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1、常 用 密 封 件 設 計 規 範Seal Component Design Standard in Common Used2008-1-28發布 2008-2-1實施目 錄 目錄-2前言-31.目的-42.適用范圍-43.密封概述-44.O-RING的密封結構設計-44.1. O-RING的工作范圍-44.2. O-RING的密封機理-44.3. O-RING的選擇-54.4. O-RING的溝槽結構設計-8表4-8活塞式結構用O-RING密封裝置設計方法步驟示例-11 5.膠密封- -14 6.墊密封- -15 7.油封密封-15前 言參考資料：1）.徐灝- 密封 . 北京 . 冶金出版社
2、 . 1999.32）. 漢升油封 . 國際密封件采購指南3）.機械設計圖表便覽標準.增訂三版.眾文圖書股份有限公司出版.1992.11 機械設計手冊第2卷/機械設計手冊編委會編著.-3版.-北京機械工業出版社,2004.8附加說明:1).本標準由深圳成霖潔具股份有限公司開發部提出.2).本標准由開發部設保課/標訓課負責起草并解釋.3).由於時間倉促,本標準可能存在有待改善之處,懇請廣大同仁批評指正.另補充說明：增加的第13頁中的出水口底座，鐘仔底座及把手底座（Spout Base,Handle Body Base及Handle Base）與台面密封處O-Ring槽設計原則是以機型FR2B50
3、00為代表的典型問題驗証結果得出的結論，希望大家借以參考。版本修訂說明：本次改版（1-4版）主要是對O-Ring密封溝槽部分內容進行了修改。1）.對原理敘述性文字內容進行了刪減：2）.給出了不同O-Ring截面的壓縮量(動靜密封通用) ，供設計參考試用；3）.規定了O-Ring密封溝槽尺寸及公差值，供設計參考試用；4）.給出了O-Ring密封溝槽尺寸的計算方法及公式 1目的統一規范密封件設計標准，方便開發人員進行密封結構設計。2適用范圍標准適用于成霖集團中國生產事業處所屬單位之產品。3.密封概述 本公司產品中的密封主要採用墊片靜密封、密封膠靜密封和成形填料（動靜）密封三大類，3.1. 墊片密封
4、主要用橡膠平墊結構，主要用在水路的連接外密封，墊片的規格已標準化選用時請在標準中選。3.2. 密封膠主要用在不拆卸的細紋連接處。3.3. 成形填料密封：它是靠填料本身在機械壓緊力或介質壓力的自緊作用下產生彈塑性變形而堵塞流體泄漏通道的,其結構簡單緊湊,密封性能良好,品種規格多,工作參數范圍廣,是往復運動密封及靜密封的主要結構型式之一 。 成形填料密封按工作原理分為擠壓密封圈（O-Ring）及唇型密封圈兩類，材料主要是橡膠。4.O-RING密封結構 O-RING密封是應用最為廣的一種橡膠擠壓型填料密封，也是本公司產品中密封的主要形式。 4.1.O-RING的工作參數范圍 1)工作壓力：靜壓100
5、Mpa或更高，動壓35Mpa.2)工作溫度：-60250oC4.2.O-RING的密封機理 O-RING的初始接觸壓力是不均勻的(圖4-1a),工作時在內壓作用下O-RING沿作用力方向移動,并改變其截面形狀,密封面上的接觸壓力也相應變化(圖4-1b),其最大值Pmax將大于介質內壓,所以不發生泄漏.這就是O-RING用作靜密封的密封機理.這是借介質本身壓力來改變O-RING接觸狀態使之實現密封的過程,稱為“自封作用”.為了實現自封作用,在安裝O-RING時應使它有一定的壓縮變形量. 較低的槽壁粗糙度較低時, 此變形量即使很小(在0.1mm左右)也能起自封作用;但是,如果槽壁的粗糙度很高而內壓
