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常用的流體密封件主要包括三大類(lèi)，即O形圈、往復(fù)運(yùn)動(dòng)用唇形密封件和旋轉(zhuǎn)軸用唇形密封件（油封）。橡膠密封件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其應(yīng)用的密封機(jī)理密切相關(guān)。 O形圈及類(lèi)O形圈密封件 O形圈是一種斷面呈圓形的圓環(huán)形密封件，在所有密封制品中是產(chǎn)量Z大，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度Z高，使用Z成熟的一類(lèi)密封制品。 O形圈在流體密封中按其工作狀態(tài)可分為靜態(tài)密封和動(dòng)態(tài)密封。 從高分子角度看，橡膠O形圈材料的密封行為類(lèi)似于黏度很高的流體，它具有把壓力傳遞到與之接觸的表面上的特性。當(dāng)O形圈裝在溝槽中使其斷面受到一定程度的壓縮（通常為8%-25%）時(shí)，便產(chǎn)生一個(gè)初始接觸應(yīng)力。在被密封流體（空氣、水、油等）的壓力極低或等于零的情況下，在高的流體壓力下，O形圈被壓向與壓力方向相反一側(cè)的溝槽角落，并產(chǎn)生堵塞流體泄露通道的應(yīng)力分布，起到密封作用。即在大的流體壓力下，密封的接觸壓力等于O形圈的初始接觸應(yīng)力與流體壓力產(chǎn)生的接觸應(yīng)力之和。接觸壓力總是稍大于液體的工作壓力，所以極大地提高了密封效果。 當(dāng)O形圈用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封時(shí)，其密封機(jī)理也是自密封作用。但由于O形圈處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而且流體壓力是從O形圈兩面交替施加的，所以該過(guò)程極為復(fù)雜。通過(guò)活塞桿密封件的實(shí)驗(yàn)，基本認(rèn)識(shí)了往復(fù)運(yùn)動(dòng)O形圈密封和泄露的機(jī)理。如果將O形圈和軸的表面放大，其表面會(huì)是凹凸不平的，尤其是O形圈的接觸面則以其凸起處與軸接觸。當(dāng)軸開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，由于軸將與其黏著的液體帶入O形圈和軸之間的楔形狹窄區(qū)，這部分的液體壓力將大于工作流體壓力。如果這個(gè)壓力大于O形圈的接觸壓力，O形圈便會(huì)被頂起，液體就侵入到凹處，從而造成泄露。當(dāng)軸向相反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，因軸的運(yùn)動(dòng)方向與壓力方向相反，沿軸運(yùn)動(dòng)方向的泄露就減小，兩者之差就形成了往復(fù)運(yùn)動(dòng)中向外部的泄露。一般來(lái)說(shuō)，液體黏度越大，軸速越大，這種滑動(dòng)效果也就越大，泄漏也就越嚴(yán)重。 O形圈在動(dòng)態(tài)密封中有兩個(gè)主要缺陷，即扭轉(zhuǎn)損傷和初始動(dòng)摩擦阻力很大。為克服這兩種缺陷產(chǎn)生了非圓斷面O形圈和復(fù)合結(jié)構(gòu)O形圈。例如：O形圈的主要代用品是方形或矩形密封圈，在靜態(tài)密封中很普遍。在動(dòng)態(tài)密封中和O形圈相比的優(yōu)點(diǎn)是，斷面能完全填入溝槽，因而在壓力交變時(shí)其機(jī)械位移很小；其抗扭轉(zhuǎn)破壞和擠出的能力由于其摩擦接觸面大，使其只適用于低速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，不適合做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另外根據(jù)不同的使用需求，還有D形圈、三角形圈、菱形圈、X形圈、H形圈等等。 