蔡祖光

(湖南湘潭海諾電梯有限公司　湖南 湘潭　411104)

陶瓷工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備常用液壓密封件的密封機(jī)理及其應(yīng)用*

蔡祖光

(湖南湘潭海諾電梯有限公司湖南 湘潭411104)

摘要介紹了陶瓷工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備常用液壓密封件的材質(zhì)及其構(gòu)造，詳細(xì)論述了陶瓷工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備常用液壓密封件的密封機(jī)理及其應(yīng)用。

關(guān)鍵詞液壓密封件材質(zhì)構(gòu)造密封機(jī)理應(yīng)用

前言

液壓傳動(dòng)裝置不但具有體積小、質(zhì)量輕、慣性小、反應(yīng)快、運(yùn)動(dòng)速度快、運(yùn)行平穩(wěn)、能傳遞較大的作用力等特點(diǎn)，而且還具有操作控制方便和易于實(shí)現(xiàn)各工序的自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，所以液壓傳動(dòng)裝置已廣泛應(yīng)用于國(guó)防和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各部門(mén)。如日用陶瓷工廠廣泛使用的液壓柱塞泵、液壓壓濾機(jī)及液壓推車(chē)機(jī)，墻地磚工廠廣泛應(yīng)用的液壓柱塞泵、全液壓自動(dòng)壓磚(坯)機(jī)及(超)高壓水射流切割機(jī)以及衛(wèi)生潔具行業(yè)注漿成形廣泛應(yīng)用的低壓快排水、中高壓排水設(shè)備等。然而這些生產(chǎn)設(shè)備的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)晝夜不停頻繁、快速地運(yùn)動(dòng)(陶瓷墻地磚磚坯的壓坯運(yùn)動(dòng))。因此，如果在生產(chǎn)過(guò)程中稍有疏忽，就會(huì)易于損傷損壞液壓密封件，并造成液壓油的泄漏。液壓油的泄漏不僅影響陶瓷工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備液壓傳動(dòng)裝置的工作性能和生產(chǎn)效率，而且還污染生產(chǎn)環(huán)境和浪費(fèi)資源等。因此，積極研究和探討陶瓷工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備常用液壓密封件的密封機(jī)理，努力提高其密封性能，能最大限度地減少陶瓷工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備因常用液壓密封件的損傷損壞而造成的泄漏，對(duì)提高陶瓷工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的利用率及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益等具有非常重要的意義。

1液壓密封件的材質(zhì)

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的密封材料大致分為非金屬材料和金屬材料。非金屬密封材料又可分為石墨、石棉、毛氈、玻璃纖維、陶瓷纖維、聚酯纖維、酚醛纖維、芳綸纖維、錦綸纖維、碳纖維、橡膠、石棉橡膠和樹(shù)脂型密封材料等；金屬密封材料主要有銅、銅合金、鋁、鋁合金、鑄鐵、低碳鋼、不銹鋼、耐熱合金鋼及貴金屬等。目前，制作常用液壓密封件的材料主要是橡膠和合成樹(shù)脂。

1.1　橡膠

橡膠是指在使用溫度范圍內(nèi)處于高彈性狀態(tài)的高分子材料，它在較小的外力作用下能產(chǎn)生很大的變形，當(dāng)外力的作用去除后，橡膠又能立即恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。橡膠可大致區(qū)分為天然橡膠和合成橡膠兩大類(lèi)，天然橡膠的主要成分是橡膠烴，橡膠烴就是異戊二烯的聚合物。由于天然橡膠的產(chǎn)量及其質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活的要求，因此，人們利用化學(xué)合成的方法制造出與天然橡膠性質(zhì)相似的或更優(yōu)越的橡膠就稱(chēng)之為合成橡膠。合成橡膠是目前應(yīng)用最廣泛的高彈性密封材料，其品種繁多，但在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的密封材料主要是丁腈橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠、氟橡膠、乙丙橡膠、聚氨酯橡膠、聚丙烯酯橡膠、氯醇橡膠和氯磺化聚乙烯橡膠等。

