2022-03-27 08:09:36

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密封环是一种带有缺口的环状密封件,靠被压拢后所具有的弹性而抵紧在静止件的内孔壁上起密封作用。

密封环是一种带有缺口的环状密封件,把它放置在套筒的环槽内,套筒与轴一起转动,密封环靠缺口被压拢后所具有的弹性而抵紧在静止件的内孔壁上,即可起到密封的作用。各个接触表面均需经硬化处理并磨光。密封环用含铬的耐磨铸铁制造,可用于滑动速度小于100m/s之处;若滑动速度为60~80m/s范围内,也可以用锡青铜制造密封环。

基本信息

  • 中文名

    密封环

  • 外文名

    gasket ring

  • 材料

    铸铁、锡青铜

  • 作用

    密封

折叠 编辑本段 密封环的种类

根据制造方法和材料的不同,密封环有整体式密封环(用同一种材料制造)、组合式密封环,表面堆焊硬质合金和喷涂陶瓷等多种结构。

折叠 整体式密封环

这种密封环因用同一种材料制成,材料的性能在密封环的各个部位均匀一致,没有组合式密封环泄漏和分离的缺陷,也没有电化学腐蚀的可能。制造软环大都用石墨,制造硬环时可用各种合金钢,如轴承钢(GCr9)、高速钢(W18Cr4V)及其他合金钢(如1140Cr、3Cr13等),也有的用合金铸铁。(如硅、铬和镍铸铁)。采用这些材料时,都要辅之以适当的热处理工艺,以提高其硬度和耐磨性。这类材料价格较低,如果使用恰当,也有较长的寿命。为了进一步提高硬度和延长使用寿命,可采用硬质合金制造。常用的硬质合金为钴基碳化钨,性能较好,但价格高。钢结硬质合金的价格较低。为了提高在腐蚀介质中的耐蚀性,有镍基碳化钨,而哈氏合金有更高的耐蚀性,但价格昂贵。此外,还有用碳化硅及其他陶瓷材料制造的密封环。

折叠 组合式密封环

碳化钨等材料有优良的性能,但是价格高,加工困难,限制了它的使用。为解决这个矛盾,出现了组合式密封环。密封端面采用硬质合金,密封环的基体(称为环座)则用普通材料制成。为解决硬质合金环和环座之间的联接和密封,产生了热装式、带密封圈式、焊接和钎焊四种组合式密封环。

⒈带O形圈的密封环

这种组合式密封环在硬质合金环与环座之间用H7/g8的滑动配合。在两者配合圆柱面间置一聚四氟乙烯或合成橡胶制戚的。形密封圈,防止其间的密封流体泄漏,且将硬质合金环与环座组合在一起.在硬质合金环与环蛊街平面结合处设一销钉,以传递扭矩。此种组合结构,无组合应力产生,也无由此引起的组合密封环的密封端面的变形,但是组合密封环零件的数量增加了,还需要在硬质合拿环上钻孔或槽,给制造增加了难度,同时由于增设了。形圈,密封环的使用温度受到了限制。

⒉功热装式密封环

为提高带。形圈密封环的使用温度,出现了热装式密封环。它是靠硬质合金环和环座之间的过盈配合来传递扭矩并实现密封,是应用最多的一种密封环(图23)。这种密封环组合时将环座加热,环座孔受热胀大,放入硬质合金环,冷却之后两者在过盈下完成组合,再在常温下研磨和抛光密封端面到要求的精度。这种环的缺点是,随着时间的推移,环境和使用温度的变化,密封端面的平面度将发生变化而不符合要求。究其原因,一是热装结构本身存在过盈,且接触应力不均匀,使之产生帆械变形;二是由予使用温度较高(或过低),材料物理性能 (主要是线膨胀系数)的差异使硬质合金环和环座的配合部位不能同步胀缩,过盈量发生变化,接触应力也随着发生变化,这种变化对密封环的使用产生影响。密封端面变形破坏了平面度,更有甚者丧失过盈,使联接失效,硬质合金环脱落。

热装式密封环有三种结构,图1a是制造厂早期生产的,结构较为简单。但是由于硬质合金环和辅助密封圈接触,一旦硬质合金环松脱,运转时辅助密封圈被严重磨损,会出现大量泄漏。而图23b是在图23a的基础上改进的,辅助密封圈不和硬质合金环接触,不存在上述缺陷,只是硬质合金环和环座之间有轻微泄漏。为了减少硬质合金环密封端面昀不均匀变形,环座的热装部位内外设置环形槽(图23c),使硬质合金环外圆柱面的接触应力趋予均匀,以减少碳化钨环的变形,使用效果较好。

⒊焊接的组合式密封环

为克服热装式密封环松脱的缺陷,出现了焊接的密封环(图2)。所用的硬质合金是以Cr3C2为硬质相、Ni为粘结相的烧结合金材料。耐腐蚀优于YG6等硬质合金,高温下具有优异的抗氧化性能,在1000℃空气中加热2小时无任何变化。但是导热性能较差,仅为YG6的1/3,线膨胀系数大,比YG6大1倍多,为10.2 *10/℃(10~500℃时)。这两点决定了耐热冲击性能不如YG6好。正因为线膨胀系数较大,和马氏体不锈钢接近(10~500℃时为11*10/℃),为和环座焊接提供了有利条件。焊接时需在环和座之间铺放一层镍基粉末,置于真空电阻炉中,经1100℃高温熔焊,然后进行圆火处理,以消际焊接应力。出于是焊接的密封环,硬质合金环厚度可以比YG6薄,毛坯的厚度也只有3~3.6mm。又因密度小,是YG6的一半(7~7.5g/cm),因此,可节约贵重金属,价格较低。这种合金的牌号为CNIS,其中Cr3C285%、Ni15%,由北京硬质合金厂研制成功。

⒋钎焊的组合式密封环

为傈持碳化钨的优良性能,韵缺陷,出现了钎焊的密封环。座上开坡口,用一种低熔点焊料,在环和座之间施焊,焊料熔化后将环和座联接在一起,并实现两者之间的密封。这种密封环的突出优点是硬质合金克服热装密封环变形和松脱图3为这种环的结构。在环环不变形。一方面环和座之间 图3钎焊的密封环韵配合面上无挤压应力;另一方面采用激光焊接,热量高度集中在焊料处,加热时间短,环和座几乎不被加热,更不可能在髂化的情况下完成焊接。焊料塑性很好,仅存的焊接应力已被焊料吸收。

折叠 编辑本段 密封环的要求

密封环是动环和静环的总称(下同),是构成机械密封最主要的元件。密封环在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命,因此,对它提出了一些要求。

⑴有足够的强度和刚度。在工作条件下(如压力、温度和滑动速度等)不损坏,变形应尽量的小,工作条件波动时仍能保持密封性。

⑵密封端面应有足够的强度和耐腐蚀性,以保证工作条件下有满意的使用寿命。

⑶密封环应用良好的耐热冲击能力。为此,要求材料有较高的导热系数和较小的线膨胀系数,承受热冲击时不至于开裂。

⑷密封环匹配应有较小的摩擦系数和良好的自润滑性,密封环材料与蜜蜂流体还要有很好的浸润性。工作中如发生短时间的干摩擦,不损伤密封端面。

⑸密封环应力求简单、对称并优先考虑用整体型结构。也可采用组合式(如镶装式)密封环,尽量避免用密封端面喷涂式结构。

⑹密封环要容易加工制造,安装和维修要方便,价格要低廉。

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