内压自紧式平垫密封结构的设计

内压自紧式平垫密封结构的设计

摘要本文叙述了内压自紧式平垫密封结构可以充分利用内压的作用载荷、而使主螺栓的数量可大大减少及直径亦可缩小；其密封结构紧凑与有效。本文同时分析了不同材质平垫片的密封机理、功能特点及其各自优缺点。关键词平垫密封

1 前言

内压自紧式平垫密封结构是众多密封结构中很具特点的密封结构之一。它的主要特点是由几个（一般为2个或4个主螺栓）主螺栓解决密封垫片的初密封之后，随着内压的升高、垫片所受的载荷力也随着升高。它不需要强制密封或半强制密封（例如：平垫密封、双锥密封等结构）在计算螺栓载荷力时，需考虑二种载荷。首先计算抵抗设计压力作用下、所需螺栓载荷：

F=0.785D G2P C，（N）

其次还应加上在操作工况下、密封面还剩有保证密封所需要的最小密封比压的计算螺栓载荷：

F P=6.28D

G bmP C，（N）

在高压容器中，予紧状态下需要的最小螺栓载荷：

W a=F a=3.14D G by，（N）

远比在操作工况下需要的载荷：

W P=F+F P=0.785D G2P C+6.28D G bmP C，（N）要小得多。因此，按DN400mm的人孔考虑，仅用4个M42×4的主螺栓就可以了。与强制密封相比主螺栓直径小且数量少。内压自紧式平垫密封结构在不少高压容器的人孔上得到较高频度的采用。例如：高压汽包、高压蓄势器、高压给水加热器等设备上的人孔，大多采用此种密封结构。

2 内压自紧式平垫密封结构的设计

目前设计中采用的平垫片材质有二种: (1)纯铝（L2）实心平垫片；（2）不锈钢加柔性石墨的缠绕式金属平垫片。现按此二种密封材质在密封设计中的有关考虑叙述如下——

2.1 纯铝（L2）实心平垫片：

在本密封结构中、虽然初密封的予紧载荷不大，但内压作用下的轴向压紧力很大。例如，设计压力为21MPa的高压蓄势器人孔之轴向压紧载荷约为290t左右，若设计压力为33Mpa 的高压蓄势器人孔之轴向压紧载荷则高达460t左右。因此，采用非金属材质的垫片是不合适的；巨大的载荷将会把它压垮。

在采用纯铝作为垫片时、其密封宽度不能太窄；较窄的垫片，虽然密封比压力很高，但作用在垫片上的压应力过大会造成铝垫塑性变形且使垫片冷作硬化，在压力波动时、垫片的回弹补偿力严重降低而造成密封面的泄漏。因此，应保持垫片有适当的宽度是必要的。现

假设垫片接触面的有效宽度为17mm，其DN400mm人孔垫片的面积为F=22111mm2、设计压力P C=21MPa时，铝垫的轴向压应力σ=Q/F=130MPa；远大于有关资料推荐的密封比压q=500kgf/cm2、折合为q=50MPa，实际密封比压力为推荐值的2.6倍。因而在水压试验时曾发现铝垫有较大的塑性变形、甚至铝垫边缘从缝隙处被挤压出来，因此应保持垫片有适当的宽度显得较为重要。

2.2 不锈钢缠绕垫

不锈钢缠绕垫的比压力Y比铝垫稍大些。前者Y=69MPa，后者为Y=60.7MPa。因此不锈钢缠绕垫的予紧载荷要比铝垫大些。但铝垫的垫片系数m=4，要比不锈钢缠绕垫m=3要高。这说明在同一工作内压下，缠绕垫所要求密封面间的剩余比压力更低些，仅为铝垫的75％即可。因而缠绕垫的密封性能较铝垫好。缠绕垫可设计有内、外环卡住，它的总变形量不会超过总高度减去环的厚度。缠绕垫总高为4.5mm，内、外环高度为3mm；在很大的轴向压力作用下，它的最大变形量亦为1.5mm；此时侧V形的缠绕垫压扁至与内、外环平齐，力量再大也压不下去了。这就保证了在压力波动时，能保证缠绕垫的回弹力；并始终保持在弹性范围内。

鉴于上述两种材料在内压自紧密封中的表现特性分析；采用不锈钢缠绕垫，在高压容器工况下、特别在水压试验时，显示出较优良的密封性能及在压力波动时能保持密封面间的回弹力；并能弥补平铝垫的显著不足。因而，有条件时、应将高压容器人孔原采用的铝垫结

构改为不锈钢缠绕垫的密封结构。不锈钢缠绕垫与密封槽的间隙可按HG20610-97的规定。

3内压自紧式平垫密封载荷力

的转换

内压自紧式平垫密封的主要特点是利用内压的作用载荷、使密封面间保持较高的密封比压力，且随着内压升高的同时，其密封比压力也愈大。主螺栓的予紧载荷仅需维持在压力从零往上升时，在低压工况下、维持密封面的初密封不至泄漏。若不能保证初密封，则由于泄漏而压力升不上去。当内压载荷超过初密封的予紧力时，螺栓此时的予紧力就不起作用了。主螺母与接触面之间已处于脱离状态，此时用手就可以转动螺母。

内压升至多高时螺母就处于脱离状态是可以计算的。在载荷转移过程可计算出它的临界压力，该临界压力即是载荷已用螺纹付的轴向力完全转移给由内压承担。其计算过程如下：予紧时螺栓的最小载荷由下式计算：

Wa=Fa=3.14D G by （N）

N：当内压作用于人孔盖下平面上的载荷等于主螺栓初密封予紧力时的计算公式

P=4Fa/πDo2 MPa（N）

式中：

Do——人孔盖外径（mm）

Fa——初密封的予紧载荷（N）

Y——密封垫的比压力（MPa）

b——垫片有效密封宽度(mm)

D G——垫片压紧力作用中心圆直径(mm)

仍以DN400mm的人孔为例，计算出载荷转换的临界压力为P=3.8MPa左右。由于Wa 是初密封所需的最小载荷，实际高压容器载荷转换的临界压力会高于计算的临界压力。

若按初密封所需的载荷为内压升至4MPa左右时达到临界压力，则压力升至20MPa时（设计压力为21MPa）、可认为内压作用形成的轴向载荷是螺栓予紧载荷的五倍。当容器卸压时，从工作压力20MPa降至4MPa左右，又一次遇到临界压力；此时的螺母已与紧定面重新接触并间隙为零。当压力继续往下降时、此时的载荷又重新转移至主螺栓上，直至内压为零时、主螺栓重新承担起予紧时的轴向载荷。4小结

4.1鉴于以上分析、当内压升至工作压力时，螺母不应将它拧至与紧定面贴上；这样的处理可能会导致设备在卸压后，螺纹付承受了比予紧时增大了五倍的载荷、而使拆卸螺母很困难或损坏，甚至造成主螺栓被拉断。由于主螺栓设计时取n S=3，主螺栓的屈强比对于低合金高强钢螺栓材料、一般为≥0.75；这样可以计算出主螺栓的安全系数为n b≤4，现载荷增大了五倍；从理论上说，主螺栓很可能被拉断。因此，当压力升至工作压力时，不应再将松脱的主螺母将它拧至接触面贴合上。

4.2采用有内、外卡环的不锈钢缠绕垫，在较大的密封比压时仍可保持良好的回弹力；不会出现铝垫在很大的轴向载荷下产生较严重的塑性变形。因此，应优先采用不锈钢缠绕垫；在采用铝垫时，应考虑适当的