唇形密封件及防塵圈 唇形密封件是指受壓呈唇形并具有壓力強(qiáng)化密封作用的一類(lèi)密封件或襯墊。其結(jié)構(gòu)形式很多，除標(biāo)準(zhǔn)的V形、U形、Y形、L形和J形外，還有由這些形狀演變而來(lái)的各種特殊形狀。在材料上主要是橡膠或夾布橡膠；聚四氟乙烯用于某些化學(xué)制造設(shè)備；金屬材料更是在上述材料都不能滿(mǎn)足要求的場(chǎng)合，如超高溫、超低溫及核輻射環(huán)境下使用。這類(lèi)唇形密封件一般局限于往復(fù)運(yùn)動(dòng)使用，但其中有些類(lèi)型也可用于靜態(tài)或旋轉(zhuǎn)密封。 唇形密封件在無(wú)外壓下先安裝在溝槽中，這時(shí)密封唇受活塞桿或缸壁的壓縮產(chǎn)生一個(gè)初始接觸壓力。在外壓作用下，唇形密封件的密封唇被壓向被密封表面，壓力通過(guò)襯墊傳遞到其接觸點(diǎn)上，唇緣接觸點(diǎn)的壓力始終大于流體壓力，于是防止了流體泄露。唇形密封件無(wú)論在高壓或低壓下都有很高的密封效率，而且對(duì)磨損有一定的補(bǔ)償作用，不會(huì)造成很快泄漏。 防塵圈是一類(lèi)特殊的密封件，它在液壓和氣動(dòng)缸中不作為主要密封面而作為一種防塵裝置使用，用于去除往復(fù)活塞桿漏在缸體以外部分表面上所附著的塵土、灰砂、粉塵、雨水及冰霜等污物，以保證機(jī)械內(nèi)部的清潔。 防塵圈的斷面Z簡(jiǎn)單的為矩形，其材料通常是毛氈、硬質(zhì)膠或其他半硬的彈性材料。使用時(shí)需要施加預(yù)負(fù)荷，防塵效果取決于預(yù)負(fù)荷的大小和防塵圈工作面的性質(zhì)。但是，隨著負(fù)荷的增加，雖然增加了擦拭作用，但同時(shí)也增大了摩擦和磨損。 油封 油封是旋轉(zhuǎn)軸密封件的Z重要的品種，又稱(chēng)徑向唇形密封件。它的主要用途是通過(guò)撓性密封唇與軸或殼體接觸來(lái)防止軸承潤(rùn)滑油的泄露，也可通過(guò)它防止外部塵土和泥水等外來(lái)物的侵入。 油封裝配使用時(shí)，其尖銳的密封刃口在徑向力的作用下與軸接觸會(huì)發(fā)生輕微的變形，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)變形部分迅速被磨損成一定寬度的平口（這一過(guò)程稱(chēng)為油封的磨合，在很短時(shí)間內(nèi)即告完成），通過(guò)這一平口即可將油膜控制在邊界潤(rùn)滑狀態(tài)（厚度約0.0025mm），從而防止了油的泄漏。 油封唇部材料的性能對(duì)油封的工作性能有極其重要的影響。它決定著油封的工作溫度范圍、摩擦、磨損性能、耐介質(zhì)性能和密封性能等。所以，作為油封唇部材料的橡膠材料，除應(yīng)滿(mǎn)足適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度和硬度，耐高低溫、耐工作介質(zhì)等一般要求外，還必須具有良好的撓性以使其在軸運(yùn)行時(shí)對(duì)軸有良好的跟隨性和對(duì)軸的不規(guī)則性、偏心和震動(dòng)有良好的補(bǔ)償能力。同時(shí)具有高度撓性的密封唇對(duì)被密封的軸所需徑向力也小，因而能減小摩擦力和摩擦生熱。 流體動(dòng)力學(xué)油封的特點(diǎn)是在軸旋轉(zhuǎn)時(shí)同時(shí)具有流體動(dòng)力效應(yīng)，即能用粘滯剪切力抵抗泄漏流動(dòng)力，把泄漏的油向油腔方向回送。回油剪切力或回油推力的產(chǎn)生是靠油封的空氣側(cè)唇面附加的凸起或凹下的花紋，如斜條紋、圓形或半圓形花紋、波形紋等。這些花紋在唇口均布并于唇口相切，于是唇與軸表面接觸時(shí)不僅形成一個(gè)平滑的接觸帶，而且還產(chǎn)生與軸接觸帶呈一定角度的接觸分枝區(qū)。當(dāng)軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，這些花紋便像螺桿泵一樣把通過(guò)刃口漏到空氣側(cè)的油泵送回油腔，從而避免了油從密封部位泄漏到外部。