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一,、密封機(jī)理

      SF6氣體通過(guò)密封環(huán)節(jié)滲到產(chǎn)品殼體外部的現(xiàn)象稱(chēng)為泄漏,。泄漏分為兩種：穿透O形橡膠密封圈的泄漏和通過(guò)密封接觸面的泄漏。前者與橡膠材質(zhì)有關(guān),，其泄漏量與后者相比,，通常很小。而造成接觸面的泄漏的原因,，一是接觸面有間隙,，二是密封圈兩側(cè)有壓差。

   O形密封圈借助壓緊變形后的橡膠彈力F使密封圈和密封面互相靠緊,，而產(chǎn)品內(nèi)的SF6氣壓P0在密封圈作用力F0,， F0分解后在密封圈上形成一個(gè)與密封面垂直的法向力F0’，此力使密封面和密封圈分離,，F與F0’的合力稱(chēng)為密封力,。由于溫度變化，F值常隨溫度下降而變小,，由于密封面表面狀況的非均勻性,，或者密封圈壓縮量設(shè)計(jì)的不合理，都可能導(dǎo)致在常溫或低溫時(shí)在密封圈某點(diǎn)或某段出現(xiàn)密封力為零甚至小于零,，而導(dǎo)致密封圈與密封面在微觀上分離,，出現(xiàn)SF6泄漏。

二,、影響密封泄漏量的因素

     密封圈壓縮率的 影響

     減小O形圈與法蘭分離間隙和增大O形圈與法蘭接觸環(huán)面寬是減小泄漏的最重要的因素,。當(dāng)壓差P0一定時(shí)，增大密封圈的壓縮率（即增大彈性力F）就能減小分離間隙,，直至間隙為零,。但是，密封圈的壓縮率不能太大,，否則會(huì)造成壓縮永久變形,，使密封圈使用壽命下降。

合理的O形圈壓縮率

       密封面表面粗糙度的影響

       早期設(shè)計(jì)曾流行“越光越好”的概念，因此密封面車(chē)好后再滾擠壓加工,，以獲得近于鏡面的效果,。后試驗(yàn)結(jié)果反復(fù)證實(shí)，用車(chē)（鏜）刀加工的密封面上,，刀痕形成的同心圓,，在合適的表面粗糙度（3.2-6.3）范圍內(nèi)對(duì)氣密性有利。

  如圖（a）所示,，密封面太光,，得不到同心圓刀紋的“阻力”作用，氣密性不令人滿(mǎn)意,。

  如圖（b）所示,，在表面粗糙度3.2-6.3范圍內(nèi)，橡膠圈與密封面彌合良好,，同心圓刀紋增大了SF6泄漏通道的距離,，即O形圈與法蘭接觸環(huán)面寬增大，泄漏量變小,。

  如圖（c）所示,，表面粗糙度超過(guò)12.5時(shí)，O形圈與密封面接觸不良,，易漏氣,。

  密封槽形的影響

密封槽一般取矩形，當(dāng)矩形槽布置很困難時(shí),，也可用三角形槽,。法蘭密封面因切削加工平面度的影響或焊接變形的影響，裝配好后的兩法蘭面間在微觀上總存在一定的間隙,，在氣壓P0的作用下,，橡膠圈可能被擠入該縫隙，在密封槽內(nèi),、外圓的上棱倒圓角,，可保護(hù)密封圈不被夾角剪壞，密封槽的下圓也倒圓角,，可以減輕密封圈在氣壓作用下過(guò)分?jǐn)D入槽根產(chǎn)生永久變形的可能性,。

   槽寬應(yīng)大于O形圈線徑，并且密封槽截面積應(yīng)不小于O形圈截面積,，使槽留有足夠的空間,，O形圈裝好后，只產(chǎn)生變形而不出現(xiàn)體積壓縮,，也就是使O形圈的受壓側(cè)與密封槽非密封面?zhèn)缺３忠欢ǖ拈g隙,。密封圈在工作時(shí)如果出現(xiàn)體積壓縮,，就會(huì)明顯增大壓縮永久變形，縮短使用壽命,。

 密封圈材質(zhì)的影響

      兩個(gè)主要的橡膠性能：

   1.橡膠硬度應(yīng)適中（70左右）,。硬度不宜太高，否則密封圈和密封面之間很難獲得良好的彌合性,。硬度也不宜太低,，否則接觸壓力（密封力）不足，也不能獲得良好的密封性能,。

   2.壓縮永久變形,。要求在使用的溫度范圍內(nèi)其壓變低于20%，并有良好的密封性能

   生產(chǎn)管理水平的影響

      主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

      1.原材料：按技術(shù)要求控制質(zhì)量,，妥善保管,，謹(jǐn)防變質(zhì)。

      2.加工：嚴(yán)格執(zhí)行圖紙和工藝規(guī)程要求,，按圖按工藝檢驗(yàn)。

      3.保管：包裝規(guī)范,，謹(jǐn)防碰撞劃傷和雨水侵蝕,。

      4.組裝：發(fā)現(xiàn)密封面損傷件拒裝。仔細(xì)清理,，確保產(chǎn)品清潔度,，按圖按工藝要求裝配。

三,、靜密封設(shè)計(jì)