油封密封 轴的设计

NOK油封安装部分设计 关于安装油封的轴与腔体的设计规格如下所示。对各型式轴的设计规格与倒角部分的规格及腔体孔的设计规格与形状、尺寸 轴 1．轴的设计规格与倒角（棱）部分的形状与尺寸轴的设计规格。 轴的设计规格 型式规格项目S型，T型，V型，K型，TCV型，TCN型 D型，SBB型，大直径SB型，大直径TB 型，MG型 J型T4型QLFY型 材质机械结构用碳素钢 表面硬度30HRC以上50HRC以上30HRC以上 表面粗糙度（0.63～０.２）Ra （２.5～０.８）Ry (0.4～0.1)Ra (1.6～0.4)Ry (3.2～ 1.6)Ra (12.5～ 6.3)Ry 加工方法无进给精磨热处理后，进行镀硬铬 层，磨削后进行抛光。 机械加工 尺寸公差JIS h9JIS h8注（1）：对硅橡胶唇口材料，轴的表面粗糙度访加工至（1.6～0.6）Ry。 注（2）：关于轴的加工方法的细节，尊照“适宜的轴的加工方法”。 注（3）：Ry：轮廓最大高度，Ra：轮廓算术平均偏差（下同）。

轴倒角部分的形状与尺寸 型式 轴径分类 S 型．T 型，V 型，TCV 型，TCN 型，T4型，D 型，MG 型，VR 型， Z 型 J 型 QLFY 型 轴径d d1 10以下 d －1.5 d －3.5 大于10～20以下 d －2.0 d －4.0 大于20～30以下 d--2.5 d －4.5 d －1.5 大于30～40以下 d －3.0 d － 5.0 大于40～50以下 d －3.5 d －5.5 大于50～70以下 d －4.0 d －6.0 大于70～95以下 d －4.5 d －6.5 d －2.0 大于95～130以下 d －5.5 d －7.5 大于130～240以 下 d －7.0 d －9.0 大于240～300以 下 d--11.0 d －12.0 注： d1尺寸，设定比密封唇内径小。油封应确实装入，不得有唇口损伤、弹簧断开等 SBB 型，大直径SB 型，大直径TB 型轴倒角部分的形状与尺寸（轴径>300mm) 型式 轴径分类 SBB 型，大直径SB 型，大直径TB 型 轴径d d1 大于300～400以下 d －12 大于400 ～500以下 大于500～630以下 d －14 大于630～800以下 大于800～1000以下 d －18 大于1000～1250以下 大于1250～1600以下 d －20

密封垫材料用途介绍

材料用途介绍 名称代号主要特点工作温度℃主要用途 丁晴橡胶NBR 耐油性能好，能和大多数矿物基油及 油脂相容。但不适用于磷酸酯系列液 压油及含极性添加剂的齿轮油，不耐 芳香烃和氯化烃，酮，胺，抗然液 HFD。 －40～＋120 制造O形圈、油封等。适用于一般液 压油、水乙二醇HFC和水包油乳化液 HFA、HFB、动物油、植物油、燃油， 沸水、海水，耐甲、乙、丙、丁烷。 橡塑复合RP 材料的弹性模量大，强度高。其余性 能同丁晴胶。－30～＋120 用于制造O形圈、Y形圈、防尘圈等。 应用于工程机械液压系统的密封。 氟橡胶 FKM或 FPM 耐热、耐酸碱及其它化学药品。耐油 （包括磷酸酯系列液压油），适用于 所有润滑油、汽油、液压油、合成油 等。耐抗然液HFD、燃油、链烃、芳 香烃和氯化烃及大多数无机酸混合 物。但不耐酮、胺、无水氨、低分子 有机酸例甲酸和乙酸。 －20～＋200 特点是耐高温、耐天候、耐臭氧和化 学介质，几乎耐所有的矿物基和合成 基液压油。但遇蒸汽、热水或低温场 合，有一定的局限。它的低温性能有 限，与蒸汽和热水的相容性中等，若 遇这种场合，要选用特种氟橡胶。耐 燃液压油的密封，在冶金、电力等行 业用途广泛。 硅橡胶 PMQ或 MVQ 耐热、耐寒性好，压缩永久变形小， 但机械强度低，只适用于静密封。 －60～＋230 适用于高、低温下食品机械、电子产 品上的密封。 聚丙稀酸酯橡胶ACM 耐热优于NBR，可在含极性添加剂的 各种润滑油、液压油、石油系液压油 中工作，耐水较差。 －20～＋150 用于各种汽车油封及各种齿轮箱、变 速箱中，可耐中高温。 乙丙橡胶 EPDM或 EPM 耐气候性好，在空气中耐老化、耐弱 酸，可耐氟里昂及多种制冷剂，不适 用于矿物油。 －55～＋260 广泛应用于冰箱及制冷机械的密封。 耐蒸汽至200℃、高温气体至150℃。 聚四氟乙烯PTFE 化学稳定性好，耐热、耐寒性好，耐－55～＋260 用于制造密封环、耐磨环、导向环

机械设计必备知识点 —— 密封垫片如何选型

机械设计必备知识点——密封垫片如何选型 在石油、石化、化工等行业的生产、加工、储运乃至销售环节，常常伴随着易燃、易爆、高温、高压、有毒有害和腐蚀等危险因素，机器及设备在使用中工作介质的“跑、冒、滴、漏”，给生产带来极大的危害。设备中工作介质的泄漏，会造成浪费并污染环境。 垫片密封是过程工业装置中压力容器、过程设备、动力机器和连接管道等可拆连接处最主要的静密封型式。它们所包含的流体介质范围相当广泛，防止液体或气体通过这些接头处泄漏出来是工厂面临的最重要，也是最困难的任务。 随着生产装置的大型化，生产工艺向高温、高压、高速的方向发展，出现泄漏的机会越来越多，发生事故的概率越来越大，造成的经济损失也越来越大。往往一处法兰的泄漏就有可能导致一套装置乃至全厂停产，还极有可能会引起火灾、爆炸，造成人员伤亡等重大事故，发生泄漏带来环境污染、产品损失甚至事故，垫片密封的重要性也就不言而喻了。因此，垫片的选用、设计、制造所存在的问题已逐步引起人们的高度重视。 那么，究竟应该如何选择合适的垫片呢？ 垫片与垫片密封 垫片是一种夹持在两个独立的连接件（主要是指法兰）之间的材料或材料的组合，其作用是在预定的使用寿命内，保持两个连接件间的密封。 垫片必须能够密封结合面，并确保密封介质不渗透和不被腐蚀，能够承受得住温度和压力的作用。垫片密封一般有连接件（如法兰）、垫片和紧固件（如螺栓、螺母）等组成（见图1），因此决定某个法兰密封性时，必须将整个法兰连接结构作为一个系统进行考虑。垫片工作正常或失效与否，除了取决于设计选用垫片本身的性能外，还取决于系统的刚度和变形、结合面的粗糙度和平行度以及紧固载荷的大小和均匀性。

密封垫片基础知识[1].

