浅谈工程机械用密封垫及其选用

　　1 密封垫的功用及材料

　　1.1 功用

　　密封垫广泛用于工程机械及柴油机的管道、壳体的结合面的 静密封中，以其弹性变形填补零件结合面的不平度，切断泄漏通 道，增加泄漏阻力，或承受内外侧压力差等方式防止流动介质 (气体、冷却水、润滑油、齿轮油、液压油、制动液等)泄漏。如柴油 机的汽缸盖、正时齿轮室盖、油底壳、喷油泵侧盖、进排气管，工 程机械底盘中的变速箱盖、方向机侧盖、桥壳后盖、终传动壳体等。

　　1.2 材料

　　按材料密封垫有非金属密封垫、非金属与金属组合密封垫、 金属密封垫三大类，其常用材料有橡胶、皮革、石棉、纸、软木、 聚四氟乙烯、钢、铁、铝、铜和不锈钢等。用棉、麻、石棉、纸、 皮革等纤维素材质制成的密封垫，其组织疏松，致密性差，纤 维间有细微缝隙，很容易被流动介质浸透，在压力作用下流动介 质从高压侧通过这些细微缝隙渗透到低压侧，即形成渗透泄漏 (约占总泄漏量的10%~20%)

　　1.3 密封垫泄漏形式及原因

　　密封垫的泄漏有三种形式:界面泄漏、渗透泄漏和破坏性泄 漏，其中以前两种为主要形式。产生界面泄漏的原因是:结合面 粗糙和变形;密封垫没有压紧;结合面紧固螺栓伸长变形或松动; 密封垫发生塑性变形等。界面泄漏量约占总泄漏量的80%~90%; 材料老化、龟裂、变质等会促使密封垫破坏性泄漏，但安装、使 用不当是主要原因;如上所述，流动介质浸透到细微缝隙中，造 成纤维素材料制成的密封垫的渗透泄漏。

　　2 石棉橡胶密封垫

　　石棉橡胶密封垫包括普通石棉橡胶密封垫、耐油石棉橡胶密 封垫、增强石棉橡胶密封垫、石棉钢片密封垫、混合石棉橡胶密 封垫和复合石棉橡胶密封垫等。

　　2.1 普通石棉橡胶密封垫

　　普通石棉橡胶密封垫是用石棉、橡胶、结合剂等经辊压而成 的各种零件结合面间所用的密封垫，如发动机汽缸垫、管道法兰 盘密封垫等。普通石棉橡胶密封垫因配料、工艺、性能及用途不 同分为高压石棉橡胶密封垫(如XB450)、中压石棉橡胶密封垫 (如XB350)和低压石棉橡胶密封垫(如XB200)三种。其中高压石 棉橡胶密封垫可以用来密封高温(450℃)、高压(6MPa)的流动介 质，中压石棉橡胶密封垫可用于温度350℃、压力4MPa的流动介质的密封;而低压石棉橡胶密封垫只用于一般低压冷却水或蒸气 的密封。

　　普通石棉橡胶密封垫单张成型厚度一般为≤3mm。

　　2.2 耐油石棉橡胶密封垫

　　耐油石棉橡胶密封垫是以石棉、耐油橡胶和结合剂为主要材 料经辊压而成的密封垫，有Ny300型和Ny 400型两种。Ny300型耐油石棉橡胶密封垫适用于中 小功率发动机燃油系、润滑系及冷却系的密封，而Ny 400型耐油石棉橡胶密封垫可用于温度400℃、压力4MPa的油料、溶剂、碱 类介质的密封。

　　耐油石棉橡胶密封垫单张成型厚度有1、2、3mm三种。

　　2.3 增强石棉橡胶密封垫

　　增强石棉橡胶密封垫是由石棉橡胶板和一层或多层镀锌钢丝 网(或不锈钢丝网)组成，分为耐油增强和高压增强两种。钢丝网夹在石棉橡胶中，以增加拉伸强度，使之承受高压和高温。

