鼓形密封圈的結構_基礎知識

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所屬分類:密封圈
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鼓形密封圈又稱活塞密封圈,它是為單向和雙向工作的活塞而設計的。密封圈的截面、襯套或擋環的結構與活塞的設計有很大的關系。由于有各種性能的要求,所以鼓形密封圈的結構也不可能是一致的。
鼓形密封圈的中間是一個鼓形橡膠圈,兩側是夾織物層,再兩側是酚醛樹脂制的環,三者合成一體。鼓形橡膠圈相當于唇部,工作時,唇部以一定的預接觸壓力井陘米飯呢個,同時兩側的夾織物層飽吸潤滑劑,在缸壁之間的尖子處形成由楔,保證唇部得到良好的潤滑。所以這種密封摩擦小、磨損少。最外層的兩只擋環(支撐環及導向環),保證密封圈不發生“擠出”現象,同時也無異常響聲和“反轉”事故,因此工作穩定。它比用兩個Y形密封圈簡單,可以減輕活塞的重量,適用于雙向密封。
目前生產和使用的截面結構較多,歸納起來有以下三種類形,如圖5-38、和圖5-40所示。
這類活塞密封圈都是用丁晴橡膠與夾織物橡膠結合成的彈性體,再配上兩個塑料擋環組成這種類型的密封。橡膠密封圈固定在活塞桿溝槽底部,密封唇與液壓缸壁之間有一定過盈量,以保證零壓時密封。在壓力作用下,通過橡膠圈軸向壓縮而產生徑向拉伸和壓縮應力,使密封唇部峰緊貼于金屬表面。隨著液壓的增加,接觸壓力也增大,這樣就起到了密封圈的自封作用。
第一類鼓形密封圈,可以看成有兩個帶夾織物的蕾形密封圈對接成一個整體的雙向密封圈。這一改進,比原用兩個蕾形密封圈完成雙向密封,既簡單又適用,不但摩擦阻力小,而且耐壓性能也有所提高。這是鼓形密封圈中較早使用是一種結構。
第二類鼓形密封圈包括一個彈性橡膠圈,兩個L形支撐環或導向環,橡膠圈在溝槽底部是靜止的。橡膠密封體與液壓缸相接觸的密封面自從采用多層耐磨夾織物膠之后,使密封唇的補強性和表面的穩定性顯著提高。因夾織物膠層本身具有良好的表面結構,能保持小量的潤滑劑,保證密封件工作時的潤滑,減少了表面磨損,提高了密封壽命。如采用純膠表面密封,則在低速高壓下運功往往發生干磨,并粘附在金屬表面上,其結果使密封表面很快產生損壞。因此,第二類結構的鼓形密封圈,密封壓力高,使用壽命長,已被廣泛使用。
第三類鼓形密封圈,在密封效果上與第二類相似,結構的區別其夾織物膠層的層數比第二類多,而且密封件所配用的支撐環都是切口的。這種設計可以將密封件很容易的裝配到活塞上,甚至可隨活塞固定到活塞桿上。這種密封結構適宜于淺的簡單結構的活塞頭。
鼓形密封圈主要靠截面的壓縮來保證去初始密封的。為了確保密封圈有一定的壓縮量,要求密封唇部截面設計有一定的過盈。過盈量的大小,將對密封件的使用壽命和性能有很大關系。密封唇截面預壓縮率范圍,一般在10%~18%較為適宜。
與鼓形密封圈的密封機理相同的為山形密封圈。鼓形和山形橡膠密封圈都適用于往復運動在液壓缸活塞上其密封作用,并已標準化,有兩種基本型式(圖5-41):第一種型式由一個鼓形夾織物橡膠密封圈和二個L型塑料環組成,如圖5-41A所示。第二種型式由一個山形橡膠密封圈和二個J形塑料環、二個矩形塑料環組成,如圖5-41B所示。鼓形夾織物橡膠密封圈和山形橡膠密封圈,如圖5-42所示。密封圈的工作壓力范圍見表5-34。
表5-34鼓形、山形密封圈的工作壓力范圍
往復運動速度/m.s-1
鼓形密封圈工作壓力/MPa
山形密封圈工作壓力/MPa
0.5
0.10~40
0~20
0.15
0.10~70
0~35
鼓形和山形密封圈的主要尺寸系列見表5-35
表5-35鼓形夾織物橡膠密封圈和山形橡膠密封圈的主要尺寸系列(摘自10708.2-89)
D
d
L
D1
S1
S2
S3
S4
l
D
d
L
D1
S1
S2
S3
S4
l
25
32
40
17
24
32
10
25.6
32.6
40.6
4.6
3.4
4.7
2.5
6.5
50
56
63
70
80
90
100
110
35
41
48
55
65
75
85
95
20
50.9
56.9
63.9
70.9
80.9
90.9
100.9
110.9
8.4
6.5
8.5
4.5
14.5
25
32
40
50
56
63
15
22
30
40
46
53
12.5
25.7
32.7
40.7
50.7
56.7
63.7
5.7
4.2
5.8
3.2
8.5
80
90
60
70
25
81
91
11
8.7
11.2
5.5
18
100
110
125
140
160
180
80
90
105
120
140
160
25
101
111
126
141
161
181
11
8.7
11.2
5.5
18
180
155
32
181.3
13.7
10.8
13.9
7
24
200
220
250
280
320
360
170
190
220
250
290
330
36
201.5
221.5
251.5
281.5
321.5
361.5
16.5
12.9
16.7
8.8
28
125
140
160
100
115
135
32
126.3
141.3
161.3
13.7
10.8
13.9
7
24
400
450
500
360
410
460
50
401.8
451.8
501.8
21.8

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