垫片 一、垫片的种类 垫片的种类繁多，按其材料和结构大致可分为三大类。 1.非金属垫片 有橡胶、石棉橡胶板、柔性石墨、聚四氟乙烯等，截面形状皆为矩形； 2.金属复合型垫片 有各种金属包垫、金属缠绕垫； 3.金属垫片 有金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、透镜垫、三角垫、双锥环、C形环、中空Ｏ形环等。 按照密封分类的原则，上述垫片中的第一、第二和第三类的金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、透镜垫属于强制型密封，而其余则为半自紧或自紧式密封。二、垫片的性能和构造 各种垫片的性能和构造分别介绍如下： 1.非金属垫片 （1）橡胶板用于密封的橡胶品种较多，一般有天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、异丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶。 制作垫片的橡胶板材用量较大的有天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶三种。近几年，氟橡胶等特种橡胶也逐步推广使用。 有关橡胶板材的数据，详见工业橡胶板标准GB5574-85。 （2）石棉橡胶板石棉橡胶板是由石棉、橡胶和填料经压制而成的。根据其配方、工艺、性能及用途不同，主要有高压石棉橡胶板、中、低压石棉橡胶板和耐油石棉橡胶板。制造石棉橡胶板的石棉材料有温石棉、蓝石棉（青石棉）两种。温石棉属于蛇纹石类石棉，其主要成分是含有约13%结晶水的镁硅酸盐，它耐热、耐碱性好，抗拉强度高，耐酸性能较差，大多数石棉橡胶板都由它制作。蓝石棉属于角闪石类石棉，主要成分是含有2.5～3.5%结晶水的硅酸盐，氧化镁成分极微，氧化铁约占18～24%。蓝石棉不仅耐热性能好，而且耐酸性能也好，故多被用于制造耐酸石棉橡胶板。 石棉纤维的质量对石棉橡胶板的性能影响较大，故要求石棉纤维抗拉强度高，耐热性能好，有一定的长度，纤维易挠曲，有弹性。一般高压石棉橡胶板和400号耐油石棉橡胶板都采用2、3级石棉纤维。 因为石棉属疏松性材料，压制成板材后内部尚有大量孔隙，须加入一定量的橡胶（作为粘结剂）和各种填充剂制成石棉橡胶板。加入的粘结剂和填充剂可以填塞空隙，防止渗漏。一般，石棉纤维占60~85%。 例如，高压石棉橡胶板XB450其配方如下：

液压阀的密封结构设计改进_李森源

第3期（总第202期） 2017年6月机械工程与自动化 MECHANICAL ENGINEEＲING ＆AUTOMATION No．3Jun． 文章编号：1672-6413（2017）03-0111-02 液压阀的密封结构设计改进 李森源 （运城职业技术学院，山西 运城044000） 摘要：通过分析液压阀的密封结构，发现了液压阀泄漏是由于密封结构设计不合理所造成，因此对液压阀的密封结构进行了重新设计，经过反复试验研究，证明该设计可提高密封性能。关键词：液压阀；密封结构；改进中图分类号：TH137.52 文献标识码：A 收稿日期：2017-02-24；修订日期：2017-04-29 作者简介：李森源（1959- ），男，山西运城人，高级工程师，本科，研究方向：机械制造。0 引言 液压操纵阀、液控单向阀等属于现代机械化采煤综采液压支架的控制操纵阀类，主要用来控制液压支 架的升降、 支撑和移动。山西新型煤矿机械厂在新产品试制时， 阀的性能试验合格率仅有60% 70%，不合格的主要原因是密封不可靠、缓慢泄漏、性能不稳定、寿命较短。 为了提高液压阀的密封性能及使用寿命，我们针对阀体内腔部分的几个主要密封结构进行了反复试验 研究， 对结构进行了改进，最后达到了满意效果。1阀座与阀杆的密封结构改进1．1原密封结构分析 原液压阀的密封结构大量采用了阀座与阀杆的锥面密封结构，两者的密封锥面角都设计成90??0．2?（阀座锥角为α、阀杆锥角为β），如图1所示。阀座选 用非金属材料聚甲醛， 而阀杆选用金属材料1Cr13不锈钢，其密封机理是：在弹簧力和液压力的作用下，两锥面接触形成环形密封带，密封带宽度一般为5mm 6mm 。这种锥面结构的角度设计有以下不足： （1）工艺性差。因为两锥面正好设计成90??0．2?，用普通设备来加工是很难保证的，给加工和测量带来较大的困难。 （2）抗污染性能差。如果两个锥面的角度完全相同，形成较宽的密封带时，因为液体里面免不了有一些小污点，像铁屑、灰尘等杂物，由于密封时较大的锥面接触，使得杂物很容易夹在两锥面之间，结果造成因密封不严而泄漏。 （3）在阀内左、右两腔的液力差作用下密封不可 靠。假设：d 2=2d 1，d 3=1．5d 1，会出现如下情况：①如 果角α=90?+0．2?，β=90?－0．2?，即α＞β，阀座与阀 杆在A 处（见图1）形成密封带，由于d 3＞d 1，左腔的压力p 2=d 3σ（σ为压强），右腔的压力p 1=d 1σ，所以p 2＞p 1，那么液压力能使阀杆与阀座较好地结合，还可以 密封；②如果α=90?－0．2?， β=90?+0．2?，则α＜β，阀座与阀杆在B 处（见图1）形成密封带，由于d 2=2d 1，左腔的压力p 2=d 3σ=1．5d 1σ，右腔的压力p 1=d 2σ=2d 1σ，所以p 1＞p 2，那么液压力将阀杆与阀座推开，会造成大量漏液而无法密封。所以这样的锥面密封结构很不可靠。 1．2阀座与阀杆密封结构的设计改进 经过实验研究发现，阀座与阀杆最理想的密封结构是将阀座锥面设计成α=100?，阀杆锥面设计成β=90?，这样阀座与阀杆接触时能很好地保证在A 处形成密封环带。因为工作压力较高，随着阀座的微量变形，再加上阀座与阀杆角度差不大，在A 处实际上形成0．5mm 1mm 的小密封环带，所以两者能够很好地吻合。改进后的阀座阀杆锥角密封结构如图2所示。 图1原阀座阀杆图2改进后的阀座阀锥角密封结构杆锥角密封结构 图2所示的这种结构有以下优点： （1）密封很可靠。由于阀座与阀杆密封锥面有角度差，因此准确地确定了密封带的位置，几乎形成了线

有关批准硅酮结构密封胶企业单位和产品设备认定的通知

附件一 合格产品目录 1、郑州中原应用技术研究开发有限公司 思蓝德牌MF899单组分硅酮结构密封胶思蓝德牌MF881双组分硅酮结构密封胶思蓝德牌MF899T透明硅酮结构密封胶 思蓝德牌MF881F硅酮防火阻燃结构胶 思蓝德牌MF899F硅酮防火阻燃结构密封胶2、广州市白云化工实业有限公司 白云牌SS621硅酮结构密封胶 白云牌SS622硅酮结构密封胶 白云牌SS921硅酮结构密封胶 白云牌SS922硅酮结构密封胶 白云牌SS521硅酮结构密封胶 白云牌SS628硅酮结构密封胶 3、杭州之江有机硅化工有限公司 JS6000硅酮结构密封胶 JS8000双组分硅酮结构密封胶 JS6800硅酮结构密封胶 JS8800双组分硅酮结构密封胶 JS7800双组分硅酮结构密封胶 4、成都硅宝科技股份有限公司 硅宝999硅酮结构密封胶硅宝992双组分硅酮结构密封胶 硅宝1099硅酮结构密封胶 硅宝1092双组分硅酮结构密封胶 5、上海华硅化工新材料有限公司 华硅牌6S硅酮结构密封胶 华硅牌9S双组分硅酮结构密封胶 9H双组分硅酮结构密封胶 6、道康宁（中国）投资有限公司 DC995建筑用硅酮结构密封胶（进口）DC993N双组分建筑用硅酮结构密封胶（进口） SJ268单组分建筑用硅酮结构密封胶 SJ668双组分建筑用硅酮结构密封胶 DC3362N双组分建筑用硅酮结构密封胶7、西卡（中国）有限公司 SG500双组分硅酮结构密封胶（进口）SG20单组分硅酮结构密封胶（进口） IG25双组分硅酮结构密封胶（进口） 8、迈图（上海）贸易有限公司 SSG4600双组分硅酮结构密封胶（进口）SSG4800J单组分硅酮结构密封胶（进口）