6、很小時,就很難產生自封作用,此時,需要增大壓縮變形量;在溫度變化的情況下,需要把溫度影響的附加變形量考慮進去.從密封性來看,O-RING是非常理想的靜密封件,但是當它的硬度和壓縮變形率選擇不當時,則可能發生泄漏.一般來講,內壓越高,應選用硬度較高的O-RING.如果硬度不夠高,把它的壓縮變形率取大一些,也能獲得同樣的密封效果.O-RING用作往復運動密封件時,其預密封效果和自封作用與靜密封一樣.而且使用不同材料的O-RING,大多可以滿足各種介質和各種運動條件的要求. 圖 4 14.3. O-RING選擇選用原則是根據密封結構的功能要求、結構尺寸、認証要求等限制條件來綜合選擇，結構設計時盡量在
7、公司現有O-Ring規格中選用，祥見（標準件及共用件中O-RING標準明細），無特殊要求的不要新增O-Ring物料。4.3.1.對O-Ring的橡膠材料要求：1)富有彈性和回彈性; 永久變形小2)有適當的機械強度,包括抗張強度、延伸率和抗撕裂強度等;3)性能穩定,在介質中不易溶脹,熱收縮效應(焦耳效應)小;4)易加工成型,并能保持精密的尺寸;5)不腐蝕接觸面,不污染介質; 6)摩擦系數小,耐磨性好 7)耐老化性好,經久耐用 顯然,任何一種材料要完全滿足上述要求是不可能的,但具有優異密封性能的材料能夠滿足上述大部分要求.4.3.2. O-RING材料選擇選擇O-RING的材料,主要考慮下列各點：
8、1) O-RING的工作狀態.這是指O-RING用于靜密封還是動密封,是滑動還是轉動.2)機器的工作狀態.指機器處于連續工作狀態還是斷續工作狀態,并應考慮到每次斷續時間的長短,是否有沖擊載荷作用在密封部位處等因素.3)工作介質的情況:工作介質液體還是氣體,并考慮其物理和化學特性.4)工作壓力壓力大小,波動幅度和頻率以及瞬時出現的最大壓力等.5)工作溫度包括瞬時出現的溫度以及熱冷交變的溫度.6)價格與來源以及是否通過認証等.每種橡膠的配方不同,成分不同,對介質的適用性也不同(具體物性可參見表5-1),另外橡膠的硬度值也是需要考慮的,一般橡膠密封件之硬度為shore 705,但在內壓低,摩擦小的場
9、合,硬度允許低于70,而在高壓下或轉動使用下,可以高于90,但很少使用.水龍頭產品中最常用的O-RING材料有丁晴橡膠(NBR),三元乙丙膠(EPDM), 硅矽橡膠(SI); 橡膠材料物性表見(附表4-1).對于要求有相關衛生認証的橡膠材料(包括O形密封圈)一定要選用取得認証的許可的供應商所提供的已取得認証的材料.NSF-美國藥物食品認証; 須通過NSF認証物料之材質匯總表見(表4-2).WRC-英國標准認証(相關標准為BS-6920等);須通過WRC認証物料之材質匯總表見(表4-3).QAS-Quality Assurance System 澳洲標准認証(相關標准為AS-4020; AS-3
10、718等).須通過QAS認証物料之材質匯總表見(表4-4).K-KIWA/DVGW(荷蘭/德國) 認証;U-ACS 法國認証;E-En 歐洲認証.4.3.3 O-RING線徑及規格選擇1)O-RING線徑確定： 同樣的溫度及壓力的O-RING情況下,線徑愈粗,密封的可靠性愈高.在結構允許的條件下盡可能選擇線徑比較大的O-RING. 2)O-RING內徑確定：應根據結構尺寸和壓縮量及拉伸率來設計確定。 表4-1 橡膠材料物性表稱名要求等級丁晴橡膠NBR硅矽橡膠SI氟素橡膠VITON三元乙丙膠EPDM氯丁橡膠CR鐵氟龍PTFE聚氨脂橡膠PU抗臭氧性抗候性抗熱性(工作攝氏溫度)12025024015
11、0120280120耐化學性抗油性密水性耐寒性(工作攝氏溫度)-40-60-40-40-55-100-40耐磨性抗變形性機械性抗酸性張力強度電器特性抗水/蒸氣性抗燃性特佳 佳 普通 差表4-2 須通過NSF認証物料之材質匯總表材料供應商與水接觸面積(max)DCC#EPDM/CY-E37072-A-FDAChi-Yih Enterprises0.2 sq.in/LIA05196EPDM/CY-E36099-A-FDAChi-Yih Enterprises0.2 sq.in/LIA05195EPDM/CY-E38012-A-FDAChi-Yih Enterprises0.2 sq.in/LIA05194EPDM/CY-E37072-L-FDAChi-Yih Enterprises
