密封件基础1.关于密封件(1)密封的分类(2)什么叫U型密封件?(3)什么叫组合密封?(4)密封件的材料(5)密封理论2.当密封理论不成立时・・・(1)密封件本身没有异常时的泄漏原因(2)密封件本身有异常时的泄漏原因3.关于爬行1.关于密封件(1)密封的种类组合密封O/RU型密封速度(m/s)圧力(100KPa)高圧用U型密封件,就是带有U型凹槽的密封件的总称。・内外围的唇口起密封作用。(←如果唇口有破损,就会漏油。)・加压时,油压传导到U型凹槽部,使密封件底部也和配合面接触。・密封性能很好。加压时无压力时外唇密封面内唇密封面U型凹槽外唇外跟内唇内跟U型密封件截面(2)什么叫U型密封件?组合密封(通称SP密封),指聚四氟乙烯(PTFE)环和橡胶环相组合的密封。・移动阻力小,耐磨性很好。・与U型密封件相比,密封性能稍差,所以一般都用在允许少量泄漏的活塞密封上。※但是,即使用在活塞密封时,对密封性能要求很高时(如单动油缸),考虑到密封性能,一般都选用U型密封件。内周シール面外围密封面(3)什么价组合密封?主要特征主要用途优点缺点橡胶・NBR・H-NBR・FKM①U型密封件②SP用支撑圈・较软(密封性)・低强度(容易被挤出)聚氨酯・PU①U型密封件・较软(密封性)・中强度・化学性质稳定(耐热水、酸腐油)・PTFE③SP用密封圈④挡圈⑤抗磨环・移动特性(低摩擦)・高强度(耐高压,低磨损)・塑性、容易变形(耐划伤→密封性)树脂・PA④挡圈・高强度(耐高压)・移动特性(摩擦、磨损较大)④①②③⑤(4)密封件用材料密封件(接触式、动密封)为防止移动时的磨损,要确保有油膜二律背反?密封パッキン油大气Hmパッキン油大气HpHp≦Hm⇒密封※回来的油膜比出去的油膜多时,就不会漏油。(5)密封理论泄漏量Q=2LNS√9|dp/dx|Pmax8・η・Vp-√9|dp/dx|Mmax8・η・VmL:轴周长N:往复次数S:行程η:油黏度引き行程押し行程UパッキンPo|dp/dx|MmaxPo=5(kg/cm)2引き行程Po=15(kg/cm)22Po=30(kg/cm)(大気側)(油圧側)押し行程2Po=0(kg/cm)Po=15(kg/cm)22Po=30(kg/cm)|dp/dx|Pmax(大気側)(油圧側)=hp:推力行程时的油膜厚度=hm:拉力行程时的油膜厚度【密封的条件】hp≦hm※假设Vp=Vm|dp/dx|Pmax≧|dp/dx|MmaxVp:推力行程速度(cm/sec)Vm:拉力行程速度(cm/sec)|dp/dx|Pmax:推力行程时的最大压力梯度(kgf/cm3)|dp/dx|Mmax:推力行程时的最大压力梯度(kgf/cm3)(5)密封理论<补充>051015202530354045-0.51.53.55.57.59.5接触圧力分布MPa部位mm051015202530354045-0.51.53.55.57.59.5部位 mm接触圧力分布 MPa半径方向応力分布図接触圧力分布最大圧力勾配|dp/dx|Pmax=2927kgf/cm3|dp/dx|Mmax=1591kgf/cm3|dp/dx|Pmax|dp/dx|Mmax大気側油側大気側油側部位(mm)0MPa押し工程3MPa引き工程接触圧力(kgf/cm2)部位(cm)油側大気側油側大気側接触圧力(kgf/cm2)部位(cm)~泄漏量计算举例~<补充>最大压力梯度计算模型:IDI密封件(聚氨酯)型号尺寸:IDI16018012材料:NOKU801橡胶硬度:Hs94(JISA)在这里、以推力行程:0MPa、拉力行程:3MPa为工作条件计算泄漏量。使用FEM(有限要素法)解析方法计算接触压力梯度。计算推力行程(0MPa)的接触压力梯度:|dp/dx|Pmax拉力行程(3MPa)时的接触压力梯度:|dp/dx|Mmax【計算条件】按以下条件计算轴径:φ16cm以上,周长(L):16・π次数(N):250回行程(S):20cm油种类:发动机油(昭和シェルホワイトパロット10W)油黏度:31.6×10-8kgf・s・/cm2)…40℃の場合Vp:15cm/secVm:10cm/sec以Vp>Vm的容易泄漏的条件计算==泄露量Q={3.8×10-5-4.2×10-5}216×π×250×20=-0.503cm3摺動面の運動方向M(h)パッキン大気側油側p(h)パッキン()油膜長さ大気側に出た摺動面の運動方向摺動表面泄漏量Q=2LNS√9|dp/dx|Pmax8・η・Vp-√9|dp/dx|Mmax8・η・Vm~泄漏量计算举例~最大压力梯度计算推力行程时的油膜厚度hp≒0.38μm拉力行程时的油膜厚度hm≒0.42μm外部泄漏内部泄漏水利发电设备用油缸,及用于河川工事的挖掘机的油缸,如果发生漏油,会污染环境。钢厂设备里的油缸发生漏油,泄露的油如果掉进熔化的铁里,会引发火灾。生产线的设备,如果发生大量的内部泄漏,油缸就会产生工作不良现象,有可能会造成停产。吊起重物的吊车,如果发生大量的内部泄漏,轴会缩进油缸里,重物会掉落。密封理论不成立时,就有漏油的可能性!!!当发生漏油时・・・2.当密封理论不成立时・・・请参考样本P222页密封件无异常(1)密封件无异常时的泄漏原因油缸腔体内部的加工,推荐使用滚压抛光(RLB)。配合面的表面粗糙度表面粗糙度的形态:向上凸起,磨损的原因向下凹陷,改善润滑性能请参考样本P252页(1)密封件无异常时的泄漏原因<补充>当发生贯穿泄漏时対策请参考样本P250页贯穿泄漏(1)密封件无异常时的泄漏原因<补充>请参考样本P222页パッキンに異常が有る場合(2)密封件有异常时的泄漏原因2.(2)PK有异常时现象唇口破损:NBR3.断面・外観写真断面図外観写真:U溝側外観写真:外周面ゴム硬度(Hs) 基準値:88 現品:88 :基準値 :現品2.使用条件パッキン型式USH(A505)使用機種油圧シリンダ使用箇所ピストン部圧 力20.6MPa速 度-ストローク1500mm温 度-シール対象ISO VG32原因:背压对策:使用OUHR或者SPG型密封件