轴向密封和径向密封详解作者

轴向密封和径向密封详解作者：橙子雨 来源：知乎 轴向密封是密封特征分布在沿轴的方向的。如下图，红圈为密封件，可以简单的认为是O圈。红色箭头表示流体运动方向，可以看出是限制流体径向运动。 径向密封是密封特征分布在沿径的方向的。如下图，红圈为密封件，可以简单的认为是O圈。红色箭头表示流体运动方向，可以看出是限制流体轴向运动。 既然定义讲明白了，那就讲讲怎么“设计”O圈沟槽。这里的“设计”打引号是因为，一般情况称不上设计，只是选型。O圈是标准件，也就是说，除了定制，尺寸是规定好的，别问我谁规定的，我还年轻。而且特定尺寸的O圈，特定的工作状态，工作介质，沟槽尺寸有建议值。多数情况下，这些尺寸都能适用。（不得不说，前人的经验还是很丰富的。）如果不是特殊要求，不需要自己重新尝试新的尺寸。 一、选择O圈之后才能设计沟槽，所以首先是选择O圈. 1. O圈是有不同材料的，对应不同的工作温度，压缩率，工作介质，压强，对了还有硬度。硬度这个鬼我也不知道他们怎么做的，同样的材料硬度低的会软，变形率大。这些在选择的时候都是要考虑进去的。 2. 我这个简易的机械设计手册上O圈的选择只有尺寸一个选项，简化了其他引起困惑的因素，因为尺寸是要关键值，材料因素不影响尺寸。为什么说尺寸是关键值呢？因为我们在选择O圈的时候，很多尺寸都被限定了，尤其是轴径孔径，只能在一个范围内微调。如果你们工程师说先选O圈再定孔轴尺寸，我得向他学习学习。 3. 选择尺寸的时候安装结构有三个因素要筛选。轴向密封有一种，径向密封有两种，沟槽在轴上或沟槽在孔上。为啥要分在轴上还是在孔上嘞？空心轴厚度不够放沟槽的时候，沟槽就放孔上。孔壁太薄那沟槽就放轴上。都是壁厚很薄怎么

旋转轴唇形密封圈的结构

旋转轴唇形密封圈的结构及优点 旋转轴唇形密封圈通常称为油封，广泛应用于工程机械的变速箱、驱动桥等部件中，如变速箱的前后输出轴，驱动桥的主减速器、轮边等处，其功用在于把油腔和外界隔离，对内封油，对外防尘。目前国内大量采用的油封结构型式比较多，其基本结构包括橡胶密封部分、金属骨架或金属壳体和金属弹簧。 一、油封的密封机理 油封的密封是靠一挠性密封元件（皮革、橡胶、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯或聚酰亚胺等）与旋转轴之间的过盈配合形成的。它的密封机理是：油封唇部和轴之间的接触表面上同时并存干摩擦、边界润滑和流体润滑三种情况，并不断交替产生。干摩擦产生磨损，流体润滑产生泄漏，在边界润滑下，油封唇部与轴的界面之间形成一层稳定的流体动压油膜，油膜厚度约０0025ｍｍ；这层油膜除用作润滑之外，还起密封作用。油膜太厚，流体就会泄漏；油膜太薄，就不能形成流体润滑膜，唇部就会磨损。因此，为了获得良好的密封性能和比较长的工作寿命，就要求人们在结构设计、橡胶配方设计和安装使用上都要为形成薄而稳定的边界润滑油膜提供条件。其中在结构设计、安装使用方面，现国内常用油封所规定的条件是非常苛刻的，这也就为泄漏故障的频频发生埋下了隐患。 二、现有油封存在的不足 １．在结构设计上，由于目前大量采用的油封是与旋转轴直接进行过盈配合而实现动密封的，其对旋转轴的偏心度、尺寸偏差、不圆度、表面粗糙度等都有十分严格的要求： １）轴的偏心度，偏心度大小直接影响油封唇部接触应力的分布状态，通常要求在０.3ｍｍ（轴径为50～80ｍｍ，油封线速度为10～15ｍ／ｓ）以内，然而在很多情况下是很难做到的。例如驱动桥主减速器油封的装配技术要求：输入法兰中心线对油封座孔中心线的偏心度小得超过０.1ｍｍ。但由于座孔中心线取决于轴承座与托架配合止口的中心位置，输入法兰中心线又取决于其与主动螺旋锥齿轮配合花键的中心位置，这两个中心线的偏移量很难控制在０.1ｍｍ的范围内。 ２）轴的尺寸偏差：只有正确地选择轴的尺寸偏差才可能获得性能良好的密封效果。过大的轴会增加唇端的接触载荷，而过小的轴则会使唇端接触面上的密封压力不够。压力过大会促使密封过早失效，而接触压力过小则会引起泄漏。 ３）轴的不圆度：轴的不圆度很可能会使弹性体密封唇按照轴的不规则运动而产生变形或失去弹性，从而引起疲劳破坏。 ４）轴表面粗糙度，一般规定为Ｒａ1.6～3.2ｕｍ，表面太光滑，不利于形成和保持油膜，密封圈干磨擦，容易烧伤，引起泄漏；太粗糙，磨擦磨损加剧，同样会造成油封早期失效。 ２．在安装使用方面：安装前必须在油封唇口上先涂少许润滑脂，由于油封唇部相对于轴有一个过盈量，安装时必须注意和预防诸如密封唇部的扭转、挤出，当轴端不带圆锥、圆角且有螺纹时，就更应注意，否则容易把唇口划伤而影响密封效果。 ３．现有油封对轴表面的损伤较敏感，很轻微的损伤都可能对它的密封效果及工作寿命产生极大的影响，甚至直接带来泄漏。 三、新型油封的结构及其优点 新型油封的主要特点是在旋转轴与油封唇部之间设计了一个包覆一层波浪状橡胶的油封 内毂，工作时，内毂随同轴一起旋转，而油封在其唇部与内毂外表面之间实现动密封。其优点有： １．在油封内毂部份包覆一层波浪状橡胶，能适应旋转轴比较大的偏心度（通常只要求在0.5ｍｍ左右）和轴较大范围的尺寸偏差，有较佳的轴向及径向缓冲性能。此种油封在轴的偏心度为0.5ｍｍ、转速为800ｒｐｍ条件下的泥水试验中显示了良好的密封性能；同时在

