形圈在轴向上发生变形，在压力作用下，会产生径向蠕动。,a,、当压力来自内侧，,O,形圈外径应与凹槽,外径接触,b,、当压力来自外侧，,O,形圈内径应与凹槽,内径接触,=(d+d0)/(d1+d0),式中,d-,轴径（,mm,）；,d1-O,形圈内径（,mm,）。,拉伸过大会造成,a,、导致,O,型圈安装困难。,b,、会因截面直径,d0,发生变化而使压缩率降低，以致引起泄漏。,最大允许拉伸,3%,；,最大允许压缩,1%,。,4,、,拉伸率计算,5,、,压缩率计算,压缩率,W,通常用下式表示：,W=,（,d0-h,）,/d0 100%,式中,d0-O,型圈在自由状态下的截面直径,(mm);,h-O,型圈槽底与被密封表面的距离（沟槽深度），,即,O,型圈压缩后的截面高度,(mm),在选取,O,形圈的压缩率时,应考虑：,1,要有足够的密封接触面积；,2,尽量避免永久变形。,圆柱静密封：,10%-15%,，平面静密封：,15%-30%,。,b,Bo,O,形圈变形后的宽度,Bo,（,mm,）与,O,形圈的压缩率,W,和截面直径,do,有关，可用下式计算,Bo=,（,1/(1-W)-0.6W,）,do,O,形圈与,密封面,的接触面宽度,b,（,mm,）也取决于,W,和,do,：,b=( 4W2+0.34W+0.31)do,Bo,应,槽宽,6,、,接触宽度计算,a,、沟槽的作用,限位；防止密封圈过压。,b,、槽深,槽深,H,衬垫直径（或高度）,（,1-,衬垫压缩率）,c,、槽宽,槽宽约为,Bo,0.2,7,、,沟槽的设计,d,、槽口圆角,槽口圆角：防止,O,型圈装配时出现割伤和刮伤。,R=0.1,0.2 mm,8,、,粗糙度,压力作用下，,O,形密封圈会紧贴密封件表面。,密封件表面不得有划痕、凹坑、明显的加工痕迹。,密封圈的质量,1,、影响胶圈使用寿命的主要因素,氧化、热老化、臭氧老化、光效应老化、化学腐蚀、以及霉菌的侵蚀等几大类。,2,、胶圈简易检测方法,定量测算胶圈使用寿命是一个非常复杂的过程且周期长、专用测试设备多，对于非专业,的组织很难做到，经长期的实践，以下三种方法能对比胶圈的品质。,a,、曲绕：将胶圈对折弯曲成,180,置于阳光下照射一段时间，看其表面有无龟裂现象，,龟裂同时间成正比；龟裂少的，品质越好。,b,、水煮：将胶圈切成片壮放在水中煮几个小时，看其水的色度、浑蚀度，色度越低、,浑蚀度越小，说明胶圈满足卫生要求的可靠性越大。此方法能直观的反应,胶圈符合卫生标准的程度。,c,、压缩：用两块板夹住胶圈使其压缩,2530%,，在,23,压缩状态下停放,3,天后松开看其,变形量，变形越小，说明品质越好。,防水透气阀（呼吸器）,室外电子产品的机壳经常遭受温度变化、风雨侵蚀和太阳辐射。,长期运行或温度骤变时，壳内外会产生压差。,透气膜具有极高的透气量 ，能平衡机壳内外压力，大大降低罩壳密封条所承受的应力，,从而最大程度地减少故障发生几率,1,、,应用透气膜的意义,2,、,透气膜原理,对应,IPX6,的防水要求，注意其,X6,是强烈喷水，喷水时具有比较强的作用力，,可能会 导致粘贴式防水透气膜产生剥离、脱落等现象，所以此时不要选用,粘贴式防水透气膜。,3,、,透气膜的安装方式,四、测试方法,半成品测试方法,成品测试方法,半成品测试,浸水测试,(,原始方案,),测试方法：,上下盖组装后，浸入水中，观察是否会有气泡冒出。,a,、如有气泡，拿回成型段，熔掉，重新压铸。,b,、如无气泡，拆掉，后端处理。,弊端：,需大量的人力。,浸水测试,(,改进方案,),成品测试,测试方法：,壳体充入气压时达到,52.3Kpa,保持,3,分钟，气压下降不大于,0.3Kpa,The End. thanks!,