5-1密封概述

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,5-1 液压与气动密封概述,一、 密封的功用,（1）密封用来防止流体泄漏，泄漏分内泄漏和外泄漏。,泄漏带来能量损失、环境污染。密封减少泄漏的同时还要考虑密封力对液压气动元件的低速性能、响应和精度的影响。,（2）阻止外界空气、水分和灰尘侵入系统。,1,5-1 液压与气动密封概述,二、 密封的类型,动密封和静密封,成形填料密封、胶密封、带密封和填料密封,接触密封和非接触密封,辅助密封,2,5-1 液压与气动密封概述,二、 密封的类型,按密封对偶面有无相对运动分,：,动密封和静密封,动密封：密封偶合面之间有相对运动，,动密封有往复动密封和旋转动密封。,往复动密封又分为孔用密封和轴用密封，孔用密封是密封件与孔相对运动，轴用密封是密封件与轴相对运动。,动密的特点：密封，减磨、降阻,3,5-1 液压与气动密封概述,二、 密封的类型,静密封：平面密封和圆柱密封，平面密封有受内压和受外压之分,4,5-1 液压与气动密封概述,二、 密封的类型,按密封件形状和型式分,：成形填料密封、胶密封、带密封和填料密封。,成形填料密封：通过压模成形的密封件。,填料密封：固态软质材料堵塞泄漏通道。,带密封：通过缠绕和贴敷在泄漏处,胶密封：液体或膏状涂敷在泄漏处,5,5-1 液压与气动密封概述,二、 密封的类型,按密封对偶面有无直接接触分,：,接触密封和非接触密封。,接触密封：压缩型和压力赋能型（有自密封的能力）。压力赋能型又分挤压型（O形密封类）和唇形。,非接触密封：间隙密封、 迷宫密封和动力密封。摩擦力小、磨损小但密封效果差，主要用在防治内泄漏。,6,5-1 液压与气动密封概述,二、 密封的类型,辅助密封： 防尘圈、档圈、导向支承环、 缓冲圈和防污保护圈,7,5-1 液压与气动密封概述,三、,对密封的基本要求,密封效果与摩擦是相互制约的。提高密封性能会带来摩擦力的增加，加速密封件的磨损，运动件的机械效率降低。,综合性能：,密封性能,摩擦性能,耐压性能,其他的经济技术性能：,寿命、安装性能,和,经济性,8,5-1 液压与气动密封概述,三、,对密封的基本要求,密封的综合性能不仅与密封件本身的性能有关（单体性能），还要看密封件的使用条件（安装结构尺寸、使用环境、压力条件等）下的实际性能（实机性能）,综合性能的评价：,单体性能、实机性能,9,5-2 液压与气动密封理论,一、,密封机理,弹性密封体的压缩变形， 产生与对偶面之间的接触应力，密封材料挤入密封面的微观凹坑。,静密封只要不是过度压缩导致不能回弹就能实现绝对的密封,动密封要兼顾密封和摩擦以及运动件的机械效率。摩擦发热加速密封件老化失效，降低油液粘度增加泄漏，破环油膜加剧磨损；磨损减低密封件的寿命；摩擦力增大液压缸的启动压力和引起低速爬行； 影响伺服元件的控制精度。,10,5-2 液压与气动密封理论,二、,密封件的润滑、摩擦与磨损,（1） 密封件的润滑,实际上，密封件是浮在润滑油膜上的运动状态下油膜厚度与相对运动速度、流体粘度、接触面应力等因素有关,油膜厚度与相对运动速度：速度越大，油膜越厚。,油膜厚度与接触面应力：接触面应力越大油膜厚度越薄。,11,5-2 液压与气动密封理论,二、,密封件的润滑、摩擦与磨损,（2） 密封件的摩擦,摩擦与运动速度,：静止时边界润滑状态，材料较软的密封材料还可能嵌入密封表面的微小凹坑，造成粘着 ，启动摩擦力大；随相对运动速度的增加，油膜厚度增加，使摩擦力下降；随着相对运动速度的增加，粘性摩擦力增大,12,5-2 液压与气动密封理论,二、,密封件的润滑、摩擦与磨损,（2） 密封件的摩擦,摩擦与表面粗糙度,：表面太粗糙， 要有足够的油膜厚度才能避免边界润滑状态，如果金属与密封件直接接触还会导致密封材料粘着在金属基体上。