密封垫片种类及其适用范围

【密封件】密封垫片种类及其适用围 各类机器设备尤其是各类压力容器、管道和阀门等广泛使用垫片密封结构。最简单的垫片为平垫片，整个垫片为同一材料组成，作机械设备一般接合面的静密封，如减速箱的密封等。 理想的垫片结构应表层为塑性层，而层为弹性体，塑性表面层保证密封而相互紧贴甚至嵌合，而层允许补偿密封面的少许分离并在密封而上经常保持一定大小的压缩应力。许多组合垫片的出现都是基于这一思路或稍有改型，但原理是一样的。例如聚四氟乙烯（PTFE）具有塑性好，有优异的抗化学腐蚀性和较宽的工作温度围（-190～250℃），广泛用于静密封平垫，但由于某种原因回弹性较差以及冷流倾向，限制了单纯的使用，采用组合结构可以克服这一弊端，一方面可以保护垫片免遭流体介质的腐蚀或者避免食品、医药工业产品接触污染，另一方面改善了单纯用PTFE带来的回弹差及冷流问题。

石棉橡胶密封制品 我国石棉资源丰富，石棉经机械或化学处理可使其松解，充分松解的石棉纤维，抗拉强度较高表面积较大，吸附性能良好，不能燃烧，耐热性能好，最高安全使用温度为500～550℃，这个温度围基本能满足工业工的需要，而且石棉价廉，其缺点是石棉粉尘对环境污染，对人体有危害，要注意环境保护。 石棉橡胶密封制品可分成以下3类： ①垫片类—使用在管道法兰和容器法兰上的板状和片状密封制品； ②垫圈类—使用在泵、阀、釜上的模压成型、密封制品； ③盘根类—使用在泵、阀、釜上的绳状和绒状密封制品。 石棉橡胶板是用石棉、橡胶、配合剂经辊压而成的管法兰、高压容器法兰及各种接触面所用的密封材料。 耐油石棉橡胶板是以石棉、耐油橡胶和配合剂为主要原料经辊压而成的管法兰、高压容器法兰及各种接触面所用的密封材料。 增强石棉橡胶板是由石棉橡胶板和一层或多层镀锌钢丝网（或不绣钢丝网）组成的。一般分耐油增强板和高压增强板两。钢丝网的层数与制品的厚度有关，一般地说凡制品厚度每增加1mm就应增加一层钢丝网、钢丝网应夹在石棉橡胶相应的二等分、三等分处，以增加拉伸强度，使之能耐高温和高压。在温度和压力高的场合宜采用薄垫片。薄垫片能起到金属垫片的作用，也可以说能起到“平面与平面”直接密封的作用，这时密封面的粗糙度和平整度应该很高。增强石棉橡胶板厚度一般不超过3mm。 随着石油、化工、航空和国防等的发展。高温高压和超高温高压设备、管理及高速、小体积、大功率发展机的出现，一般石棉橡胶板已不能满足需要，应具有耐高温、耐高压、耐油类、不燃、弹性好、能适应温度、压力的的较大波动等特征，

轴封逆止风阀存密封结构改进措施

轴封逆止风阀存密封结构改进措施 国内某核电轴封风机长期以来频繁损坏给机组带来严重安全隐患，结合多次抢修经验判断风机频繁故障的主要原因为风机出口逆止阀内漏造成，调查对比分析研究制定方案，最终成功实施了对此类逆止风阀阀座的改造，彻底解决了此类阀门密封性不严的现象，消除了由风阀内漏导致的风机振动，为整个轴封系统的运行提供有力保障，保证机组安全稳定运行。 标签：轴封系统、逆止风阀、密封性、改进措施 前言 汽轮机轴封系统的功能是对主汽轮机、给水泵汽轮机的轴封和主汽轮机截止阀及调节阀的阀杆提供密封蒸汽，用以防止空气进入和蒸汽外漏。在汽轮机启动时，向主汽轮机的高、低压缸端部轴封、给水泵汽轮机端部轴封及主汽轮机的截止阀和调节阀的阀杆密封供汽，防止空气进入汽缸，影响抽真空。正常运行时，将高压缸轴封蒸汽导入低压缸轴封，防止空气漏入，影响凝汽器真空。 1原因分析 国内某核电轴封风机长期以来故障频繁，主要问题来自于轴封风机轴承的损坏，这给机组带来严重安全隐患，结合现场多次抢修经验，分析微动磨蚀的机理，基本判定风机损坏为轴承微动磨蚀造成的影响。并且在现场进行故障风机维修期间发现备用列风机出口逆止阀密封性较差，可目视观察阀板存在间歇性微开、关闭、抖动现象，与轴承微振磨蚀机理基本吻合，经分析应为运行列风机气流沿出口管返至此阀门位置，当逆止阀密封性不满足系统运行要求的情况下，气流在风机内部形成涡流扰动引起风机振动，最终造成风机轴承出现微动磨蚀损坏，影响风机正常运行。 目前国内核电站使用的轴封逆止阀型号众多，结构与应用情况也不尽相同，大多为不锈钢材质双片阀板旋起式结构，金属硬密封止回阀，型号结构说明参见图1： 由于整个材料经过加工、组合制作、高温焊接等工序逐一完成后，阀板不可避免存在一定程度变形，且该逆止风阀设计之初未考虑阀瓣与阀体流道成完全垂直状态下，受阀板自身重力原因会产生向出口侧的一个施加力，该应力会直接影响阀门关闭期间密封的建立，形成流场扰动阀板，即便阀门处于关闭状态下仍然无法使阀板与阀座有效贴合密封。所以当对该逆止风阀密封性能要求较高时，该逆止风阀无法满足所需达到的密封效果。 2改造实施 总结同类阀门维修经验，调查对比分析研究制定方案，经过详细计算、多方

杭州之江6000中性硅酮结构密封胶

之江JS-6000硅酮结构胶-上海铭根 规格 品牌型号之江JS-6000 性能结构胶 基料中性硅酮 净容量590ml 颜色黑色 包装规格590ml*20支/箱 作用领域建筑幕墙、玻璃和金属材料的装配 参数 性能指标试验方法下垂性（mm）≤3 GB/T13477.6-2002 表干时间（h）≤3 GB/T13477.5-2002 14-21天 固化时间（湿度50±5%，温度 23±2℃） 产品在湿度50±5%，温度23±2℃条件下固化21天后： 硬度（邵A）42 GB/T531-1999 12.5%伸长率时拉伸模量（MPa）0.14 GB/T13477.8-2002 50%伸长率时拉伸模量（MPa）0.40 GB/T13477.8-2002 极限拉伸模量（MPa）≥0.90 GB/T13477.8-2002 极限伸长率% 200-300 GB/T13477.8-2002 产品特性 建筑用硅酮结构密封胶； 满足中国GB16776-2005建筑用硅酮结构密封胶标准、美国ASTM C 920-2011弹性封缝剂+标准规格； 中性固化：适用于大多数建筑材料而不会产生不良反应或腐蚀作用； 可承载接口±25%的伸缩位移能力； 为建筑幕墙中的结构粘结装配而设计； 玻璃和金属材料之间的装配。 产品说明 1.之江JS-6000建筑用结构硅酮密封胶是一种单组分、中性固化、专为建筑幕墙中的结构粘结装配而设计的硅酮结构密封胶。具有广泛的温度范围，固化后在-50～150℃保持良好的弹性。完全固化后密封胶可形成可承载结构强度的耐久、弹性的防水界面。 2.采用标准：之江 JS6000固化形成优异、耐用的高模量、高弹性的硅酮橡胶。表现出优异的粘结性和耐老化稳定性。满足中国GB 16776-2005和美国 ASTN C 920-2011的各项性能指标。 3. 储存方式：以原包装存在干燥通风、27℃或更低的温度环境条件下，之江JS1200产品自生产之日起，保质期为12个月，请注意包装上的生产日期。

