《泛塞密封及與O、U形圈對比》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《泛塞密封及與O、U形圈對比(14頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
泛塞密封及與O、U形圈對比
泛塞,該詞來源于“Variseal”的音譯,是復(fù)合密封、組合密封的意思,實際上通常指的是彈簧蓄能密封,是spring variseal(彈簧復(fù)合密封)的簡寫。
“泛塞”本身就是“復(fù)合密封”的音譯,所以在“泛塞”的后面沒有必要加“密封”二字,若按照習慣叫法,加上該二字也行。當然,按照中文直接說“彈簧蓄能密封”更好。
典型泛塞結(jié)構(gòu)
右圖為泛塞的典型結(jié)構(gòu),分內(nèi)外不同的兩個部分,外部密封件本體為特種功能塑料,內(nèi)部為特種材質(zhì)的不銹鋼彈簧。
密封件本體和彈簧的材質(zhì)都因不同的工況和工作介質(zhì)而不同。一般的,密封件本體的材質(zhì)有:純四氟乙烯,填充四氟乙烯,超高分子量聚乙烯
2、,聚酰亞胺,聚醚醚酮等。不銹鋼的材質(zhì)則一般有SUS301,SUS304,SUS316和SUS718等。
外部的密封件本體與要密封的兩個面接觸,起密封的作用,所以要求摩擦系數(shù)低,強度高,耐磨損,耐工作介質(zhì),耐工作環(huán)境高溫或低溫。
典型泛塞結(jié)構(gòu)
內(nèi)部的不銹鋼彈簧為外部的密封件本體提供壓力,使密封件唇口一直緊緊的被壓在密封接觸面上,防止泄漏,特別是當內(nèi)部壓力較低,為零壓甚至負壓的時候,彈簧就是密封壓力的唯一來源。對于彈簧的要求較簡單:耐環(huán)境高低溫,耐腐蝕,彈性力相對恒定。這幾點要求雖然不多,但不易達到,對于彈簧的材質(zhì),工藝和形狀要求高。
泛塞是近年來開發(fā)的一種密封形式,與格萊圈、斯特封等
3、組合密封一樣,充分的利用各組成材料的優(yōu)越性能,從而性能遠遠超越任何單一材料的密封件。它與以前的各種形式密封件相比,既有顯著優(yōu)點,也有明顯的缺陷。
推薦精選
優(yōu)點:
1, 耐高低溫的范圍大大增強,低溫可以達到-200°C,高溫到300°C左右,這對以前的各種形式密封不可想象。
2, 摩擦系數(shù)更低,雖然格萊圈和斯特封的密封材料可能與泛塞的一樣,摩擦系數(shù)較低,但同樣材質(zhì)的泛塞,摩擦系數(shù)會更低,特別是工作壓力大的時候,區(qū)別極為顯著。
3, 壽命更長,如果材料是泛塞的常用材料:填充聚四氟乙烯和不銹鋼其儲存壽命理論上是無限期,使用壽命也較其他的形式密封件要長,在有些工況下也是無限期,這對
4、于一些特定用途的油缸非常重要。
4, 耐高壓及超高壓力,一般標準設(shè)計的泛塞圈,可耐壓20-30MPa,通過更改設(shè)計參數(shù),耐壓100MPa以上也很容易。
5, 在高低壓力下,泄漏量都較小。泛塞圈在高低壓下都能有好的密封性能,而其他形式的密封要么耐高壓性好,要么耐低壓性好,同時耐高低壓力都好很難達到。
6, 安裝溝槽小,安裝溝槽標準尺寸與同級別O形圈的一樣。
缺點:
1, 安裝溝槽一般為開式或半開式,特別是小直徑油缸,必須為開式或半開式,這樣為油缸的設(shè)計、制造與安裝可能會增加一定的成本。
2, 密封件制造工藝為車削成型,生產(chǎn)效率低,制造成本較普通密封件的高,故密封件的采購成本會
5、較高。
典型應(yīng)用工況:
1, 高溫密封
