液压密封材料的选用
材料性能与密封性能的关系
密封材料的性能不完全等同于密封件性能,但材料性能很大程度上决定密封件性能。密封材料的性能与密封装置各项性能要求的关系可用下表表示。
材料性能与密封性能的关系
密封件性能材料性能 |
密封性 |
摩擦件能 |
耐压性能 |
寿命 |
安装性能 |
耐油性 |
◎ |
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|
〇 |
|
力学性能 |
硬度 |
〇 |
• |
〇 |
〇 |
• |
强度 |
〇 |
|
〇 |
〇 |
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伸缩率 |
|
|
|
〇 |
〇 |
弹性 |
〇 |
• |
|
|
• |
压缩永久变形性 |
〇 |
• |
|
〇 |
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耐高温性能 |
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〇 |
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耐低温性能 |
〇 |
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〇 |
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耐磨损性能 |
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〇 |
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摩擦系数 |
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• |
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• |
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弯曲疲劳强度 |
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〇 |
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耐候、耐臭氧 |
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〇 |
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注:〇--材料性能指标高对密封性有利:◎--在一定范围内有利;•--材料性能指标高对密封性不利。
液压密封材料的选用
密封材料种类繁多,根据其特征被用于各种密封。液压、气动密封最常用的橡胶材料是NBR。另外,对耐热性、耐油性有特别要求时,可用氟橡胶;对耐磨性和耐压有特别要求时,可选用AU/EU(聚胺脂橡胶)。近来又增加了提髙NBR耐热老化性的NEM(又称加氢NBR;H-NBR),以及许多新型密封材料,可供选用。
在选择密封材料时必须明了工作条件,选用什么材料主要考虑工作条件,另外要适当考虑价格因素。选择密封材料时,要考虑以下具体使用条件。
密封工作介质的类型
密封工作介质是液体还是气体,如果是液体要考虑液体与材料的相容性;气体也要考虑材料与润滑剂、润滑脂的相容性;气体和负压密封还要注意透气性。如果密封材料和密封流体相容,会导致密封件膨胀或收缩,在使用初期就发生故障。密封件膨胀引起摩擦阻力增加,同时会使密封件滚动。密封件收缩会引起预压量减少,偏心补偿能力降低,直至泄漏。
动密封或静密封
动密封对材料的摩擦、磨损性能有相应要求,应根据运动速度大小选择摩擦系数合适的材料。为了得到足够的使用寿命,还需根据运动速度和行程选择材料的耐磨性。对低速性有要求时,应特别注意材料摩擦系数的大小以及动、静摩擦系数之差。
密封件结构型式(挤压型还是唇形)
结构型式不同密封工作原理也不同,必然对材料的弹性、强度、变形率等多项力学性能要求不同。
工作压力
工作压力是液压、气动系统的主要工作参数,可在1〜400MPa之间或更大的范围内变动,材料的耐压能力应适应工作压力的要求。
工作温度
各种密封用橡胶、塑料的适用温度范围差异较大,选用材料时要确切掌握密封件的工作温度,特别是元件处于怎样的低温环境下,据此选用材料;或根据材料工作温度范围,控制元件、系统、密封件的溫升。选用可以承受其最高温度的材料。
工作环境有无污染
如果工作环境有粉尘污染,会加剧材料磨损,应提高材料的耐磨性。
元件工作中平稳还是震动。
如果工作在振动条件下,材料应有足够的弹性,补偿因振动造成偏移导致的密封接触应力不足。
材料与装配工艺的关系
密封件的装配工艺甚至密封装置的结构与材料的变形能力有关,一般情况下装配工艺应适应材料性能,在允许的情况下,在选用材料时应适当考虑密封件的装配性能。
各项工作条件对密封材料的要求,往往是互相制约的,不可能达成统。就合成橡胶而言,所有特性全部优良的材料极难得到。就密封性与摩擦性两者而言,从材料特性来看总是追求其中一项必以牺牲另一项为代价。这时必须适度平衡两项性能要求。所以随着更髙密封要求的提出,必须根据使用条件寻求专用材料。即使在同个元件中,根据要求不同有时要选用多种密封材料。
由于材料对密封装置性能的重要性,很难脱离开材料来谈密封件性能,或脱离开材料来谈密封设计,所以关于材料的选用,以后本网站会针对具体情况均有介绍。
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