密封垫片种类及其适用范围

【密封件】密封垫片种类及其适用范围 各类机器设备尤其是各类压力容器、管道和阀门等广泛使用垫片密封结构。最简单的垫片为平垫片，整个垫片为同一材料组成，作机械设备一般接合面的静密封，如减速箱的密封等。 理想的垫片结构应表层为塑性层，而内层为弹性体，塑性表面层保证密封而相互紧贴甚至嵌合，而内层允许补偿密封面的少许分离并在密封而上经常保持一定大小的压缩应力。许多组合垫片的出现都是基于这一思路或稍有改型，但原理是一样的。例如聚四氟乙烯（PTFE）具有塑性好，有优异的抗化学腐蚀性和较宽的工作温度范围（-190～250℃），广泛用于静密封平垫，但由于某种原因回弹性较差以及冷流倾向，限制了单纯的使用，采用组合结构可以克服这一弊端，一方面可以保护垫片免遭流体介质的腐蚀或者避免食品、医药工业产品接触污染，另一方面改善了单纯用PTFE带来的回弹差及冷流问题。

石棉橡胶密封制品 我国石棉资源丰富，石棉经机械或化学处理可使其松解，充分松解的石棉纤维，抗拉强度较高表面积较大，吸附性能良好，不能燃烧，耐热性能好，最高安全使用温度为500～550℃，这个温度范围基本能满足工业工的需要，而且石棉价廉，其缺点是石棉粉尘对环境污染，对人体有危害，要注意环境保护。 石棉橡胶密封制品可分成以下3类： ①垫片类—使用在管道法兰和容器法兰上的板状和片状密封制品； ②垫圈类—使用在泵、阀、釜上的模压成型、密封制品； ③盘根类—使用在泵、阀、釜上的绳状和绒状密封制品。 石棉橡胶板是用石棉、橡胶、配合剂经辊压而成的管法兰、高压容器法兰及各种接触面所用的密封材料。 耐油石棉橡胶板是以石棉、耐油橡胶和配合剂为主要原料经辊压而成的管法兰、高压容器法兰及各种接触面所用的密封材料。 增强石棉橡胶板是由石棉橡胶板和一层或多层镀锌钢丝网（或不绣钢丝网）组成的。一般分耐油增强板和高压增强板两。钢丝网的层数与制品的厚度有关，一般地说凡制品厚度每增加1mm就应增加一层钢丝网、钢丝网应夹在石棉橡胶相应的二等分、三等分处，以增加拉伸强度，使之能耐高温和高压。在温度和压力高的

密封垫的类型及常见设计问题

密封垫的类型及常见设计问题 密封垫的类型 各类机器设备尤其是各类压力容器、管道和阀门等广泛使用垫片密封结构。最简单的垫片为平垫片，整个垫片为同一材料组成，作机械设备一般接合面的静密封，如减速箱的密封等。 理想的垫片结构应表层为塑性层，而内层为弹性体，塑性表面层保证密封而相互紧贴甚至嵌合，而内层允许补偿密封面的少许分离并在密封而上经常保持一定大小的压缩应力。许多组合垫片的出现都是基于这一思路或稍有改型，但原理是一样的。例如聚四氟乙烯（PTFE）具有塑性好，有优异的抗化学腐蚀性和较宽的工作温度范围（-190～250℃），广泛用于静密封平垫，但由于某种原因回弹性较差以及冷流倾向，限制了单纯的使用，采用组合结构可以克服这一弊端，如表29.3-1所示的各种外部包封PTFE，内部填充压缩石棉板、橡胶板（或嵌金属薄板）等形成的“三明治”结构垫片。这种结构一方面可以保护垫片免遭流体介质的腐蚀或者避免食品、医药工业产品接触污染，另一方面改善了单纯用PTFE带来的回弹差及冷流问题。 表29.3-1给出了常用密封垫片种类及其适用范围。 表29.3-1 常用密封垫种类、材料及适用范围

密封设计中的几个问题 3.密封设计中的几个问题 3.1 密封用材料 密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不同，以及设备的工作条件不同，要求密封材料具有不同的适用性。对密封材料的要求是：①材料致密性好，不易泄漏介质；②有适当的机械强度和硬度；③压缩性和回弹性好，永久性变形小；④高温下不软化、不分解，低温下不硬化、不脆裂；⑤抗腐蚀性能好，在酸、碱、油等介质中能长期工作，其体积一硬度变化小，且不粘附在金属表面上；⑥摩擦系数小，耐磨性好；⑦具有与密封面贴全的柔软性；⑧耐老化性好，经久耐用；⑨加工制造方便，价格便宜，取材容易。显然，任何一种材料要完全满足上述要求是不可能的，但具有优异密封性能的材料能够满足上述大部分要求。

建筑用硅酮结构密封胶实施细则

建筑用硅酮结构密封胶实施细则 1依据标准： GB16776-2005 建筑用硅酮结构密封胶 GB/T13477.3-2003 建筑密封材料试验方法第1部分试验基材的规定 GB/T13477.3-2003 建筑密封材料试验方法第3部分使用标准器具测定密封材料挤出性 的方法 GB/T13477.5-2003 建筑密封材料试验方法第5部分表干时间的测定GB/T13477.6-2003 建筑密封材料试验方法第6部分流动性的测定GB/T13477.8-2003 建筑密封材料试验方法第8部分拉伸粘结性的测定 2.型别 按组分分：单组份和双组份，分别用1和2表示。 按基材分类：金属M，玻璃G，其他Q 产品标示：适用于金属、玻璃的双组份硅酮结构胶标记为：2MG GB16776-2003 3.技术性能 产品物理力学性能 ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------

4 试验条件 4.1标准试验条件 温度：（23±2）℃，相对湿度（50±5）% 5试验项目 5.1外观 5.1.1产品应为细腻、均匀膏状物，无起泡、结块、凝胶、结皮，无不宜分散的析出物。 5.1.2双组份产品两组份的颜色应有明显区别。 5.2下垂度试验温度：（50±2）℃ 5.2.1试验器具： ----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------

下垂度模具流平性模具鼓风干燥箱（50±2）℃钢板尺（0.5mm）聚乙烯条（厚度≤0.5mm，长度≤1mm） 5.2.2试件制备： 将下垂度模具用丙酮等溶剂清洗干净并干燥之。把聚乙烯条衬在模具底部，使其盖住模具上部边缘，并固定在外侧，然后把已在（23±2）℃下放置24h的密封材料用刮刀填入模具内，制备试件时应注意： a)避免形成气泡； b)在模具表面上将密封材料压实； c)修整密封材料的表面，使其与模具的表面和末端齐平； d)放松模具的聚乙烯条。 5.2.3试验步骤： 试验步骤A： 将制备好的试件立即垂直放置在已调节至（50±2）℃的干燥箱中，模具的延伸端向下，放置24h。然后从干燥箱中取出试件。用钢板尺在垂直方向上测量每一试件中试样从底面往延伸端向下移动的距离（mm）。 试验步骤B： 将制备好的试件立即水平放置在已调节至（50±2）℃的干燥箱中，使试样的外露面与水平面垂直，放置24h。然后从干燥箱中取出试件。用钢板尺在水平方向上测量每一试件中试样超出槽形模具前端的最大距离（mm）。 如果试验失败，允许重复一次，只能重复一次。 5.3挤出性 5.3.1试验器具： 聚乙烯挤胶筒（177ml）挤出器（试验体积250ml或400ml）空气压缩机（200±2.5）----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------

