鼓形密封圈的结构_基础知识

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所属分类:密封圈
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鼓形密封圈又称活塞密封圈,它是为单向和双向工作的活塞而设计的。密封圈的截面、衬套或挡环的结构与活塞的设计有很大的关系。由于有各种性能的要求,所以鼓形密封圈的结构也不可能是一致的。
鼓形密封圈的中间是一个鼓形橡胶圈,两侧是夹织物层,再两侧是酚醛树脂制的环,三者合成一体。鼓形橡胶圈相当于唇部,工作时,唇部以一定的预接触压力井陉米饭呢个,同时两侧的夹织物层饱吸润滑剂,在缸壁之间的尖子处形成由楔,保证唇部得到良好的润滑。所以这种密封摩擦小、磨损少。最外层的两只挡环(支撑环及导向环),保证密封圈不发生“挤出”现象,同时也无异常响声和“反转”事故,因此工作稳定。它比用两个Y形密封圈简单,可以减轻活塞的重量,适用于双向密封。
目前生产和使用的截面结构较多,归纳起来有以下三种类形,如图5-38、和图5-40所示。
这类活塞密封圈都是用丁晴橡胶与夹织物橡胶结合成的弹性体,再配上两个塑料挡环组成这种类型的密封。橡胶密封圈固定在活塞杆沟槽底部,密封唇与液压缸壁之间有一定过盈量,以保证零压时密封。在压力作用下,通过橡胶圈轴向压缩而产生径向拉伸和压缩应力,使密封唇部峰紧贴于金属表面。随着液压的增加,接触压力也增大,这样就起到了密封圈的自封作用。
第一类鼓形密封圈,可以看成有两个带夹织物的蕾形密封圈对接成一个整体的双向密封圈。这一改进,比原用两个蕾形密封圈完成双向密封,既简单又适用,不但摩擦阻力小,而且耐压性能也有所提高。这是鼓形密封圈中较早使用是一种结构。
第二类鼓形密封圈包括一个弹性橡胶圈,两个L形支撑环或导向环,橡胶圈在沟槽底部是静止的。橡胶密封体与液压缸相接触的密封面自从采用多层耐磨夹织物胶之后,使密封唇的补强性和表面的稳定性显著提高。因夹织物胶层本身具有良好的表面结构,能保持小量的润滑剂,保证密封件工作时的润滑,减少了表面磨损,提高了密封寿命。如采用纯胶表面密封,则在低速高压下运功往往发生干磨,并粘附在金属表面上,其结果使密封表面很快产生损坏。因此,第二类结构的鼓形密封圈,密封压力高,使用寿命长,已被广泛使用。
第三类鼓形密封圈,在密封效果上与第二类相似,结构的区别其夹织物胶层的层数比第二类多,而且密封件所配用的支撑环都是切口的。这种设计可以将密封件很容易的装配到活塞上,甚至可随活塞固定到活塞杆上。这种密封结构适宜于浅的简单结构的活塞头。
鼓形密封圈主要靠截面的压缩来保证去初始密封的。为了确保密封圈有一定的压缩量,要求密封唇部截面设计有一定的过盈。过盈量的大小,将对密封件的使用寿命和性能有很大关系。密封唇截面预压缩率范围,一般在10%~18%较为适宜。
与鼓形密封圈的密封机理相同的为山形密封圈。鼓形和山形橡胶密封圈都适用于往复运动在液压缸活塞上其密封作用,并已标准化,有两种基本型式(图5-41):第一种型式由一个鼓形夹织物橡胶密封圈和二个L型塑料环组成,如图5-41A所示。第二种型式由一个山形橡胶密封圈和二个J形塑料环、二个矩形塑料环组成,如图5-41B所示。鼓形夹织物橡胶密封圈和山形橡胶密封圈,如图5-42所示。密封圈的工作压力范围见表5-34。
表5-34鼓形、山形密封圈的工作压力范围
往复运动速度/m.s-1
鼓形密封圈工作压力/MPa
山形密封圈工作压力/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见表5-35
表5-35鼓形夹织物橡胶密封圈和山形橡胶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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