1、密封件性能影响因素的探讨摘 要为了更好的了解各种参数如密封件材料硬度、安装时过盈量以及往复速度对泵汲率的影响，本文对各种状态下密封件相关的影响因素进行力学分析。 关键词密封件；性能；影响因素 中图分类号：TB42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0278-01 唇形往复式密封件工作时依靠唇口特殊的压力布局产生泵汲效应。它通过使外行程油膜厚度小于内行程油膜厚度，在密封区域形成一个内外行程的流量差，将泄漏的润滑油泵回密封腔体，从而实现密封。对密封件性能产生影响的因素包括多方面，在本文中主要探讨密封件性能影响因素。 1、密封件的简介 密封件，是一种零部件，其主要功能在于
2、避免密封空间内部的液体和气体通过相邻表面而泄露到外部环境，以及防止外部环境的液体或者固体颗粒进入密封空间内部。密封的形式包括两种，一种是静态密封，又可以划分为中压、低压、高压三种密封类型；另一种是动态密封，根据运动方式可以划分为两种类型，分别是旋转运动形式和往复运动形式。密封件和运动的部件相互接触的时候，称之为接触密封。否则，则称之为非接触密封。密封件在工程领域的多个行业中得到广泛的应用，随着现代化工、航天航空以及石油等领域的不断发展，其技术对密封件的性能提出更加高的要求。 2、密封件性能影响因素的分析 2.1 弹性材料的性质对密封件性能的影响 在密封件中主要的弹性材料是橡胶材料，在制作橡胶材
3、料的时候，橡胶材料的硬度和制作工艺具有重要的关系，制作工艺对橡胶材料的硬度产生较大的影响。对于橡胶材料而言，硬度的变化导致杨氏模量也出现相应的变化，对密封件的各个方面性能都产生不同程度的影响，包括工作的温度范围、磨损和摩擦性能等等。同时，密封件唇口的压力受力情况和橡胶材料的性质也具有很大的关系，不同的材料对唇口生热量、泵汲率产生一定的影响。根据密封件的材料要求，所使用的材料必须具有较高的机械强度和硬度，可以抗高温耐低温，同时还需要抗腐蚀、耐磨损、抗老化，具备理想的变形恢复功能，可以对密封件的轴轮进行跟随，并且对磨损的部位进行有效地补偿。实际上，在生产密封件的过程中会增加许多添加剂，也会对密封件
4、材料的硬度产生影响。密封件材料的硬度和抱轴力之间的关系成正相关的关系，密封件材料的硬度越强，抱轴力越强，由此可见，密封件材料的硬度对密封件的性能产生显著的影响。因此，在制作密封件的过程中，必须选择符合密封件硬度条件的草料进行制作。 2.2 安装过程对密封件性能的影响 在进行密封件的安装过程中，需要进行过盈配合，从而促使密封件和轴相互形成预紧力。密封件内径和轴外径的差值为过盈量，对预紧力的大小产生重要的影响。过盈量不同，影响唇口和轴之间的配合程度，对接触宽度和接触压力产生影响，导致二者发生变化，最终促使密封件的泵汲率和生热量出现变化。不同的过盈量，密封件和唇口的接触压力随之变化。过盈量越大，和油
5、侧面靠近的部位所承受的压力越小，而靠近空气侧的部位所承受的压力越大。可见，过盈量和接触压力呈现出反向相关的关系。过盈量越大，接触宽度越大，而且这种增大的趋势越来越明显；与此同时，在一定范围内最大的接触压力和过盈量呈现反向变动的关系。由于过盈量的增加导致抱轴力的增大，因此在开始的时候，最大接触压力随着过盈量的增大而增加，此时接触宽度随着过盈量发生变化的趋势并不明显。由此可见，在一定范围内，最大接触压力和抱轴力之间出现正向变动的关系。在过盈量不断增加的过程中，接触面积和抱轴力也处于增加的状态中，而且接触面积的增加趋势比抱轴力增加的趋势更加明显。因此，在单位面积内，过盈量越大，所承受的抱轴力越小。
6、2.3 工况度密封件性能的影响 （1）往复速度对密封件的性能产生影响 在密封件运行的时候，往复速度对密封件的性能产生一定的影响。密封件运行过程中的往复速度对油膜的厚度、泵汲率、生热量的大小产生影响。往复速度超过一定的限度，会导致密封件唇口温度过高，甚至高于密封件材料所承受的温度范围。往复速度低于一定的程度，油膜厚度过小，导致干摩擦的出现，缩短密封件的使用时间。在设计密封件中必须考虑往复速度的影响。 （2）油温对密封件的性能产生影响 润滑油的黏度和油的温度具有密切的关系，温度越高，润滑油的黏度越小。润滑油的黏度发生变化，进而导致密封区域油膜的厚度和摩擦力也发生变化。在密封件运行的过程中，唇口的温
7、度会发生变化进而导致油膜温度也发生变化，对往复密封过程中的油膜厚度产生影响，最终对密封件的泵汲效率产生影响。 （3）油侧压力对密封件的性能产生影响 在不同的油压作用下，密封件的受力情况有所区别。油侧压力越大，密封件和轴的接触宽度越大，唇口应力更大。在油压作用下，弹簧槽发生变形。与此同时，由于空气侧具有支撑环，可以阻止空气侧的密封件脱落出来，当密封件和支撑环的距离几乎为零的时候，接触宽度停止增加。 此外，在油侧压力越来越大的过程中，密封件和轴之间的摩擦力所产生的热量不断增加。加上不同过盈量对生热量所带来的影响，随着油压的不断增大，不同过盈量的生热量差距会不断增大。 综上，影响密封件性能的因素包括
8、多方面因素，主要包括材料的硬度、过盈量的变化、往复速度、润滑油的温度以及油侧的压力。材料硬度增加促使密封件最大接触压力和泵汲率越来越小，同时也促使生热量增加。过盈量越大，密封件的唇口最大接触压力处于减小的阶段，接触宽度有所增大，泵汲率和生热量都随着过盈量的增加而增加。往复速度越大，泵汲率和生热量也处于增加的状态中。润滑油温度越高，密封件泵汲率不断减小。油侧压力越大，接触宽度增大，生热量增加，单位面积生热量也在增加，后者增加的幅度大于生热量增加的幅度。 参考文献 1 唐金涛，刘大炜，乔永忠.一种新型 Y 形密封单元及其在液压油缸密封中的应用J. 润滑与密封. 2011（12） 2 刘晓玲，李传敏. 液压系统中往复运动密封机制分析J. 润滑与密封. 2011（07） 3 谌彪，张赞牢，杨建勇，谭朝烨，敬宇，罗小兵.静密封条件下Y 形橡胶密封圈有限元分析J. 润滑与密封. 2009（03） 4 孙春一，陈强.薄膜润滑往复式密封的计算与分析J. 辽宁石油化工大学学报. 2008（03）