导电密封衬垫的设计和环境适应性设计要求

导电密封衬垫的设计以及环境适应性设计要求导电密封衬垫的设计以及环境适应性设计要求 一、导电密封衬垫的设计要点 1.1导电密封衬垫安装槽的设计 (1) 安装槽的设计是结构设计的关键，关系到： a. 防水和电磁兼容（EMC）性能 b. 外形、尺寸的限制 (2) 导电密封衬垫安装槽的设计原则： a. 安装槽的截面积大于导电密封衬垫的截面积 b. 受压后，导电密封衬垫应能完全被容纳在安装槽内 c. 安装槽的槽沿起限位作用，防止衬垫被过压 d. 法兰和安装槽的合理设计有利于EMC和EMP（电磁脉冲）的释放 图1 合理的设计---衬垫压缩量为25%

图2 不合理的设计---衬垫过容 图3不合理的设计---衬垫的压缩量＞25 % (3) 安装槽槽深的设计： a. 安装槽槽深的设计是关键： ——决定了导电密封衬垫的压缩量 ——决定了衬垫的外形

b. 通常O型圈和D型圈的压缩量应控制在18 ~ 25%，不要超过30%。 (4) 安装槽槽深的设计实例： 以O型圈为例，当槽深为H： H =导电密封衬垫直径（高度）×（1-衬垫的压缩率%） 简化成：H = O型圈直径×0.75 如：φ2的O型圈：其槽深通常为：1.5mm；压缩量为18%时，槽深为：1.6mm。 (5) 安装槽槽宽的设计： a. 当槽深确定后，槽宽W是H的函数： 槽宽W= O型圈截面积÷H（槽深）×（110%~120%） b. 通常结构设计师非常关注槽宽，取较小的槽宽来减小设备的壁厚，从而减轻设备重 量。但槽宽的设计必须考虑适当的余量，以防止衬垫的“过容”； c. 槽宽的设计还应考虑加工的公差配合情况。 (7) 关于“过容”设计 为避免衬垫压缩永久变形带来的负面影响，有时采用过容设计。 a. 衬垫的硬度通常在55~65度； b. 衬垫的顶部设计成弧形以避免边缘被切断。 c. 通常紧固螺钉间距较短，锁紧力适度（过大会产生过压或切断衬垫)并且均衡。 1.2导电密封衬垫的设计（一） (1)对衬垫材料的一般要求： a. 低的吸水率：吸水率≤0.5% b. 防霉性：长霉等级在0~1级 c. 使用温度：-60℃~ +160 ℃ d. 抗老化性：70 ℃/168小时（不发粘、不龟裂、不降解） e. 稳定性及相容性：在使用范围内，无有害气体释放与装配结构件相容 f. 耐侯性：当用于Ⅰ型面时，有抗紫外线要求采用复合或双峰衬垫（外侧为环境密封） g. 抗压缩永久变形良好 h. 合适的邵氏硬度 i. 抗拉强度和抗撕裂强度好

密封垫的功用及材料

密封垫的功用及材料 1.1 功用 密封垫广泛用于工程机械及柴油机的管道、壳体的结合面的静密封中，以其弹性变形填补零件结合面的不平度，切断泄漏通道，增加泄漏阻力，或承受内外侧压力差等方式防止流动介质 (气体、冷却水、润滑油、齿轮油、液压油、制动液等)泄漏。如柴油机的汽缸盖、正时齿轮室盖、油底壳、喷油泵侧盖、进排气管，工程机械底盘中的变速箱盖、方向机侧盖、桥壳后盖、终传动壳体等。 1.2 材料 按材料密封垫有非金属密封垫、非金属与金属组合密封垫、金属密封垫三大类，其常用材料有橡胶、皮革、石棉、纸、软木、聚四氟乙烯、钢、铁、铝、铜和不锈钢等。用棉、麻、石棉、纸、皮革等纤维素材质制成的密封垫，其组织疏松，致密性差，纤维间有细微缝隙，很容易被流动介质浸透，在压力作用下流动介质从高压侧通过这些细微缝隙渗透到低压侧，即形成渗透泄漏 (约占总泄漏量的10%~20%) 1.3 密封垫泄漏形式及原因 密封垫的泄漏有三种形式:界面泄漏、渗透泄漏和破坏性泄漏，其中以前两种为主要形式。产生界面泄漏的原因是:结合面粗糙和变形;密封垫没有压紧;结合面紧固螺栓伸长变形或松动; 密封垫发生塑性变形等。界面泄漏量约占总泄漏量的80%~90%; 材料老化、龟裂、变质等会促使密封垫破坏性泄漏，但安装、使用不当是主要原因;如上所述，流动介质浸透到细微缝隙中，造成纤维素材料制成的密封垫的渗透泄漏。 1.4 常用密封垫种类及适用范围 现将常用密封垫的种类、结构、材料及适用范围列于表1中。 表1 常用密封垫片种类及其适用范围形式 种类材料 适用范围 压力/MPa 温度/ ℃介质 非金属密封垫纸垫片 软钢纸板 <0.4 <120 燃料油，润滑油，水等 橡胶垫片 天然橡胶 1.33×10-10~0.6 -60~100 水，海水，空气，惰性气体，盐类水溶液，稀盐酸，稀硫酸等 普通橡胶板 -40~60 空气，水，制动液等 夹布橡胶垫片 夹布橡胶≈0.6 -30~60 海水，淡水，空气，润滑油和燃料油等 皮垫片牛皮或浸油、蜡，合成橡胶，合成树脂 -60~100 水，油，空气等

球阀密封的改进

球阀密封的改进 球阀密封的改进: 一、球阀密封的现状与分析 铸石球阀是在灰渣管路中比较理想的启闭装置，其上密封好坏直接影响阀门的质量和使用寿命。过去采用O形橡胶密封结构形式，即在轴上加工出的环形槽内放入O形密封圈，然后将其装配进套类零件上加工出的孔内，形成轴与孔的密封，这种结构的密封性能取决于设计时的过盈量，即O形密封圈的压缩量和孔、轴零件的加工精度。过盈量太小，密封性能差，过盈量太大，装配时容易挤坏O形密封圈，使密封失效。 该密封结构简单，装配容易。但若轴、孔的加工精度不高或难以提高加工精度时，除基本的密封性能难以保证或难以进一步提高精度时，其主要的缺点在于密封材料，这种密封结构在气缸、液缸中还是很适用的，在灰渣水中所使用铸石球阀上密封就很难保证其密封性能了。原因在于球阀的开关属于部分回转型的，经常需90°开关。由于阀杆与阀体之间为动配合，有一定间隙，阀门在开关时介质作用在球体上的巨大推力，必然使阀杆产生一定倾斜，阀杆的力偏向的一边，那一边就磨损严重，而且灰渣水中含有大量悬浮物冲蚀着密封圈。引起阀杆部位O形密封圈寿命周期短，泄露现象经常发生，对现场环境也造成一定影响，因此决定对密封结构形式及材料进行改进，改进后的主要出发点是使其在轴、孔的装配中，能通过压缩量进行调整，不用大幅度地提高轴、孔的加工精度就能保证有效地密封。 二、球阀结构改进和磨具设计 1、X形密封圈结构 X形密封圈四周都有密封面，在密封环里外面均有润滑槽，这种结构优于O 形密封圈，安装精度低，使用可靠性好，无需维修，价格低，还可以通过垫片进行压缩量调整，现已被广泛用于各压力等级铸石阀门的密封当中，可以有效防止泄露现象的发生，极大地延长了阀门的使用寿命，提高了阀门的可靠性。 2、X形密封圈材料 X形密封材料采用聚氨酯(CPU)材料的，可以有效解决传统O形密封圈中所存在的问题。浇注型聚氨酯是现在国际上比较通过的一种密封材料，其弹性模量大，物理力学性能好，能承受较大的冲击载荷，且聚氨酯目前已经基本解决了抗水解问题，耐温等级也在不断地提高，大大扩展了聚氨酯的应用领域。用浇注型聚氨酯生产X形密封圈，工艺简单，制造成本低。其耐压等级可达60MPa甚至更高，保压效果也相当不错，基本可达零泄露。 3、球阀密封原理 其工作原理：当拧紧螺栓时，填料压盖向下运动压紧调整垫片，通过V形填料垫的挤压，使X形密封圈里唇、外唇同时贴紧轴和孔的密封面，保证可靠性的密封，其主要密封性能取决于装配时拧紧螺栓的压紧力，而与轴、孔尺寸精度无太大关系。 4、磨具设计

