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传统液压密封和金属波纹管密封的原理

时间:2018-08-20   来源:金属波纹管密封   作者:金属波纹管   点击:

  金属波纹管密封性能是一个重要技术指标,其密封性能必须满足设计指标,而泄漏率是衡量密封性能好坏的标准。

  

传统液压密封的原理

  液压密封的一般原理是在零件配合间隙之间设置一道有足够强度的密封件。密封件必须有足够的弹性,以能够嵌入和填满被密封面上的任一凹凸不平处,同时还要保持足够的刚度以防止在介质的高压作用下被挤入表面间隙内。弹性密封体经压缩加载而变形,维持接触应力,紧贴在被密封面上,并挤入密封面的所有微观凹坑。密封介质压力小于弹性体对表面的接触应力,泄漏就不能形成。液压密封使用的橡胶密封圈靠安装时与被密封面的配合有一个过盈量而获得变形和接触应力。接触应力与密封圈的变形量和材料的弹性模量有关。

  密封圈装入密封槽后,其截面承受接触压缩应力而产生弹性变形。对接触面产生一定的初始接触密封压力Po,即使没有介质压力或者压力很小,密封圈靠自身的弹性力作用也能实现密封;当容腔内充入有压力的介质后,在介质压力的作用下,密封圈发生图示的位移,移向低压侧,同时其弹性变形进一步加大,填充和封闭了密封从而大大增强了密封效果。由于一般K≥1,所以Pm>P。由此可见,只要0型圈存

  在初始压力,就能实现无泄漏的绝对密封。这种靠介质本身压力来改变0型圈接触状态,使之实现密封的性质,称为自密封作用。

  理论上,压缩变形即使为零,在油压的作用下也能密封,在实际上,密封圈安装时可能存在偏心。所以,密封圈装入密封沟槽后,其断面一般受到7?0?压缩变形]。

  传统液压密封和金属波纹管密封的原理

金属波纹管密封的原理

  金属波纹管材料为金属材质,几乎不存在渗透泄漏,因此密封泄漏主要为界面泄漏。密封的基本原理是通过不同途径阻止介质泄漏。根据密封副之间的间隙小于流体分子直径才能保证流体不泄漏的观点,可认为,防止流体泄漏的间隙必须小于0.003um。

  经过精细研磨的金属表面粗糙度值最低为0.1um,仍比水分子直径大30倍。由此可见,单纯依靠降低密封面粗糙度的方法来提高密封性是难以做到的,只有加大比压,将密封面上微观轮廓峰压平,产生塑性变形,使间隙小到流体难于通过才能实现密封。

  密封面间的接触属两个粗糙表面之间的接触。要做到不泄漏和泄漏率非常低,需要密封表面形成连续的贴合。在密封力作用下,表面对应的微凸体高度之和最大的部位首先接触。随着载荷的增加,微凸体接触数量和变形程度增加,微凸体产生塑性变形或嵌入彼此表面,密封面间的间隙越来越小,密封面间的泄漏量越来越低.这时处在凹处的两微凸体仍存在间隙,要达到完全密封,需施加使凹处的材料产生严重塑性变形的载荷。

  在金属平面密封中,由于大部分金属材料的弹性应变较低,要达到密封,材料所受的压缩力必须超过其弹性极限。因此,对于金属与金属的密封,塑性变形起着更重要的作用。一旦密封接触压力使密封面产生了一定的塑性变形,就能实现在弹性变形条件下采用高度研磨和精磨的接触表面也不可能实现的密封。

  要达到密封系统绝对没有泄漏和泄漏率很低,只有使密封面间产生塑性变形。密封副匹配应采用一定的硬度差,这样才能保证在压力的作用下形成一定的塑性变形密封。

  目前有两种理论可评判密封面产生的塑性变形。一是用较软材料的屈服强度。防止气体泄漏的塑性变形所需的接触应力,必须达到较软材料屈服强度的2~3倍;二是较软材料的布氏硬度值。当接触面平均压力达到H/3时,开始在表层内出现塑性变形。

  大量试验证明,在金属平面之间的密封接触区产生弹性变形的接触压力不足以形成耐高压的气密性密封,即使表面光洁度非常高,也会出现泄漏。但在某些情况下可以形成密封:一是在金属密封面上涂粘性油膜;二是在金属面上放置非常薄的软金属薄片,如银、铝、铜等;三是将强度高的金属密封面镀覆一种较软材料的薄镀覆层,涂覆材料一般为银、金、铜、液态金属等。密封原理是利用粘性油膜、软金属、液态金属等容易将密封上的缺陷填平,达到密封。

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