,13,5-2 液压与气动密封理论,二、,密封件的润滑、摩擦与磨损,（2） 密封件的摩擦,摩擦与爬行：,动静摩擦系数的差异是爬行的主要原因,聚四氟乙烯材料,：动静摩擦系数接近，摩擦系数低，自润滑性，可以作固体润滑材料使用,14,5-2 液压与气动密封理论,二、,密封件的润滑、摩擦与磨损,（2） 密封件的摩擦,摩擦与停留时间,：停留时间越长，油膜被挤压越薄，摩擦系数增加,15,5-2 液压与气动密封理论,二、,密封件的润滑、摩擦与磨损,（3） 密封件的磨损,表面粗糙度值越低，磨损越小，但过低的粗糙度不利油膜的形成。磨损还与表面纹理有关。,16,5-3 液压与气动密封材料,一、,密封材料的性能指标,（1）耐油和耐化学品的性能,橡胶遇油或油中添加剂而膨胀,橡胶中的增塑剂溶于油中，使橡胶体积、重量改变，硬度和弹性降低,与矿物油溶解度参数相近的橡胶材料容易膨胀，不耐油；丁腈橡胶最耐油,17,5-3 液压与气动密封材料,一、,密封材料的性能指标,（2）机械性能,密封材料的密封性能主要是由其机械性能决定的。,18,5-3 液压与气动密封材料,一、,密封材料的性能指标,（2）机械性能,a、 硬度,硬度指材料表面抵抗变形和破坏的能力,硬度与强度有近似关系,橡胶的硬度用绍氏硬度表示,硬度越高耐压能力越强，耐磨性好,硬度低，材料柔顺，对提高密封性能有利,19,5-3 液压与气动密封材料,一、,密封材料的性能指标,b、 抗张强度与伸长率,影响密封件的安装性能，抗张强度越低，易应力松弛和永久变形,20,5-3 液压与气动密封材料,一、,密封材料的性能指标,c、 弹性,影响密封件的密封性能，消除偏心的能力,21,5-3 液压与气动密封材料,一、,密封材料的性能指标,d、 永久变形,22,5-3 液压与气动密封材料,一、,密封材料的性能指标,（2）机械性能,e、 耐磨性,影响密封件的使用寿命，与硬度和抗拉强度相关,23,5-3 液压与气动密封材料,一、,密封材料的性能指标,(3) 耐热性能,(4) 耐低温性能,(5) 老化与耐候性,(6) 透气性能,24,5-3 液压与气动密封材料,二、,常用的密封材料及其性能,液压与气动中,主要是各类合成橡胶和合成树脂,（1）合成橡胶,优点：,弹性模量小，易变形,常温下无屈服点，可以经受较大的变形,抗疲劳性能好,缺点：,遇油膨胀，热致老化，酸腐蚀，低温失去弹性，变形后回复有延时，变形后有少量的永久变形,25,5-3 液压与气动密封材料,二、,常用的密封材料及其性能,液压与气动中,常用的合成橡胶材料,丁腈橡胶,（液压常用的材料）,加氢腈橡胶,（耐热老化）,氟橡胶,（耐热、耐油）,聚胺酯,（耐磨、耐压、热塑性合成橡胶）,26,5-3 液压与气动密封材料,二、,常用的密封材料及其性能,（2）合成树脂,总体性能处在相交与金属之间。比合成橡胶刚度大强度高，合成树脂材料的摩擦系数小，适合做动密封材料。,但合成树脂材料的弹性、柔顺性不如橡胶，很少单独做密封件，而是和橡胶材料一起构成复合密封件，以弥补橡胶材料的刚性不足。,27,5-3 液压与气动密封材料,二、,常用的密封材料及其性能,（2）合成树脂,液压与气动中的合成树脂密封材料：,聚四氟乙烯（PTFE）,聚酰胺树脂（PA）,超高分子量聚乙烯树脂（UHMWPE）,聚甲醛树脂（POM）,28,5-3 液压与气动密封材料,二、,常用的密封材料及其性能,（2）合成树脂,聚四氟乙烯（PTFE）：,动静摩擦系数接近，摩擦系数低，自润滑性，可以作固体润滑材料使用。,常添加二硫化钼、石墨、青铜粉和碳纤维改善其性能，填充聚四氟乙烯材料的热膨胀较大，耐油性能好。,29,5-3 液压与气动密封材料,二、,常用的密封材料及其性能,（2）合成树脂,聚酰胺树脂（PA）：,强度大于聚四氟乙烯，有优良的耐磨性和承载能力。,吸水性强，会导致尺寸变化,30,5-3 液压与气动密封材料,二、,常用的密封材料及其性能,（2）合成树脂,聚酰胺树脂（PA）： ：,坚韧又柔软，耐磨，摩擦系数低,耐热和耐油性能不是太好,31,5-3 液压与气动密封材料,二、,常用的密封材料及其性能,（2）合成树脂,聚甲醛树脂（POM） ：,优良的综合性能，但耐热性能差,32,