密封設計中的幾個問題

3.密封設計中的幾個問題
3.1 密封用材料
密封材料應滿足密封功能的要求。由于被密封的介質不同，以及設備的工作條件不同，要求密封材料具有不同的適用性。對密封材料的要求是︰①材料致密性好，不易泄漏介質；②有適當的機械強度和硬度；③壓縮性和回彈性好，永久性變形小；④高溫下不軟化、不分解，低溫下不硬化、不脆裂；⑤抗腐蝕性能好，在酸、堿、油等介質中能長期工作，其體積一硬度變化小，且不粘附在金屬表面上；⑥摩擦系數小，耐磨性好；⑦具有與密封面貼全的柔軟性；⑧耐老化性好，經久耐用；⑨加工制造方便，價格便宜，取材容易。顯然，任何一種材料要完全滿足上述要求是不可能的，但具有優異密封性能的材料能夠滿足上述大部分要求。
可橡膠是最常用的密封材料，除橡膠外，適合于做密封材料的還有石墨帶、聚四氟乙烯以及各種密封膠等，表29.2-4列出密封材料的分類和用途。

表29.2-2 常用密封方法的特征

類別		材料	用途
液體		高分子材料	液態密封膠、厭氧膠、熱熔型密封膠
縴維	植物縴維	棉、麻、紙、軟木	墊片、軟填料、防塵密封件、夾布橡膠密封件
縴維	動物縴維	毛、氈、皮革	墊片、軟填料、成型填料、油封、防塵密封件
縴維	礦物縴維	石棉	墊片、軟填料
縴維	人造縴維	有機合成縴維、玻璃縴維、碳縴維、陶瓷縴維	軟填料、夾布橡膠密封件
彈塑性體	橡膠	合成橡膠、天然橡膠	墊片、成型填料、油封、軟填料、防塵密封件、全封閉密封件
	塑料	氟塑料、尼龍、聚乙烯、酚醛塑性、氯化聚醚、聚苯硫醚	墊片、成型填料、油封、軟填料、硬填料、活塞環、機械密封、防塵密封件、全封閉密封件
	密封膠	液態密封膠、厭氧膠	墊片、導管聯接、螺紋密封
無機材料	柔生石墨	天然石墨	墊片、軟填料、密封件
	碳石墨	焙燒碳、電化石墨	機械密封、硬填料、動力密封、間隙密封
	工程陶瓷	氧化鋁瓷、滑石瓷、金屬陶瓷、氧化　、硼化鉻	機械密封、硬填料、動力密封、間隙密封
金屬	有色金屬	銅、鋁、鉛、鋅、錫及其合金	墊片、軟填料、機械密封、迷宮密封、硬填料、間隙密封
	黑色金屬	碳鋼、鑄鐵、不銹鋼、堆焊合金、噴涂粉末	墊片、硬填料、機械密封、活塞環、間隙密封、防塵密封件、全封閉密封件、成型填料
	硬質合金	鎢鈷硬質合金、鎢鈷鈦硬質合金	機械密封
	貴金屬	金、銀、銦、鉭	高真空密封、高壓密封、低溫密封

3.2 加工工藝
良好的加工工藝和成型工藝是保證密封件尺寸精度、表面特性以及提高抗體育館和耐磨能力的有效手段。與密封有關的加工工藝包括模壓、浸漬、噴涂、燒結、焊接、電鍍和表面熱處理等。同一材料，如果處理工藝不同，其特性會有很大的差別。就密封件制造中最常用的模壓工藝來說，如果壓出來的成品在形狀、尺寸等方面誤差很大，分型面上存在飛邊、毛刺，對于密封都是很不利的。以橡膠O形圈為例，它是靠給定的壓縮變形量來保證密封的，如果由于尺寸精度差而保證不了必要的壓縮變形量，就會出現泄漏。此外，由于O形圈是以預拉伸狀態安裝于密封部位，當運動摩擦發熱時，O形圈不是膨脹，而是收縮（拉伸狀態下的橡膠受熱收縮，稱為焦耳效應），這也可能使工作時的壓縮變形量減小而發生泄漏。因此，設計時必須嚴格控制尺寸精度，並應考慮到各種影響因素，例如，與密封件相接觸的零件的尺寸精度、表面粗糙度及紋理方向等。
3.3 摩擦、磨損與潤滑
摩擦和磨損是接觸型動密封中必然存在的問題。接觸型動密封的密封件與被密封件相接觸，由于有相對運動而產生摩擦，導致發熱和零件表面的磨損，這是引起泄漏及密封件損壞的主要原因。因此滑潤液壓與潤滑劑的選擇就成了密封設計中必須慎重考慮的問題。一般都選擇自潤滑方式，例如浸漬各種潤滑劑的填料、浸漬石墨以及采用摩擦系數小的聚四乙烯等。當介質具有潤滑性時，則用介質本身潤滑。