現(xiàn)代的工業(yè)油缸,很多地方需要高溫油缸密封,如壓力鑄造油缸,冶金油缸,窯爐油缸,汽車發(fā)動機密封,等等,最高溫度達到300°C左右。
2, 低溫密封
液化氮氣,液化石油氣,液化二氧化碳,液化氧氣,等密封,最低溫度達-200°C。
3, 高壓密封
推薦精選
超大噸位的壓力機,高壓水切割機,空壓機等,最高壓力達400MPa。
4, 高速密封
高速轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)速可達30-40米每秒。高速往復(fù)運動油缸,伸縮的速度可達15-20米每秒。
5, 特殊工作介質(zhì)密封
高溫水汽,海水,剎車油,酸堿等。
6, 低摩擦
典型的如伺服油缸。
7,
6、 長壽命密封
風電變槳油缸,建筑減震油缸。
8, 長大油缸密封
典型如起重機油缸,堆高機油缸。
9, 衛(wèi)生安全密封
目前食品和藥品接觸的密封已經(jīng)基本采用泛塞圈。
10, 快速反應(yīng)油缸
密封件安裝溝槽小,油缸各結(jié)構(gòu)件可以更輕,同時摩擦阻力小,可大幅提升油缸的動態(tài)性能,制造出更好的快速反應(yīng)油缸。
發(fā)展趨勢:
雖然目前泛塞相對其他密封形式成本較高,但他的優(yōu)勢多也很顯著,很多情況下已經(jīng)變得不可替代,隨著對設(shè)備性能和工作可靠性要求的提高,設(shè)備維護人力資源的日益昂貴,泛塞的性價比變得越來越高,應(yīng)用也越來越普遍,現(xiàn)在已經(jīng)有一股泛塞取代傳統(tǒng)密封的大趨勢。
泛塞技術(shù):
泛塞圈雖然看起來
7、結(jié)構(gòu)簡單,大家仿制起來好像也很容易,其實不然,不同的公司產(chǎn)品,其使用壽命可能會極為懸殊。因為不同工況下密封件結(jié)構(gòu)、密封材料配方的選擇和差異化的制造工藝在這里都非常重要,一旦選用不合適的材料配方或密封結(jié)構(gòu),密封件質(zhì)量難以保證。
泛塞密封與O、U形圈密封對比:
推薦精選
1, 組成成分
O形密封
各種材質(zhì)、硬度的橡膠,常用的有丁腈橡膠、氟橡膠、硅橡膠和乙丙橡膠等
U形密封
現(xiàn)在一般為聚氨酯,極少數(shù)為較硬的橡膠
泛塞密封
密封件本體一般為填充聚四氟乙烯,基體是聚四氟乙烯,填充料為碳纖維、銅粉、二硫化鉬等,彈簧的成分通常為耐腐蝕的各種不銹鋼。
2, 儲存壽命
O形
8、密封
丁腈橡膠等一般為2-10年,氟橡膠,硅橡膠5-20年
U形密封
一般為5-10年。
泛塞密封
理論上無限制
3, 工作介質(zhì)相容性
O形密封
O型圈密封介質(zhì)的耐受性因材質(zhì)的不同而區(qū)別很大,沒有一種可以包打天下,如丁腈橡膠耐非極性礦物油,對于極性礦物油,水及酸堿等的耐受性很差。
U形密封
耐礦物油液壓油,不耐水及含水液體。
泛塞密封
聚四氟乙烯材料制作的泛塞本體耐幾乎所有的介質(zhì),含強酸強堿、有機溶劑、各類油脂,無機鹽有機鹽溶液。
不銹鋼304、316、718等的耐腐蝕性都很強,可適用于多種工作介質(zhì)中,如各類油脂,水等。
4, 摩擦與磨損
O形密封
橡膠
9、與鋼材的干摩擦系數(shù)約為0.6-0.8之間,在有潤滑時摩擦系數(shù)為0.3-0.5之間
U形密封
一般摩擦系數(shù)較相同工況橡膠的要稍小,干摩擦系數(shù)在0.3-0.5間,有潤滑時,摩擦系數(shù)在0.2-0.4之間。
泛塞密封