1.2　合成樹(shù)脂

通常用于制作液壓密封件的合成樹(shù)脂主要是聚甲醛、尼龍及填充聚四氟乙烯等，但目前應(yīng)用最廣泛的合成樹(shù)脂仍是填充聚四氟乙烯。填充聚四氟乙烯是在聚四氟乙烯的單體中加入適量的石墨、二硫化鉬、青銅粉及玻璃纖維等填充物質(zhì)而構(gòu)成的高分子材料。由于聚四氟乙烯分子中的碳原子被鹵簇元素中負(fù)電荷最強(qiáng)的氟原子緊密包圍起來(lái)，因此，聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性非常好，并具有良好的耐油性、耐壓性和耐磨性，使用溫度常為-100~260 ℃。同時(shí)，因聚四氟乙烯分子之間的范德華力又非常小，顯然其粘性及摩擦系數(shù)也極小，即使在少油或無(wú)油潤(rùn)滑的條件下也能正常工作，所以，填充聚四氟乙烯特別適宜制作高壓及超高壓(≥32 MPa)高速運(yùn)動(dòng)(≤5 m/s)液壓動(dòng)密封件及其導(dǎo)向支承元件等。

2液壓密封件的構(gòu)造

目前，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中常用液壓密封件按密封結(jié)合面之間是否具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可大致分為靜密封件和動(dòng)密封件。若密封結(jié)合面之間產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，那么其使用的密封件稱(chēng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)液壓密封件(簡(jiǎn)稱(chēng)滑動(dòng)密封件)；顯然，若密封結(jié)合面之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(也稱(chēng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng))，那么其使用的密封件稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)液壓密封件(簡(jiǎn)稱(chēng)回轉(zhuǎn)密封件)。目前，陶瓷工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備常用液壓密封件按其構(gòu)造形式可大致分為：密封墊、填料密封件(俗稱(chēng)盤(pán)根)、自封式壓緊型密封件(也稱(chēng)擠壓型密封件，如：O形橡膠密封圏等)、自封式緊密型密封件(又稱(chēng)唇形密封件，U形橡膠密封圏、V形橡膠夾織物密封圏、Y形橡膠密封圏及Yx形橡膠密封圏等)、組合密封件(蕾形圈、鼓形圈、斯特封及格萊圈等)及防塵密封件共6類(lèi)。

3密封機(jī)理

實(shí)踐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，不管是靜密封元件還是動(dòng)密封元件，液壓密封件都必須具有優(yōu)良的密封作用，才能阻止密封介質(zhì)(液壓油)的泄漏，確保液壓機(jī)械設(shè)備的正常工作。那么，液壓密封件的密封機(jī)理是什么呢？

事實(shí)上，與液壓密封件耦合接觸的任何金屬表面(如：經(jīng)過(guò)精密切削加工等金屬零件在光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡下觀察)都是微觀突起及凹凸不平的，所以即使是采用經(jīng)過(guò)精密切削加工的兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面直接接觸時(shí)，仍會(huì)產(chǎn)生泄漏。正是由于液壓密封件具有良好的彈性、塑性和彈塑性，在外力的作用下，液壓密封件能產(chǎn)生很大的變形并填塞兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面的微觀突起及其凹凸不平，從而堵塞兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間的泄漏通道，阻止密封介質(zhì)(液壓油等)的泄漏，達(dá)到密封的作用。其密封機(jī)理細(xì)述如下：

3.1　液壓滑動(dòng)密封件

3.1.1無(wú)壓力液體的密封

1-柱塞　2-壓蓋　3-防塵密封件　4-油缸體　5-無(wú)壓力液體　6-滑動(dòng)密封件圖1　密封無(wú)壓力液體時(shí)液壓密封件的變形示意圖

如圖1所示，當(dāng)液壓滑動(dòng)密封件尤其是橡膠液壓密封件安裝在密封溝槽內(nèi)產(chǎn)生變形并對(duì)密封表面產(chǎn)生較大的初始接觸應(yīng)力，阻止無(wú)壓力液體(液壓油等)的泄漏。