    O形密封圈外徑和線徑的配合

根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),，O形圈直徑和線徑的配合見(jiàn)下表：

密封圈材質(zhì)的選用

丁腈橡膠密封圈：適用于油系介質(zhì)中適用。是目前用途最廣,、成本最低的橡膠密封件,。耐磨損能力強(qiáng)，不適用于極性溶劑中,。

硅橡膠密封圈：具有極佳的耐熱,、耐寒、耐臭氧,、耐老化性能,，有很好的絕緣性能。但抗拉強(qiáng)度差且不具耐油性,。適用于家用電器的密封需求,。

氟橡膠密封圈：有極佳的耐高溫性、耐臭氧性,、和耐化學(xué)性,，耐寒性不良,。適用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料系統(tǒng)及化工廠的密封需求,。

天然橡膠密封圈：具有很好的耐磨性,、彈性、扯斷強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率,。但在空氣中易老化,，在礦物油或汽油中易膨脹和溶解，耐堿但不耐強(qiáng)酸,。適用于在汽車(chē)剎車(chē)系統(tǒng)或有氫氧根離子的液體中適用,。

三元乙丙橡膠密封圈：具有很好的耐老化性、耐腐蝕性,、耐熱性,、電絕緣性能優(yōu)異、彈性好,，但不耐油,。廣泛應(yīng)用在GIS設(shè)備密封系統(tǒng)中。

密封圈技術(shù)要求

1.無(wú)氣泡,、缺料,、劃傷。

2.密封圈模具表面粗糙度不低于0.8

3.修凈合模飛邊,，不允許劃傷工作表面

4.橡膠硬度要求：低壓16MPa以下邵氏硬度70左右,，中壓16-32MPa邵氏硬度80左右，高壓32MPa 以上邵氏硬度90左右

密封槽設(shè)計(jì)

壓縮率K值一般取18%～25%,，以保證有足夠的壓縮量,。當(dāng)O形圈線徑d較小時(shí)應(yīng)取較大的K值，較大時(shí)應(yīng)取較小的K值,。

                          K=(d-h)/d

    壓縮率過(guò)大,，會(huì)使密封圈產(chǎn)生永久變形，促使老化,，縮短使用壽命,；壓縮率過(guò)小，初始接觸壓力太小,，容易造成泄漏,。因此必須控制O形圈線徑和槽溝深度h的公差，以便控制最大,、最小的壓縮率,。

           Kmax=（dmax-hmin)/d≤30%     

           Kmin =(dmin-hmax)/d≥10% 

槽寬b:根據(jù)密封原理，密封圈受壓時(shí)必須有足夠的形變空間,，以保證較長(zhǎng)時(shí)間的密封性能,。因此密封槽的截面積一定要大于或等于O形圈的截面積,。

   即b*h≥（πd²）/4     一般取b=(1.3～1.5）d

槽內(nèi)外徑：橡膠密封件在工作狀態(tài)時(shí)應(yīng)處于壓縮狀態(tài)，若處于拉伸狀態(tài),，會(huì)加速橡膠老化,，縮短使用壽命。因此在設(shè)計(jì)槽溝內(nèi)外徑時(shí)應(yīng)按下列原則

1.當(dāng)密封圈內(nèi)的壓力高于外壓力時(shí),，槽外徑D=O形圈外徑

2.當(dāng)密封圈內(nèi)的壓力低于外壓力時(shí),，槽內(nèi)徑d=O形圈內(nèi)徑

常規(guī)密封槽尺寸設(shè)計(jì)參考表

四、動(dòng)密封設(shè)計(jì)

骨架油封密封系統(tǒng)

（1）在油封系統(tǒng)中廣泛使用的骨架油封,，是一種唇形橡膠圈,，內(nèi)設(shè)金屬骨架，有彈簧箍緊膠圈內(nèi)圓唇邊,，動(dòng)態(tài)密封良好,。

（2）它的主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸不大,，一圈一密封線（唇邊線）多圈重疊使用,，密封可靠。

（3）一圈帶箍緊彈簧的唇邊朝向產(chǎn)品內(nèi)側(cè),，一圈唇邊朝向大氣側(cè),。唇邊朝外的一圈在產(chǎn)品抽真空時(shí)發(fā)揮重要的密封作用。由于箍緊彈簧的作用,，此圈在產(chǎn)品工作時(shí)對(duì)內(nèi)部SF6也有氣密性功能。

 （4）主要用于轉(zhuǎn)動(dòng)密封,。

X形動(dòng)密封圈設(shè)計(jì)

   （1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

   （2）密封可靠

   （3）動(dòng)摩擦阻力小

   （4）主要用于直動(dòng)密封和轉(zhuǎn)動(dòng)密封

設(shè)計(jì)計(jì)算方法

先按上表選定軸徑D1及X密封圈高h(yuǎn)1,然后按以下公式計(jì)算其他值：

X圈內(nèi)徑D2=D1-2fh1（壓縮率f也按上表選?。?

X圈外徑D3=D2+2h1

X圈斷面尺寸、按上表選取

密封槽內(nèi)徑D5=D1+0.4

密封槽外徑D4=D3-0.3

密封槽寬h3按上表選取

公差設(shè)計(jì)D1_-0.05  D2^+0.15_-0.15 D3^+0.2  D4^+0.08  D5^+0.08

密封槽表面粗糙度3.2

密封圈橡膠硬度75 

其他常用動(dòng)密封結(jié)構(gòu)

   磁流體動(dòng)密封：在磁性流體技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,，當(dāng)磁流體注入磁場(chǎng)的間隙時(shí),，它可以充滿(mǎn)整個(gè)間隙，形成一種“液體的O形密封圈”,。

   波紋管密封：利用波紋管能壓縮能拉伸具有拉壓彈性的特點(diǎn),，使波紋管一端與移動(dòng)端相連，另一端與固定不動(dòng)端相連,，構(gòu)成運(yùn)動(dòng)付,。