填充聚四氟乙烯與金屬材料的干摩擦在0.15左右,有潤滑的時候,摩擦系數(shù)為0.01-0.05之間,
推薦精選
因為摩擦系數(shù)相差較大,摩擦阻力和磨擦損耗量相應(yīng)的也相差巨大。
5, 物理老化,工作蠕變
O形密封
橡膠在貯存和使用過程中受自然和人工環(huán)境各種條件的綜合影響,性能和外觀隨時間而變壞。橡膠制品常因受熱、空氣中的氧和臭氧、陽光、風、雨、雪、水分以及使用過
10、程各種機械應(yīng)力作用或化學溶劑的侵蝕,使橡膠的化學結(jié)構(gòu)受到破壞,變軟或硬脆龜裂,表面粗糙,力學性能下降,隨時間推移逐漸喪失使用價值。
當O形圈正常工作時會受到一定的應(yīng)力,在應(yīng)力的作用下,O型圈形狀會發(fā)生永久變形,從而部分或全部失去工作能力。
U形密封
在熱、光、氧氣、水等的影響下老化,力學性能逐漸下降。
在應(yīng)力的作用下,聚氨酯U形圈會發(fā)生一定的變形,但通常情況下永久變形較小,一般不影響工作。
泛塞密封
因為材料本身耐各種溶劑及溫度,氧化劑等,在儲存與工作時都不會發(fā)生材料變質(zhì)與劣化。
密封件本體主要成分為聚四氟乙烯,在壓力作用下可能會發(fā)生蠕變,但因為密封唇口主要由彈簧提供形變恢復(fù)力,
11、故本身在工作的壓力作用下發(fā)生蠕變而失去工作能力的可能性極小。
6, 工作溫度
O形密封
根據(jù)橡膠材料的不同會有些區(qū)別,但基本以0-70°C為最佳工作區(qū)間,有些橡膠的工作區(qū)間在特殊的工況下會大些,如硅橡膠,在水中耐溫只能達到100°C,但在空氣中可達到210°C。
U形密封
一般密封件正常工作溫度-30到+110°C。
泛塞密封
工作溫度-200到+250°C。(決定于密封件本體材料,彈簧的工作溫度范圍遠大于密封件本體)
7, 擠出間隙及耐壓等級
O形密封
材料硬度不同,抗壓抗擠出能力差別較大,一般的,如果壓力大于5MPa,需要加裝擋圈,否則可能發(fā)生擠出破壞。安裝時擠
12、出間隙小于0.1為佳。
U形密封
材料硬度不同,抗壓抗擠出能力差別較大,一般的,如果壓力大于15MPa,需要加裝擋圈,否則可能發(fā)生擠出破壞。安裝時擠出間隙小于0
推薦精選
.2為佳。
泛塞密封
單獨承壓可達20-50MPa,如果加裝特殊擋圈,可以承壓100MPa以上。安裝溝槽與O形圈相同時,擠出間隙可以為O型圈密封的2-3倍,極大地減少制造費用。
8, 主要密封形式:
O形密封
主要密封形式為靜密封,少量用于氣動低壓密封
U形密封
主要密封形式為動密封,少量用于靜密封
泛塞密封
主要密封形式為動密封,少量用于靜密封
9, 工作壽命
O形密封
13、在滿足條件:材質(zhì)與介質(zhì)相容、常溫低壓、隔絕空氣光照射等條件的工況下,靜密封壽命較長,否則很短,一般不到2年。動密封的壽命一般都不長,主要決定于壓力和接觸面粗糙度及潤滑情況。
不可用于干摩擦。
U形密封
決定于具體工況下的以下因素:工作溫度,運動速度,工作介質(zhì),接觸面粗糙度。
不可用于干摩擦
泛塞密封
相同工況下,為前者的10到100倍以上。
可用于干摩擦。
10, 成本
O形密封
價格便宜,安裝方便,是最便宜,使用最廣,也是最成熟和通用的密封件。
U形密封
價格根據(jù)具體的規(guī)格和品牌、質(zhì)量的不同而不同,但一般是O形圈的10倍以上,安裝較方便。
泛塞密封
近年開發(fā)出
14、來的密封種類,價格較U形圈貴,安裝溝槽通常為開式或半開式。目前使用量相對還較少,但近幾年開始迅速增長。
11, 性價比
推薦精選
O型圈密封