為了求解液壓密封件對(duì)密封接觸表面產(chǎn)生的初始接觸應(yīng)力的大小，我們可以假定液壓密封件的壓縮變形屬于彈性變形范圍內(nèi)，并且符合材料彈性變形的廣義虎克定律的要求。同時(shí)，為了便于描述，也可假定液壓密封件的彈性模量為E,泊松比為μ，中徑(平均直徑)為D,徑向?qū)挾瘸叽鐬锽。顯然，液壓密封件安裝在密封溝槽后，其中徑尺寸將變?yōu)?D+▽D), 其截面徑向尺寸將變?yōu)?B+▽B)。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)計(jì)算，我們也可以近似地認(rèn)為液壓密封件對(duì)密封表面產(chǎn)生的初始接觸應(yīng)力為σr0，因變形而獲得的初始圓周方向的應(yīng)力(為了描述方便，以下簡(jiǎn)稱(chēng)初始周向應(yīng)力)為σθ0。這兩種應(yīng)力在其密封表面內(nèi)沿軸向均勻分布。如圖2所示，采用柱面坐標(biāo)系(θ-γ-Z)，并在液壓密封件內(nèi)任取一受力微元體進(jìn)行受力分析。

圖2　密封無(wú)壓力液體時(shí)液壓密封件的應(yīng)力狀態(tài)示意圖

一方面，根據(jù)材料力學(xué)的廣義虎克定律可求得液壓密封件獲得的徑向線應(yīng)變和周向線應(yīng)變分別為：

其中，σr0和σθ0的方向已確定，上述設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)只考慮其大小，不再考慮其應(yīng)力的方向。

另一方面，液壓密封件安裝在密封溝槽內(nèi)，在物理幾何關(guān)系上產(chǎn)生的徑向線應(yīng)變和周向線應(yīng)變分別為：

因此，我們求得如下線性方程組：

解此線性方程組得：

因此，液壓密封件對(duì)密封表面產(chǎn)生的初始接觸應(yīng)力為：

(1)

式中：E——液壓密封件的彈性模量,N/m2;

μ——液壓密封件的泊松比，系數(shù)(大于零小于1);

B——液壓密封件截面的徑向尺寸,m;

D——液壓密封件的中徑尺寸,m;

▽B——液壓密封件安裝在密封溝槽后，其截面徑向尺寸的增量,m;當(dāng)截面徑向尺寸延伸時(shí),▽B取正值；反之,▽B取負(fù)值;

▽D——液壓密封件安裝在密封溝槽后，其中徑尺寸的增量,m;當(dāng)中徑尺寸延伸時(shí),▽D取正值；反之,▽D取負(fù)值。

由此可見(jiàn)，我們可以通過(guò)選用液壓密封件安裝在密封溝槽中的適宜過(guò)盈量(▽B<0和(或)▽D<0)，迫使液壓密封件對(duì)密封表面產(chǎn)生較大的壓縮變形，結(jié)果密封表面獲得較大的初始接觸應(yīng)力σr0，有利于堵塞兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間的泄漏通道，阻止密封介質(zhì)(無(wú)壓力液體)的泄漏，實(shí)現(xiàn)液壓密封件的靜密封作用。

3.1.2壓力液體的密封

1-柱塞　2-壓蓋　3-防塵密封件　4-滑動(dòng)密封件　5-油缸體　6-壓強(qiáng)為P的液體圖3　密封壓力液體時(shí)，液壓密封件的變形示意圖

如圖3所示，在壓力液體(液體壓強(qiáng)為P)的作用下，液壓密封件被迫推向其密封溝槽低壓側(cè)的最前沿，同時(shí)，液壓密封件還獲得較大的附加擠壓變形,并對(duì)密封表面產(chǎn)生較大的附加接觸應(yīng)力σγ1及附加周向應(yīng)力為σθ1，因此，液壓密封件在附加接觸應(yīng)力σγ1及初始接觸應(yīng)力σγ0的共同作用下，堵塞兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間的泄漏通道，阻止壓力液體的泄漏。

