2008-10-22 09:57 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
密封元件有十多種,數(shù)密封墊的結構較簡單、應用也較普遍。本文繼簡要介紹常用密封墊之后較詳細地說明各種石棉橡膠墊的結構、材料和使用性能,并簡明地闡述合理選用密封墊的原則及相關的影響因素,可供正確選用密封墊參考! £P鍵詞 密封墊石棉橡膠
1 密封墊的功用及材料
1.1 功用
密封墊廣泛用于工程機械及柴油機的管道、殼體的結合面的靜密封中,以其彈性變形填補零件結合面的不平度,切斷泄漏通道,增加泄漏阻力,或承受內外側壓力差等方式防止流動介質 (氣體、冷卻水、潤滑油、齒輪油、液壓油、制動液等)泄漏。如柴油機的汽缸蓋、正時齒輪室蓋、油底殼、噴油泵側蓋、進排氣管,工程機械底盤中的變速箱蓋、方向機側蓋、橋殼后蓋、終傳動殼體等。
1.2 材料
按材料密封墊有非金屬密封墊、非金屬與金屬組合密封墊、金屬密封墊三大類,其常用材料有橡膠、皮革、石棉、紙、軟木、聚四氟乙烯、鋼、鐵、鋁、銅和不銹鋼等。用棉、麻、石棉、紙、皮革等纖維素材質制成的密封墊,其組織疏松,致密性差,纖維間有細微縫隙,很容易被流動介質浸透,在壓力作用下流動介質從高壓側通過這些細微縫隙滲透到低壓側,即形成滲透泄漏 (約占總泄漏量的10%~20%)。
1.3 密封墊泄漏形式及原因
密封墊的泄漏有三種形式:界面泄漏、滲透泄漏和破壞性泄漏,其中以前兩種為主要形式。產生界面泄漏的原因是:結合面粗糙和變形;密封墊沒有壓緊;結合面緊固螺栓伸長變形或松動; 密封墊發(fā)生塑性變形等。界面泄漏量約占總泄漏量的80%~90%; 材料老化、龜裂、變質等會促使密封墊破壞性泄漏,但安裝、使用不當是主要原因;如上所述,流動介質浸透到細微縫隙中,造成纖維素材料制成的密封墊的滲透泄漏。
2 石棉橡膠密封墊
石棉橡膠密封墊包括普通石棉橡膠密封墊、耐油石棉橡膠密封墊、增強石棉橡膠密封墊、石棉鋼片密封墊、混合石棉橡膠密封墊和復合石棉橡膠密封墊等。
2.1 普通石棉橡膠密封墊
普通石棉橡膠密封墊是用石棉、橡膠、結合劑等經輥壓而成的各種零件結合面間所用的密封墊,如發(fā)動機汽缸墊、管道法蘭盤密封墊等。普通石棉橡膠密封墊因配料、工藝、性能及用途不同分為高壓石棉橡膠密封墊(如XB450)、中壓石棉橡膠密封墊 (如XB350)和低壓石棉橡膠密封墊(如XB200)三種。其中高壓石棉橡膠密封墊可以用來密封高溫(450℃)、高壓(6MPa)的流動介質,中壓石棉橡膠密封墊可用于溫度350℃、壓力4MPa的流動介質的密封;而低壓石棉橡膠密封墊只用于一般低壓冷卻水或蒸氣的密封。
普通石棉橡膠密封墊單張成型厚度一般為≤3mm。
2.2 耐油石棉橡膠密封墊
耐油石棉橡膠密封墊是以石棉、耐油橡膠和結合劑為主要材料經輥壓而成的密封墊,有Ny300型和Ny 400型兩種。Ny300型耐油石棉橡膠密封墊適用于中小功率發(fā)動機燃油系、潤滑系及冷卻系的密封,而Ny 400型耐油石棉橡膠密封墊可用于溫度400℃、壓力4MPa的油料、溶劑、堿類介質的密封。
耐油石棉橡膠密封墊單張成型厚度有1、2、3mm三種。
2.3 增強石棉橡膠密封墊
增強石棉橡膠密封墊是由石棉橡膠板和一層或多層鍍鋅鋼絲網(或不銹鋼絲網)組成,分為耐油增強和高壓增強兩種。鋼絲網夾在石棉橡膠中,以增加拉伸強度,使之承受高壓和高溫。
增強石棉橡膠密封墊單張成型厚度一般不超過3mm.