一次性安裝使用的情況下,性價比具有無可比擬的優(yōu)越性,但如工況特殊:工作介質(zhì)、高溫、高壓、大間隙、潤滑不良、要求工作壽命等情況,其性價比不理想,雖然密封件本身很便宜,但反復(fù)拆檢安裝、泄漏等成本高。
U形密封
常溫下的低壓低速往復(fù)運動時,性價比高,高溫、高速或高壓等工況下使用不理想。
泛塞密封
因為價格較U形圈要貴,對于一般要求不高的使用工況可能不劃算,但如使用工況有特殊工作介質(zhì)及要求低摩擦、高溫、高速或高壓等情況,或?qū)κ褂脡勖幸?/p>
15、求,使用泛塞密封更好,性價比更高。
經(jīng)過“禁賣中興芯片”事件,國人都知道芯片難造,技不如人,對這個事情非常重視,以至近期投資芯片成風。其實,到目前為止,我們還有很多像芯片制造這樣的短板待補,密封行業(yè)就是一個。
密封行業(yè)又分機械密封和液壓/氣動密封,機械密封用于高溫、高速等特殊工況;液壓/氣動密封用在流體傳動方面。對于前者-機械密封,我們的技術(shù)與國外先進技術(shù)相差還較遠,很多關(guān)鍵件還必須進口。在流體傳動密封這一塊,國內(nèi)經(jīng)過幾十年的追趕,目前的技術(shù)差距已經(jīng)不大,有些方面已經(jīng)達到國外先進水平,這方面的典型代表如 “達曼森密封科技”
16、的四氟乙烯密封和橡膠密封技術(shù)。
推薦精選
我們國家液壓工業(yè)從上世紀60年代開始起步,密封件行業(yè)也在半仿制半研發(fā)中開始前進。改革開放前期,內(nèi)地密封企業(yè)以貿(mào)易和代理國外品牌及簡單的仿制為主,到2000年前后,國內(nèi)高質(zhì)量的密封件基本上是靠進口,近年來,出現(xiàn)極少數(shù)的幾家重視密封產(chǎn)品質(zhì)量和新品研發(fā)的企業(yè),達曼森密封科技是其中重要的一員。
達曼森密封科技有限公司是一家專門從事密封原理、密封材料研究、密封系統(tǒng)設(shè)計及密封件生產(chǎn)與開發(fā)的科技型企業(yè)。公司每年用于研究開發(fā)的資金占銷售額的百分之5-10之間,與國外各大著名跨國公司的相當,遠高于
17、國內(nèi)同行的,相應(yīng)的,密封技術(shù)方面也處于國內(nèi)公司前列。達曼森密封的橡膠和四氟乙烯密封產(chǎn)品質(zhì)量均已經(jīng)達到并較出大部分的國外同類產(chǎn)品的。
達曼森密封產(chǎn)品目前主要是液壓密封和汽車密封方面,也有相當部分特殊密封,如氣彈密封,較高壓水密封,煉鋼爐設(shè)備高溫密封,低溫液化氣、氮氣設(shè)備密封等特殊密封。
達曼森密封這些年在研發(fā)方面碩果累累:
1. 破碎錘浮動密封
現(xiàn)在常用的破碎錘,因為整體的結(jié)構(gòu)問題,活塞密封采用滑閥式間隙密封,間隙一般大于5個絲,間隙小了可能會發(fā)生干涉和卡死,大了又會產(chǎn)生大的泄漏,導致設(shè)備整體效率低下,并伴隨大量發(fā)熱,極大的影響機器可維護性和整機壽命,可以說是行業(yè)痛點之一。達
18、曼森發(fā)明的浮動密封,很好的解決了這兩個問題。
推薦精選
2. 高壓密封
達曼森開發(fā)的高壓密封,已經(jīng)用于較大壓力150MPa的壓力機油缸,使用效果良好。
3. 高溫密封
高溫密封也是達曼森研發(fā)的重點方向之一,高爐打渣設(shè)備的工作溫度通常高達400-500°C,達曼森為高爐打渣設(shè)備成功開發(fā)的高溫油缸密封,效果理想,達到預(yù)期。