圖4　密封壓力液體時(shí)，液壓密封件的應(yīng)力狀態(tài)示意圖

顯然，在壓力液體的作用下，液壓密封件處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)計(jì)算，我們?nèi)钥杉僭O(shè)密封表面的附加接觸應(yīng)力σγ1及附加周向應(yīng)力σθ1在其密封表面內(nèi)均勻分布。如圖4所示，仍采用柱面坐標(biāo)系(θ-γ-Z)，并在液壓密封件內(nèi)任取一受力微元體進(jìn)行受力分析，根據(jù)材料力學(xué)的廣義虎克定律，得液壓密封件所產(chǎn)生的徑向附加線應(yīng)變和周向附加線應(yīng)變分別為：

其中，P、σγ1和σθ1的方向已確定，上述設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)只考慮其大小，不再考慮其應(yīng)力的方向。

同時(shí)考慮到液壓密封件所對(duì)應(yīng)的安裝溝槽通常是由物理機(jī)械強(qiáng)度較好，剛性較大的金屬材料等制成的，即使在高壓液體的作用下，其變形也是非常微小的，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)也可以忽略不計(jì)。因此，我們可以近似認(rèn)為與之配套的液壓密封件的徑向及周向附加線應(yīng)變?chǔ)纽?及εθ1近似為零。即： εγ1=εθ1=0

也就是說(shuō)，液壓密封件在壓強(qiáng)為P的壓力液體的作用下,產(chǎn)生進(jìn)一步的擠壓變形等，并對(duì)密封表面產(chǎn)生的附加接觸應(yīng)力為：

(2)

式中:P為壓力液體的工作壓力(嚴(yán)格地說(shuō)應(yīng)為壓強(qiáng)),N/m2。其余注解同前所述。

為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)計(jì)算，我們?nèi)钥梢约僭O(shè)液壓密封件對(duì)密封表面產(chǎn)生的接觸應(yīng)力σγ近似等于液壓密封件安裝在密封溝槽中因設(shè)計(jì)要求和制造誤差等形成的過(guò)盈量(變形)獲得的初始接觸應(yīng)力σγ0與壓力液體作用于液壓密封件進(jìn)一步變形獲得的附加接觸應(yīng)力σγ1的代數(shù)和。那么，液壓密封件為了實(shí)現(xiàn)壓力液體(壓強(qiáng)為P)的密封，其對(duì)密封接觸表面產(chǎn)生的接觸應(yīng)力必須大于壓力液體的壓強(qiáng)P,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

(3)

所以說(shuō)，式(3)就是常用液壓滑動(dòng)密封件密封機(jī)理的理論表達(dá)式。其實(shí)液壓滑動(dòng)密封件(如：○形橡膠密封圈、唇形密封圈(但V形密封圈除外)及組合密封圏)安裝在密封溝槽中都是依其本身的彈性、塑性或彈塑性變形對(duì)密封表面產(chǎn)生較高的初始接觸應(yīng)力σγ0阻止無(wú)壓力液體的泄漏。當(dāng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)，壓力液體擠壓并有效地?fù)伍_(kāi)其密封唇部，使之進(jìn)一步緊貼密封表面而產(chǎn)生較高的隨壓力液體的壓力增高而增高的附加接觸應(yīng)力σγ1，結(jié)果附加接觸應(yīng)力σγ1與初始接觸應(yīng)力σγ0一起共同堵塞兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間的泄漏通道，阻止壓力液體的泄漏。這就是滑動(dòng)密封件的密封機(jī)理。