密封结构设计技术规范

密封结构设计技术规范

前言 本技术规范起草部门：技术与设计部 本技术规范起草人：何龙 本技术规范批准人：唐在兴 本技术规范文件版本：A0 本技术规范于2014年8月首次发布

密封结构设计技术规范 1适用范围 本技术规范适用于灯具外壳防护使用密封圈的静密封结构设计。包括气密性灯具密封结构设计。 2引用标准或文件 GB/T 3452.1-2005 液压气动用O形橡胶密封圈第1部分：尺寸系列及公差 GB/T 3452.3-2005 液压气动用O形橡胶密封圈沟槽尺寸 GB/T 6612-2008 静密封、填料密封术语 JB/T 6659-2007 气动用0形橡胶密封圈尺寸系列和公差 JBT 7757.2-2006 机械密封用Ｏ形橡胶圈 JB/ZQ4609-2006 圆橡胶、圆橡胶管及沟槽尺寸 《静密封设计技术》（顾伯勤编著） 《橡胶类零部件（物料）设计规范》（在PLM中查阅） 3基本术语、定义 3.1密封：指机器、设备的连接处没有发生泄露的现象（该定义摘自《静密封设计技术》）。 3.2静密封: 相对静止的配合面间的密封。密封的功能是防止泄漏。 3.3泄漏: 通过密封的物质传递。造成密封泄漏的主要原因：（1）机械零件表面缺陷、尺寸加工误 差及装配误差形成的装配间隙；（2）密封件两侧存在压力差。减小或消除装配间隙是阻止泄漏 的主要途径。 3.4接触型密封：借密封力使密封件与配合面相互压紧甚至嵌入，以减小或消除间隙的密封。 3.5密封力（或密封载荷）：作用于接触型密封的密封件上的接触力。 3.6填料密封：填料作密封件的密封。 3.7接触压力：填料密封摩擦面间受到的力。 3.8密封垫片：置于配合面间几何形状符合要求的薄截面密封件。按材质分有：橡胶垫片，金属垫 片、纸质垫片、石绵垫片、塑料垫片、石墨垫片等。 3.9填料：在设备或机器上，装填在可动杆件和它所通过的孔之间，对介质起密封作用的零部件。 注：防爆产品电缆引入所指的填料在GB3836.1附录A2.2条中另有定义，指粘性液体粘接材料。 3.10 压紧式填料：质地柔软，在填料箱中经轴向压缩，产生径向弹性变形以堵塞间隙的填料。 3.11 密封圈：电缆引入装置或导管引入装置中，保证引入装置与电缆或导管与电缆之间的密封所使 用的环状物（该定义摘自GB3836.1第3.5.3条对防爆产品电缆密封圈的定义）。 3.12 衬垫：用于外壳接合处，起外壳防护作用的可压缩或弹性材料。（该定义摘自GB3836.1第6.5 条和GB3836.2第5.4条对防爆产品密封衬垫的定义）。 3.13 压缩率：密封圈装入密封槽内受挤压，其截面受压缩变形所产生的压缩变形率。也称作压缩比。注1：上述术语除 3.1、3.11和3.12条外，其余均摘自《GB/T6612-2008静密封、填料密封术语》。

垫片的密封应力介绍

螺栓法兰接头安全密封技术（四） ——垫片密封应力—— 摘要： 在法兰接头设计或选用中，垫片虽然成本相对较低，但在保证连接密封性能、控制泄漏要求方面起着重要的作用。人们往往容易将泄漏的原因集中在垫片上，当然有垫片本身的原因，但更多的是法兰连接系统的设计或选用中存在的许多问题，最后通过垫片密封应力的降低表现了出来。 在法兰接头安装过程以及后续的各种使用过程中，垫片密封应力的大小和变化受到众多因素的影响。当垫片的密封应力降低到低于设计要求的基准值时，其结果是导致法兰连接的密封失效、发生泄漏。 本文分析了引起垫片密封应力降低的影响因素及其原因，介绍了估算方法，提出要减小弥补这样的影响，维持法兰接头的密封状态，初始安装螺栓载荷应足够大。同时螺栓也要有足够的强度，能承受相应的拉伸载荷及其可能的增加量。 前言 螺栓连接法兰接头的强度和密封性能对于承压设备/装置以及管道系统的正常、安全运行非常重要。法兰连接强度的保证，在承压设备行业（包括锅炉、压力容器、压力管道）长期以来都非常重视，当然这很重要，但对于其密封性能的保证或评估国内却较少有研究。 螺栓垫片法兰连接的泄漏途径，一个是通过垫片内部的渗透泄漏，另一个是通过垫片与法兰密封面之间的间隙的界面泄漏，界面泄漏是最难对付的。通常，我们考虑通过选用不同材料和类型垫片用于不同的设计工况条件以及在垫片表面途密封剂量等方法，达到减少/控制泄漏的目的。 要控制法兰接头的泄漏，仅仅通过采用各种措施消除垫片与法兰密封面之间的间隙/泄漏通道是远远不够的，最重要的是无论在安装阶段、还是各种使用过程中，当螺栓/垫片有蠕变松弛产生、当有介质压力等外载荷/温度等作用下，垫片与法兰密封面上必须始终保持/维持有足够的压缩应力，本文称之为“垫片密封应力”。 所以，法兰接头的强度和密封需要通过螺栓提供足够的夹紧力和垫片密封应力，来承受介质压力或各种外载荷，保证垫片的密封应力在安装以及随后的各种工况条件下都维持在设计要求的基准值以上，才能获得有效的密封、控制泄漏。 在法兰接头设计选用中，虽然垫片的成本相对较低，但垫片是个核心的问题，在保证连接密封性能、控制泄漏达到设计要求中起重要的作用。 由于螺栓连接法兰接头的强度和密封性能受到诸多因素的影响，其复杂的力学和变形关系，涉及到一个专题领域，要消除/控制法兰接头的泄漏是困难的。为了保证安全使用、控制泄漏，垫片必须正确选用设计、保证质量、正确地安装，在任何工况条件下法兰密封面和垫片接触表面之间应具有足够的压紧应力。所以，垫片的密封应力（= 总的螺栓载荷力/垫片的压缩面积）是法兰接头密封设计/选用的关键性能参数。 1、垫片的蠕变松弛 非金属垫片中，包括半金属垫片用填充材料或覆盖层，经常使用合成橡胶、PTFE等各种弹性材料。这类材料的特点之一，是具有不同程度的蠕变松弛特性，它与温度、时间、初始应力水平、密封材料厚度等多种因素有关。