更新时间:2022-06-27 00:18:29 作者:创始人
密封的目的是给有泄漏可能的地方设置一个完美的物理屏障,应该对其施加密封静态密封件无泄漏密封件。为了实现这一目标,密封 piece必须具有足够的弹性,能够流入(嵌入)并填充被子密封 piece表面的任何不平整处,同时必须保持足够的刚性,以防止其在系统满载密封压力下挤入表面之间的间隙。这两个要求早就满足了。压缩加载形成弹性流动,密封 piece warp 压缩处于受力状态。所以整个密封系统中存储的弹性应变可以维持接触压力。系统中可能出现的任何应力松弛都会降低性能。这种情况可能是由于密封 材料本身的应力松弛(可能伴有蠕变滑入间隙)、热膨胀不均匀,或者是垫片情况下的法兰偏斜或螺栓拉伸造成的。
所有弹性环密封件需要密封 材料在装配状态下与其中一个配合件过盈配合。例如,在固体橡胶密封环如O形环或矩形环的情况下,材料可以处于正压或张力下,或者处于分压或张力下。类似地,根据横截面是外径密封还是内径密封
因此,无论密封的结构形式如何,在密封触点和配合面之间都会产生一个负载。该界面载荷的大小取决于密封件装配时的干涉量或“压缩量”和材料的弹性模量。在lip 密封 piece的情况下,界面载荷会随着lip的径向厚度、柔性腿的长度和材料的弹性模量而变化。界面载荷的分布与横截面的几何形状有关,如图1所示。这个负载曲线显示了摩擦的概况和泄漏特性。对于移动密封件,为了获得使密封件移动的动载荷,必须将密封件引起的载荷乘以摩擦系数,本质上是一种功率损耗。
至少理论上,接触压力越大,储存在密封件中的弹性应变能越大。所以可以用更多的空间来约束使用中的松弛,直到密封 材料本身因为压力过大而损坏,完全丧失能力,基本符合实际情况。虽然弹性材料本身不可能是压缩(即不减体积可以允许变形),只能在这个限度内进行预应力,但这种情况在使用垫片时比使用其他类型的静密封件时更容易发生。
一个mobile 密封 piece的这些要求是相互冲突的,需要综合考虑。就接触式密封件而言,good 密封 sex要求被/kloc-0表面有足够大的接触压力/(这与被密封)的介质压力有关;同时,密封件要尽量减少摩擦和磨损。
当使用一个压缩 type 密封 piece时,大的预载荷和大的摩擦 force是不可避免的。通过选择合适的填料或密封 材料,可以在一定程度上降低摩擦 force。在采用填料的情况下,还可以通过拧紧压盖来调整摩擦力,以获得允许的/kloc。此外,为了补偿填料 surface的可能磨损,需要定期调整压盖的压紧状态。这是大多数类型的压盖填料 密封的常规要求。
对于a 压缩 密封件来说,不管实际压力如何,密封 摩擦总是比较高的。因此,如果在超高压下调整密封静态摩擦(因此起始摩擦 force)也将大于动态摩擦,尽管当使用混合或涂层聚四氟乙烯的填料时,这种差异可以忽略。压缩 密封用于运动场合的另一个缺点是,远不如压力赋能的密封件紧凑。
但是对于不同的应用,各种密封 pieces往往各有千秋。例如用于旋转运动。一个mobile 密封 piece的这些要求是相互冲突的,需要综合考虑。就接触式密封件而言,good 密封 sex要求被/kloc-0表面有足够大的接触压力/(这与被密封)的介质压力有关;同时,密封件要尽量减少摩擦和磨损。
当使用一个压缩 type 密封 piece时,大的预载荷和大的摩擦 force是不可避免的。通过选择合适的填料或密封 材料,可以在一定程度上降低摩擦 force。在采用填料的情况下,还可以通过拧紧压盖来调整摩擦力,以获得允许的/kloc。此外,为了补偿填料 surface的可能磨损,需要定期调整压盖的压紧状态。这是大多数类型的压盖填料 密封的常规要求。
对于a 压缩 密封件来说,不管实际压力如何,密封 摩擦总是比较高的。因此,如果在超高压下调整密封静态摩擦(因此起始摩擦 force)也将大于动态摩擦,尽管当使用混合或涂层聚四氟乙烯的填料时,这种差异可以忽略。压缩 密封用于运动场合的另一个缺点是,远不如压力赋能的密封件紧凑。
但是对于不同的应用,各种密封 pieces往往各有千秋。例如用于旋转运动。特别是对于重载下的旋转运动,加盖标志材料密封一般具有较长的使用寿命,是密封中唯一有可能采用合适的材料来承受高温和恶劣使用条件的类型。另一方面,对于往复式工作,即使在恶劣的工作条件下(在材料,的最大工作温度范围内),柔性(压力赋能)密封件或密封件具有良好的工作性能,其摩擦和磨损相当小。但是,所有的柔韧性密封件在承受压力而不被挤压和过度变形的能力方面受到一定条件的限制。同时,由于有多种不同的设计可供选择,仍然需要逐一研究应用和组装。图2显示了各种移动密封零件的标准压力和速度范围。
对于几乎所有种类的动态密封零件(压缩或压力赋能),密封零件的润滑对决定密封零件的性能和寿命起着重要的作用。当滑动表面的材料是聚四氟乙烯时,这种情况可能是例外,因为PTFE在大多数其他类型的材料表面上滑动时具有非常低的摩擦系数,并且它可以摩擦而无需润滑,因此所引起的磨损可以忽略不计。在“湿”应用中,含有密封的液体本身可以提供有效的润滑。当密封干燥气体、水溶液或蒸汽时,流体本身不是润滑剂。此时,需要为密封 surface或dope 密封 材料提供润滑剂源。甚至会需要特别的密封设计,否则选择合适的密封或填料的余地就会大大减少。
压缩 填料可以设计为在干燥的表面上工作。在这种情况下,润滑剂包含在填料本身中。简单压缩 密封环和压力激励密封件或密封组件通常设计为在完全润滑的条件下工作。以上两种情况,密封 piece本身浮在润滑膜上,润滑剂形成最后的密封屏障,靠液膜表面张力保持在一定位置。
这种液体薄膜的厚度是至关重要的。如果太薄,液膜会由于表面的不平整而形成架桥状态,造成更大的摩擦和更快的密封磨损。如果太厚,弯月面将被损坏,这将造成高泄漏流量。实际上,密封在运动状态下并不会是完美的(即没有过大的预压力就不会是无泄漏的密封),其工作性能将取决于负载、速度和流体粘度。
在预压力的作用下,润滑膜在静止时常常被挤压到小于0.25μm(0.00001in)的厚度。此时只有边界润滑,导致启动摩擦力相当高。随着转速的增加,形成全流体动力润滑,最小值为摩擦,如图4所示。
在这些条件下,液体薄膜的厚度可以在0.25和2.5微米(0.00001和0.000微米)之间。随着速度的进一步提高,摩擦可能会再次增加,这取决于润滑剂粘度、密封形状、结构细节和摩擦表面的性质。