密封環是一種帶有缺口的環狀密封件,靠被壓攏后所具有的彈性而抵緊在靜止件的內孔壁上起密封作用。密封環是一種帶有缺口的環狀密封件,把它放置在套筒的環槽內,套筒與軸一起轉動,密封環靠缺口被壓攏后所具有的彈性而抵緊在靜止件的內孔壁上,即可起到密封的作用。各個接觸表面均需經硬化處理并磨光。密封環用含鉻的耐磨鑄鐵制造,可用于滑動速度小于100m/s之處;若滑動速度為60~80m/s范圍內,也可以用錫青銅制造密封環。
密封環的種類:
根據制造方法和材料的不同,密封環有整體式密封環(用同一種材料制造)、組合式密封環,表面堆焊硬質合金和噴涂陶瓷等多種結構。
一、整體式密封環
這種密封環因用同一種材料制成,材料的性能在密封環的各個部位均勻一致,沒有組合式密封環泄漏和分離的缺陷,也沒有電化學腐蝕的可能。制造軟環大都用石墨,制造硬環時可用各種合金鋼,如軸承鋼(GCr9)、高速鋼(W18Cr4V)及其他合金鋼(如1140Cr、3Cr13等),也有的用合金鑄鐵。(如硅、鉻和鎳鑄鐵)。采用這些材料時,都要輔之以適當的熱處理工藝,以提高其硬度和耐磨性。這類材料價格較低,如果使用恰當,也有較長的壽命。為了進一步提高硬度和延長使用壽命,可采用硬質合金制造。常用的硬質合金為鈷基碳化鎢,性能較好,但價格高。鋼結硬質合金的價格較低。為了提高在腐蝕介質中的耐蝕性,有鎳基碳化鎢,而哈氏合金有更高的耐蝕性,但價格昂貴。此外,還有用碳化硅及其他陶瓷材料制造的密封環。
二、組合式密封環
碳化鎢等材料有優良的性能,但是價格高,加工困難,限制了它的使用。為解決這個矛盾,出現了組合式密封環。密封端面采用硬質合金,密封環的基體(稱為環座)則用普通材料制成。為解決硬質合金環和環座之間的聯接和密封,產生了熱裝式、帶密封圈式、焊接和釬焊四種組合式密封環。
1、帶O形圈的密封環
這種組合式密封環在硬質合金環與環座之間用H7/g8的滑動配合。在兩者配合圓柱面間置一聚四氟乙烯或合成橡膠制戚的。形密封圈,防止其間的密封流體泄漏,且將硬質合金環與環座組合在一起.在硬質合金環與環蠱街平面結合處設一銷釘,以傳遞扭矩。此種組合結構,無組合應力產生,也無由此引起的組合密封環的密封端面的變形,但是組合密封環零件的數量增加了,還需要在硬質合拿環上鉆孔或槽,給制造增加了難度,同時由于增設了。形圈,密封環的使用溫度受到了限制。
2、功熱裝式密封環
為提高帶。形圈密封環的使用溫度,出現了熱裝式密封環。它是靠硬質合金環和環座之間的過盈配合來傳遞扭矩并實現密封,是應用***多的一種密封環。這種密封環組合時將環座加熱,環座孔受熱脹大,放入硬質合金環,冷卻之后兩者在過盈下完成組合,再在常溫下研磨和拋光密封端面到要求的精度。這種環的缺點是,隨著時間的推移,環境和使用溫度的變化,密封端面的平面度將發生變化而不符合要求。究其原因,一是熱裝結構本身存在過盈,且接觸應力不均勻,使之產生帆械變形;二是由予使用溫度較高(或過低),材料物理性能(主要是線膨脹系數)的差異使硬質合金環和環座的配合部位不能同步脹縮,過盈量發生變化,接觸應力也隨著發生變化,這種變化對密封環的使用產生影響。密封端面變形破壞了平面度,更有甚者喪失過盈,使聯接失效,硬質合金環脫落。
3、焊接的組合式密封環
為克服熱裝式密封環松脫的缺陷,出現了焊接的密封環。所用的硬質合金是以Cr3C2為硬質相、Ni為粘結相的燒結合金材料。耐腐蝕優于YG6等硬質合金,高溫下具有優異的抗氧化性能,在1000℃空氣中加熱2小時無任何變化。但是導熱性能較差,***為YG6的1/3,線膨脹系數大,比YG6大1倍多,為10.2*10-8/℃(10~500℃時)。這兩點決定了耐熱沖擊性能不如YG6好。正因為線膨脹系數較大,和馬氏體不銹鋼接近(10~500℃時為11*10-6/℃),為和環座焊接提供了有利條件。焊接時需在環和座之間鋪放一層鎳基粉末,置于真空電阻爐中,經1100℃高溫熔焊,然后進行圓火處理,以消際焊接應力。出于是焊接的密封環,硬質合金環厚度可以比YG6薄,毛坯的厚度也只有3~3.6mm。又因密度小,是YG6的一半(7~7.5g/cm8),因此,可節約貴重金屬,價格較低。這種合金的牌號為CNIS,其中Cr3C285%、Ni15%。