　　增强石棉橡胶密封垫单张成型厚度一般不超过3mm。

　　2.4 石棉钢片密封垫

　　石棉钢片密封垫是两面为耐油石棉橡胶板，中间夹入冲眼不 锈钢片作骨架，经压制、硫化、表面均匀涂敷润滑剂的密封垫。耐 油石棉橡胶板为未经硫化的一面光滑、另一面拉毛，厚度约0. 5mm。不锈钢片厚度为0.2mm、孔眼直径0.1~1mm、孔眼排列为 每100mm36~40孔。目前，石棉钢片密封垫多使用在体积小、质 量轻、功率大的高速二冲程发动机上。

　　2.5 混合石棉橡胶密封垫

　　混合石棉橡胶密封垫是由耐油石棉橡胶板、普通石棉橡胶 板、增强石棉橡胶反以及钢架石棉板等复合加工而成的密封垫， 可用于各种状态的零件结合面如光滑面、凹凸面及榫槽面等密封，性能优越，但结构复杂，制 造成本高。

　　2.6 复合密封垫

　　复合密封垫是充分发挥聚四氟乙烯和非金属材料的优点， 利用普通石棉橡胶板和增强石棉橡胶板等制成的密封垫，具有耐 高温、耐高压(11~45MPa)、弹性好、强度高、垫片系数(开始发生 泄漏时密封垫的有效压紧力与内压之比)小等优点，

　　3 密封垫的选用

　　3.1 选用原则

　　密封垫的选用原则是，对于要求不高的场合可凭经验选用， 不合适时再更换。但对那些要求严格的场合，如压力爆发、可燃 气体温度高、有腐蚀性的流动介质、流速高且有一定压力和温度 的管道等，则应根据工作压力、工作温度、流动介质腐蚀性以及 零件结合面的状态和形状来选用。

　　一般来说，常温低压条件下选用非金属软密封垫，中压高温 时选用金属与非金属组合的密封垫或金属密封垫;在温度和压力较 大波动条件下，应选用弹性好的或自紧式密封层;在低温、腐蚀性 介质或真空条件下，应选用具有特殊性能的密封垫。

　　3.2 选用密封垫的影响因素

　　由上述可知，零件技术状况及工作条件、密封垫材料及密封 性能等对合理选用密封垫有一定影响，现举例一二予以说明。

　　1)零件结合面状态。零件结合面状态不同，要求使用的密封 垫也不同。例如:光滑的零件结合面，一般应选用低压、软质和较 薄的密封垫;高压工作条件下、零件强度足够时应选用厚而软的密 封垫，不宜采用金属密封垫。因为这时要求的压紧力过大，导致 螺栓较大的变形、零件压紧力减小，反而使密封垫有效性下降。只 有在零件结合面狭窄而光滑的情况下可使用金属密封垫，因为此 时在相同螺栓拧紧力的情况下密封垫有较大的压紧力，可以保持 足够的密封度。

　　2)零件结合面粗糙度。这对密封效果影响很大，特别是当采 用非软质密封垫时。这是因为零件结合面粗糙度大是造成泄漏的 主要原因之一。软质密封垫对零件结合面粗糙度要求较低，这是因为它容易变形，能堵住两零件 结合面微凸体相互接触而形成的泄漏通道，从而保证了良好的密 封效果。

　　3)零件结合面与密封层的硬度差。使用密封垫的目的是使密 封垫产生弹性或塑性变形，以填补零件结合面的微小凹凸不平， 阻止流动介质的泄漏发生。因此应使密封垫硬度低于零件硬度， 二者相差越大，实现密封就越容易。例如，当使用金属密封垫时， 为了保证良好的密封效果，应尽可能选用较软的材料，使金属密 封垫硬度比零件硬度40HRS以上为宜。

　　4)黑色金属零件结合面应选用铜质金属密封垫，而不能采用 铝质金属密封垫，以免黑色金属零件遭受电腐蚀损坏。

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