密封材质的橡胶选择

令狐冲

密封材质的好坏直接影响设备的运行状况，好的密封材料可以延长设备运行时间，减少泄露，降低污染。
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　　目前，常用的材质是合成橡胶和合成树脂。

　　合成橡胶品种繁多，广泛应用的是丁腈橡胶和聚氨酯橡胶。
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) L+ U7 D0 t" _　　丁腈橡胶具有良好的耐油性、耐热性、耐寒性、耐压性和耐水性，并且有适宜的耐磨性，通常的使用温度大致为：-40°C-+120°C，易于用金属模压成任意形状的液压密封件，因此，丁腈橡胶最适宜于制作工作压力不大于32MPa的液压缸用液压密封件。
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, u* d8 d. D& s* [; ~9 ~: F- G$ j　　聚氨酯橡胶抗拉强度高，具有优良的耐油性、耐热性、耐寒性、耐压性和耐磨性，通常的使用温度为-40°C-+80°C，聚氨酯橡胶的常温密封性能比丁腈橡胶优越，它特别适宜于制作中压、高压及超高压液压缸用液压密封件。
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6 P2 d: d5 c" o5 m6 U　　合成树脂主要有聚甲醛、尼龙及填充聚四氟乙烯等。广泛应用的是填充聚四氟乙烯，它是在聚四氟乙烯的单体中加入适宜的石墨、二硫化钼、青铜粉、碳黑及玻璃纤维等填充剂而构成的高分了材料。由于聚四氟乙烯分子中的碳原子被卤族元素中负电荷最强的氟原子紧密包围起来，因此，化学稳定性非常好，并且有良好的耐油性、耐热性、耐寒性、耐压性和耐磨性，通常的使用温度约为-100°C-+260°C。同时因分子之间的范德华力非常小，所以几乎没有什么粘性，摩擦系数也极小；即使在少油或无油润滑的条件下也能正常工作。特别适宜于制作高压及超高压快速运动的液压缸用液压密封件。
5 M8 Q; ^+ C& I8 H; w( y+ d) P机械密封结构型式的选择是设计环节中的重要步骤，必须先进行调查：①工作参数—介质压力、温度、轴径和转速。②介质特性—浓度、粘度、腐蚀性、有无固体颗粒及纤维杂质，是否易汽化或结晶等。③主机工作特点与环境条件—连续或间歇操作；主机安装在室内或露天；周围气氛性质及气温变化等。④主机对密封的允许泄漏量、泄漏方向(内漏或外漏)要求；寿命及可靠性要求。⑤主机对密封结构尺寸的限制。⑥操作及生产工艺的稳定性。
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　　1.根据工作参数p、v、t选型

( K1 I$ ~! J) u: b# M9 `, n6 L　　这里p是指密封腔处的介质压力，根据p值的大小可以初步确定是否选择平衡式的结构以及平衡程度。对于介质粘度高、润滑性好的，p≤0.8MPa，或低粘度、润滑性较差的介质，p≤0.5MPa时，通常选用非平衡式结构。p值超过上述范围时，应考虑选用平衡式结构。当p＞15MPa时，一般单端面平衡式结构很难达到密封要求，此时可选用串联式多端面密封。
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　　υ是指密封面平均直径的圆周速度，根据υ值的大小确定弹性元件是否随轴旋转，即采用弹簧旋转式或弹簧静止式结构，一般υ＜20～30m/s的可采用弹簧旋转式，速度更高的条件下，由于旋转件的不平衡质量易引起强烈振动，最好采用弹簧静止式结构。若p和υ的值都高时，可考虑选用流体动压式结构。
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　　t是指密封腔内的介质温度，根据t的大小确定辅助密封圈的材质、密封面的冷却方法及其辅助系统。温度t在0～80℃范围内，辅助密封圈通常选用丁腈橡胶O形密封圈；-50℃≤t＜150℃，根据介质腐蚀性强弱，可选用氟橡胶、硅橡胶或聚四氟乙烯成型填料密封圈：温度＜-50或t≥150℃时，橡胶和聚四氟乙烯会产生低温脆裂或高温老化，此时可采用金属波纹管结构。介质浊度高于80℃时，在密封领域中通常就要按高温来考虑，此时必须采取相应的冷却措施。
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　　2.根据介质特性选型

% f8 i' y9 l" C. P0 |8 y　　腐蚀性较弱的介质，通常选用内置式机械密封，其端面受力状态和介质泄漏方向都比外置式合理。对于强腐蚀性介质，由于弹簧选材较困难，可选用外置式或聚四氟乙烯波纹管式机械密封，但一般只适用p≤0.2～0.3MPa的范围内。
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　　易结晶、易凝固和高粘度的介质，应采用大弹簧旋转式结构。因为小弹簧容易被固体物堵塞，高粘度介质会使小弹簧轴向补偿移动受阻。
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) t8 V5 P; V$ h8 e　　易燃、易爆、有毒介质，为了保证介质不外漏，应该采用有封液(隔离液)的双端面结构。

, b' h$ i. B6 D4 j8 U1 Z　　按上述工作参数和介质特性选定的结构往往只是一个初步方案，最终确定还必须考虑主机的特征和对密封的某些特殊要求。例如，火箭发动机的密封寿命只需几分钟，但要求短时间内绝对不漏。舰船上的主机有时为了获得更有效的空间，对密封的尺寸和安装位置往往提出十分苛刻的要求，又如潜艇上的排水泵，在潜艇沉浮过程中，压力变化幅度很大等。在这些情况下，就不能按常规选择标准结构，而必须对具体工况作特殊设计，同时采取必要的辅助措施

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楼主，真是强人

nmhsg

不错的资料，感谢分享。