2.4 石棉鋼片密封墊
石棉鋼片密封墊是兩面為耐油石棉橡膠板,中間夾入沖眼不銹鋼片作骨架,經壓制、硫化、表面均勻涂敷潤滑劑的密封墊。耐油石棉橡膠板為未經硫化的一面光滑、另一面拉毛,厚度約0. 5mm。不銹鋼片厚度為0.2mm、孔眼直徑0.1~1mm、孔眼排列為每100mm36~40孔。目前,石棉鋼片密封墊多使用在體積小、質量輕、功率大的高速二沖程發(fā)動機上。
2.5 混合石棉橡膠密封墊
混合石棉橡膠密封墊是由耐油石棉橡膠板、普通石棉橡膠板、增強石棉橡膠反以及鋼架石棉板等復合加工而成的密封墊,可用于各種狀態(tài)的零件結合面如光滑面、凹凸面及榫槽面等密封,性能優(yōu)越,但結構復雜,制造成本高。
2.6 復合密封墊
復合密封墊是充分發(fā)揮聚四氟乙烯和非金屬材料的優(yōu)點,利用普通石棉橡膠板和增強石棉橡膠板等制成的密封墊,具有耐高溫、耐高壓(11~45MPa)、彈性好、強度高、墊片系數(shù)(開始發(fā)生泄漏時密封墊的有效壓緊力與內壓之比)小等優(yōu)點。
3 密封墊的選用
3.1 選用原則
密封墊的選用原則是,對于要求不高的場合可憑經驗選用,不合適時再更換。但對那些要求嚴格的場合,如壓力爆發(fā)、可燃氣體溫度高、有腐蝕性的流動介質、流速高且有一定壓力和溫度的管道等,則應根據工作壓力、工作溫度、流動介質腐蝕性以及零件結合面的狀態(tài)和形狀來選用。
一般來說,常溫低壓條件下選用非金屬軟密封墊,中壓高溫時選用金屬與非金屬組合的密封墊或金屬密封墊;在溫度和壓力較大波動條件下,應選用彈性好的或自緊式密封層;在低溫、腐蝕性介質或真空條件下,應選用具有特殊性能的密封墊。
3.2 選用密封墊的影響因素
由上述可知,零件技術狀況及工作條件、密封墊材料及密封性能等對合理選用密封墊有一定影響,現(xiàn)舉例一二予以說明。
1)零件結合面狀態(tài)。零件結合面狀態(tài)不同,要求使用的密封墊也不同。例如:光滑的零件結合面,一般應選用低壓、軟質和較薄的密封墊;高壓工作條件下、零件強度足夠時應選用厚而軟的密封墊,不宜采用金屬密封墊。因為這時要求的壓緊力過大,導致螺栓較大的變形、零件壓緊力減小,反而使密封墊有效性下降。只有在零件結合面狹窄而光滑的情況下可使用金屬密封墊,因為此時在相同螺栓擰緊力的情況下密封墊有較大的壓緊力,可以保持足夠的密封度。
2)零件結合面粗糙度。這對密封效果影響很大,特別是當采用非軟質密封墊時。這是因為零件結合面粗糙度大是造成泄漏的主要原因之一。軟質密封墊對零件結合面粗糙度要求較低,這是因為它容易變形,能堵住兩零件結合面微凸體相互接觸而形成的泄漏通道,從而保證了良好的密封效果。
3)零件結合面與密封層的硬度差。使用密封墊的目的是使密封墊產生彈性或塑性變形,以填補零件結合面的微小凹凸不平,阻止流動介質的泄漏發(fā)生。因此應使密封墊硬度低于零件硬度,二者相差越大,實現(xiàn)密封就越容易。例如,當使用金屬密封墊時,為了保證良好的密封效果,應盡可能選用較軟的材料,使金屬密封墊硬度比零件硬度40HRS以上為宜。
4)黑色金屬零件結合面應選用銅質金屬密封墊,而不能采用鋁質金屬密封墊,以免黑色金屬零件遭受電腐蝕損壞。
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