3.2　密封墊

密封墊主要用于法蘭連接液壓管路和螺紋連接液壓管路結(jié)合面之間的密封。其密封機(jī)理就是螺紋連接件對(duì)密封表面的施壓，即密封墊的密封比壓(施壓密封作用力與密封表面的面積之比)大于壓力液體的壓強(qiáng)，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力液體的密封。否則，就會(huì)產(chǎn)生泄漏。由于非金屬密封墊的物理機(jī)械強(qiáng)度較低，密封表面所承受的額定比壓(壓強(qiáng))較低；而金屬密封墊的物理機(jī)械強(qiáng)度較高，密封表面所承受的額定比壓(壓強(qiáng))較高。因此，非金屬密封墊的密封壓力較低，僅用于無(wú)壓力液體和低壓液體的密封；金屬-非金屬密封墊的密封壓力較高，常用于中高壓液體的密封；金屬密封墊的密封壓力最高，常用于高壓甚至超高壓液體的密封。

3.3　填料密封件

常用的填料密封件(又稱(chēng)盤(pán)根)，就是將盤(pán)根裝入填料腔后，通過(guò)壓蓋的軸向壓緊作用，迫使柔軟狀的盤(pán)根徑向延展變形并對(duì)密封表面產(chǎn)生接觸應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)密封作用。同時(shí)，盤(pán)根中浸漬的潤(rùn)滑劑被迫擠出，并在密封接觸面之間形成潤(rùn)滑油膜?？紤]到盤(pán)根與圓柱軸表面的接觸狀態(tài)并不是均勻一致的，因此，盤(pán)根與圓柱軸的接觸部位形成“邊界潤(rùn)滑”狀態(tài)，類(lèi)似于滑動(dòng)軸承工作時(shí)形成“邊界潤(rùn)滑”狀態(tài)，俗稱(chēng)“軸承效應(yīng)”。此外，未接觸的凹形部位則形成小油槽，并儲(chǔ)存較厚的油膜。因此，盤(pán)根與圓柱軸的接觸部位與非接觸部位又形成了許多不規(guī)則的“迷宮”(俗稱(chēng)“迷宮效應(yīng)”)，從而阻止壓力液體的泄漏，這就是填料密封件的密封機(jī)理。

事實(shí)上，填料密封件若要獲得良好的密封作用，須同時(shí)維持良好的“軸承效應(yīng)”和“迷宮效應(yīng)”，也就是說(shuō)，填料密封件須始終具有良好的潤(rùn)滑作用和適宜的壓緊作用。因此，需要經(jīng)常對(duì)填料密封件的壓緊程度進(jìn)行調(diào)整，以便填料密封件中的潤(rùn)滑劑(浸漬劑)運(yùn)行一段時(shí)間流失后，再擠出一些潤(rùn)滑劑，同時(shí)又能補(bǔ)償因體積變化所造成的壓緊力松馳等。顯然，填料密封件經(jīng)過(guò)多次擠壓后，最終將導(dǎo)致填料密封件中的潤(rùn)滑劑(浸漬劑)枯竭而失效。

值得注意的是：為了維持填料密封件密封所需的潤(rùn)滑油膜(液膜)和帶走摩擦熱及冷卻相關(guān)零部件等，刻意使填料密封件存在少量的泄漏也是非常重要的。因此，填料密封件通常只用于低壓低速的往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封和回轉(zhuǎn)密封等工況。

3.4　靜密封和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用擠壓密封件

目前，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的靜密封和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中使用最廣泛的擠壓密封件主要是○形橡膠密封圈。

3.4.1靜密封

靜密封用○形橡膠密封圈的密封機(jī)理與滑動(dòng)密封用○形橡膠密封圈的密封機(jī)理是一樣的。但靜密封用○形橡膠密封圈的壓縮變形取得更大一些，因此，從公式(3)可知，如果○形橡膠密封圈及其密封溝槽的設(shè)計(jì)制造以及材質(zhì)選用適當(dāng)?shù)脑?，那么○形橡膠密封圈在靜密封中可以實(shí)現(xiàn)無(wú)泄漏的絕對(duì)密封。因此，○形橡膠密封圈可應(yīng)用于真空、低壓、中壓和高壓等靜密封狀態(tài)，甚至超高壓的靜密封狀態(tài)。

