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—般原则

任何设计者首先必须明确设计的对象和用途。作为橡胶密封件的结构设计者,首先应弄清橡胶件用在什么密封装置中,起什么样的密封作用,才能确定其典型件的设计原则。上面已经提到几种典型密封件的设计依据,作为设计橡胶密封件选择内容,但要进行设计,这些数据还远远不够。为此,国外一些先进国家提出了很多相应标准。例如美国的ASTM D2000 SAE J200标准“机动车用橡胶材料的分类系统”规定了橡胶材料的系统命名法,并已经在若干国家的橡胶密封件图纸中采用。其主要内容包括:文件名称、前缀字母M、品级数、材料代号(型号和类别)、硬度及拉伸强度及相应的后缀。

(1)型号按温度确定。基本要求:A----70℃;B----100℃;C----125℃;D----150℃;E----175℃;F----200℃;G----225℃;H----250℃;J----275℃。

(2)类别按体积溶胀确定。基本要求:A----无要求;B----体积溶胀最大140%;C----120%;D----100%;E----80%;F----60%;G----40%;H----30%;J----20%;K----10%。

(3)后缀字母的含义。A----耐热;B----压缩永久变形;C----耐臭氧或耐压缩;D----耐压缩-屈挠;EA----耐液体弹性;Z----需详细规定的任何特殊需求。

(4)数字代表的等级和性能。

橡胶密封件的制作材料,除可以选择橡胶材料外,还可选用皮革、塑料;金属、纤维织物等材料。皮革更多地用于中等轴速、压力和温度(-30~90℃)条件下的密封制品,并且只用质量最高的,经仔细挑选没有伤疤的坯料;聚四氟乙烯密封元件的使用温度范围(-90~250℃)、表面速度更高(达45m/s),有的用氟橡胶作加载弹性元件,有的用金属骨架扣压、包覆。这些材料与橡胶材料的复合使用,可以设计出各种耐温、耐压、耐介质等不同用途的密封件。

当使用温度超出-90~250℃的范围时,作为橡胶密封件已经不能满足使用要求,必须考虑石墨密封、金属密封等机械密封设计。

密封装置中密封件按其运动状态可分为静态密封和动态密封两大类。一般作为静态密封制品的有O形圈、垫片、垫圈、防尘罩、密封胶条、胶绳、型材、密封胶、腻子、填函等。动态密封制品又分为往复运动和旋转运动两大运动形式,其中往复运动橡胶密封制品有O形圈、各种截面的唇形密封圈,例如L形皮碗、V形圈、Y形圈、D形圈、蕾形圈、鼓形圈等,往复密封又有活塞杆密封 (单作用)和活塞密封(双作用)两种。如按工作压力可分低压、中压、高压和超高压几种。旋转轴唇形密封件(油封)是旋转运动最典型的代表,其他运动形式包括振动、摆动。耐高真空用的橡胶密封制品有O形圈、隔膜、垫片、垫圈等。应当说明的是,O形圈具有多种运动密封的通用性,而且本身又有多种衍生产物。例如O形密封垫(密封面不开沟槽〉、印刷密封件(通孔周围密封件,半圆形断面)、粘合密封件(橡胶热硫化在镀铬钢垫圈上,梯形断面)、H形密封圈(防扭转变形)、X形圈(防翻个)等。必须根据各种运动状态的密封原理,确定其结构和尺寸公差。O形圈的静密封和动密封的密封结构是不同的,而往复运动和转动、滑动、浮动、 开关、真空密封的结构,也是不一样的。对于那些密封胶、密封腻子和填函密封件,则更偏重于对材料的整体要求,尺寸公差稍大。


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