4. 液壓缸抖動與爬行
液壓油缸的抖動與爬行,目前在液壓傳動特別是工程機械上很常見,是液壓行業(yè)的一個痛點。達曼森經(jīng)過理論分析與模擬,找到了問題的根源,通過重新設(shè)計液壓油路和油缸密封方案,成功解決。
19、5. 長行程液壓缸密封方案
油缸行程變長后,會出現(xiàn)同樣結(jié)構(gòu)短油缸沒有的新問題。如抖動與爬行,密封件拉傷,壽命短等。同樣達曼森也找到了相應(yīng)的解決方案。
6. 新型密封材料:vs011等一批高性能材料,
推薦精選
密封材料這一塊,達曼森開發(fā)了多種以四氟乙烯為基體的特殊工程材料,其性能較常用材料有巨大的改善。如達曼森內(nèi)部代號為VS系列材料,材料的綜合性能較同類產(chǎn)品有極大的提高,在保持四氟的低摩擦系數(shù)、耐腐蝕、耐高溫、耐老化等特性外,耐磨能力、抗蠕變能力均達到了業(yè)內(nèi)較好水平,產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于風電長效油缸(設(shè)計壽命20年),橋梁高層建筑阻力器(設(shè)計壽命20年)、缸內(nèi)直噴發(fā)動機高壓油泵密封(
20、工作頻率≥20萬次/小時)。
達曼森生產(chǎn)的導向帶
類似的研發(fā)成績還有很多,典型的如下:
7. 汽車變速密封
8. 汽車氣門密封
9. 氣彈密封
10. 泛塞密封原理及理想結(jié)構(gòu)
11. 筒形坯料自動壓制機
12. 橡膠硫化快速布料裝置
13. 安裝快捷,性能優(yōu)良的新型密封結(jié)構(gòu)
密封理論方面的研究達曼森也處于國內(nèi)較好位置,應(yīng)用達曼森的研究成果,設(shè)計了多個技術(shù)先進的密封案例,包括較高溫,較低溫,較高壓,較高速等案例,其密封效果均得到客戶高度認可。
推薦精選
達曼森公司與國內(nèi)外多所大學及科研機構(gòu)有長期合
21、作和技術(shù)交流,擁有多項發(fā)明專利和國內(nèi)較好的生產(chǎn)工藝,研發(fā)團隊具備應(yīng)對各種復(fù)雜工況密封系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)能力。公司已通過ISO9001質(zhì)量體系認證和TS16949質(zhì)量體系認證。
達曼森公司有各類中高級專業(yè)技術(shù)人員二十多人,廠區(qū)占地一萬三千余平米,車間面積八千余平米。生產(chǎn)設(shè)備和檢測設(shè)備均處于同行較好水平,大型壓力機可壓制2米直徑的密封件坯料,加工設(shè)備全是技術(shù)先進的自動化CNC機床,生產(chǎn)能力和整體規(guī)模目前處于國內(nèi)同類企業(yè)較前列。
公司在解決較高溫、較高壓、較低溫、強腐蝕等特殊工況方面有較為豐富的應(yīng)用經(jīng)驗和的深厚理論基礎(chǔ),產(chǎn)品廣泛用于工程機械、汽車、自動化設(shè)備、石油、水利、化工、航空航天等領(lǐng)域。
達曼森始終為客戶提供較合適的產(chǎn)品、良好的技術(shù)支持、健全的售后服務(wù)。達曼森的服務(wù)從了解客戶的密封要求和密封工況開始,為客戶設(shè)計合理的密封系統(tǒng),選用較合適的密封件,達到理想的密封效果。
達曼森提供的不僅僅是看得見的產(chǎn)品,更多的是方案、服務(wù)、信心與保障。
(注:可編輯下載,若有不當之處,請指正,謝謝!)
推薦精選