(a)徑向密封　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b)端面密封

(a)徑向密封　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b)端面密封圖6　高壓靜密封用O形橡膠密封圈的工作示意圖

通常液壓系統(tǒng)的工作壓力<32MPa時(shí)，○形橡膠密封圈單獨(dú)使用時(shí)都能實(shí)現(xiàn)真空、低壓、中壓和高壓等狀態(tài)的靜密封。但當(dāng)工作壓力≥32MPa，甚至高達(dá)400MPa時(shí)，為了避免○形橡膠密封圈的一部分被迫擠入密封間隙(如圖5所示) 中造成損傷損壞等影響其密封效果，須在高壓側(cè)設(shè)置一合成樹(shù)脂擋圈(截面為矩形，如圖6所示)，如：尼龍擋圈、聚甲醛擋圈和填充聚四氟乙烯擋圈等。同時(shí)，為了便于將合成樹(shù)脂擋圈順利地裝入密封槽等，擋圈需在徑向方向切割有與半徑方向成30°~45°的斜槽，且槽寬t為1~2mm(如圖7所示)。

圖7　○形橡膠密封圈用擋圏的結(jié)構(gòu)示意圖

3.4.2回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使用○形橡膠密封圈的密封機(jī)理與滑動(dòng)密封使用○形橡膠密封圈的密封機(jī)理一樣。但回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使用○形橡膠密封圈的壓縮變形取得更小一些，這是因?yàn)橄鹉z材料的特殊反常性能——焦耳效應(yīng)的作用，即在拉伸應(yīng)力的狀態(tài)下，若旋轉(zhuǎn)軸與○形橡膠密封圈之間因摩擦發(fā)熱，那么○形橡膠密封圈將會(huì)急劇地收縮。因此，設(shè)計(jì)計(jì)算回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用○形橡膠密封圈時(shí)，關(guān)鍵在于根據(jù)橡膠的性能來(lái)合理地選用○形橡膠密封圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)——拉伸量(周向)和壓縮率(徑向)。通常需按○形橡膠密封圈的內(nèi)徑選取旋轉(zhuǎn)軸的軸頸尺寸，然后再按○形橡膠密封圈外徑的壓縮量為○形橡膠密封圈截面尺寸的4%~5%來(lái)選取其相配合的密封溝槽的徑向尺寸及其制造公差等級(jí)。同時(shí)，盡可能地采用受熱量影響小的特種合成橡膠材料(氟橡膠和硅橡膠等)制作回轉(zhuǎn)密封用○形橡膠密封圈，并充分考慮○形橡膠密封圈安裝處的通風(fēng)冷卻散熱等作用。只有這樣，旋轉(zhuǎn)軸工作時(shí)，○形橡膠密封圈因受熱收縮正好抱緊旋轉(zhuǎn)軸而達(dá)到回轉(zhuǎn)密封的作用，從而阻止無(wú)壓力液體或壓力液體的泄漏。

3.5　V形密封圈

常用的V形密封圈就是V形夾織物橡膠密封圈，可用于油缸的密封(孔密封)和柱塞的密封(桿密封)，其密封機(jī)理是一樣的。V形夾織物橡膠密封圈通常由支承環(huán)、密封環(huán)和壓緊環(huán)3部分組成，在自由狀態(tài)下，V形夾織物橡膠密封環(huán)的唇部外徑大于所需密封油缸的內(nèi)徑(如圖8所示)，其唇部?jī)?nèi)徑小于密封件安裝溝槽的直徑。因此，V形夾織物橡膠密封圈裝入密封件溝槽后就會(huì)產(chǎn)生一定的變形。考慮到壓緊環(huán)和支承環(huán)的作用，這種變形僅出現(xiàn)在密封唇部的尖端，并在接觸部位產(chǎn)生較大的表面接觸應(yīng)力。即使不施加壓緊力，密封唇部也能緊貼其密封表面，阻止無(wú)壓力液體或壓力液體的泄漏。同時(shí)，V形夾織物橡膠密封圈與唇形密封件(U形密封圏、Y形密封圏及Yx形密封圏)一樣，當(dāng)壓力液體的工作壓力升高時(shí)，壓力液體擠壓其密封唇部，促使密封唇部與密封表面貼合得緊密，實(shí)現(xiàn)可靠的密封。這就是V形夾織物橡膠密封圈的自密封作用，也是 V形夾織物橡膠密封圈通常被看作是唇形密封件的主要原因之一。

1-壓緊環(huán)　2-密封環(huán)　3-支承環(huán)

當(dāng)液體壓力較高時(shí)，可將多個(gè)V形夾織物橡膠密封環(huán)疊加使用，通過(guò)壓緊環(huán)的作用，迫使多個(gè)V形夾織物橡膠密封環(huán)的密封唇部始終最大限度地貼緊密封表面而實(shí)現(xiàn)密封作用，壓緊力可根據(jù)介質(zhì)壓力進(jìn)行調(diào)整。即使有介質(zhì)泄漏并且通過(guò)第1道密封環(huán)時(shí)，其壓力將降低很多；通過(guò)第2道密封環(huán)的唇部時(shí)，其壓力再一次降低。如此多次作用后，其泄漏的介質(zhì)壓力近似等于零，值至最后泄漏被阻止。所以說(shuō)，V形夾織物橡膠密封圈的密封機(jī)理就是唇部的自密封作用和填料密封作用的結(jié)果。

與填料密封件一樣，V形夾織物橡膠密封圈的摩擦阻力較大并隨工作壓力的增大和密封環(huán)數(shù)目(通常

為3~5)的增多而增大，因此，V形夾織物橡膠密封圈常用于中壓(≥10 MPa)、高壓(<63 MPa)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)采用，但其相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度通常較低。值得注意的是：雖然支承環(huán)和壓緊環(huán)與密封表面之間存在間隙，但采用錫青銅質(zhì)支承環(huán)和壓緊環(huán)，利于提高液壓油缸的運(yùn)動(dòng)精度，并獲得良好的密封作用。

3.6　防塵密封件

目前，液壓缸活塞和活塞桿常用防塵圈主要有A型防塵圈、B型防塵圈(也稱(chēng)金屬骨架防塵圈)、C型防塵圈(也稱(chēng)雙唇防塵圈)和TZF型組合防塵圈(也稱(chēng)雙唇組合防塵圈)。它們通常是由彈性良好的橡膠材料制造的，其密封機(jī)理與唇形密封件一樣，安裝在密封溝槽內(nèi)，因設(shè)計(jì)要求和制造誤差等形成的過(guò)盈量迫使防塵圈產(chǎn)生變形促使其防塵密封唇部始終貼緊密封表面，并對(duì)密封表面產(chǎn)生適宜的接觸應(yīng)力，阻止外界雜質(zhì)(雨水、水蒸氣、酸霧、冰雪和粉塵等塵埃顆粒)侵入到液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中。

某些低壓液壓傳動(dòng)系統(tǒng)通常采用價(jià)格低廉的毛氈防塵圈(方形或梯形)，方形或梯形的毛氈防塵圈浸漬液壓油后再安裝在密封溝槽后，也因過(guò)盈量使它們產(chǎn)生變形，從而促使方形或梯形毛氈防塵圈始終貼緊密封表面，并對(duì)密封表面產(chǎn)生適宜的接觸應(yīng)力，阻止外界雜質(zhì)侵入某些低壓液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中去。顯然，其密封機(jī)理等同于填料密封件的密封機(jī)理，但其防塵能力與接觸的緊密程度有關(guān)，接觸壓緊得越緊密，防塵能力越好，但摩擦阻力也較大。

4生產(chǎn)應(yīng)用

在陶瓷工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備液壓油缸的設(shè)計(jì)中，液壓密封系統(tǒng)通常包括油缸與端蓋的靜密封及活塞桿和活塞的動(dòng)密封，液壓密封件的正確選型及其組合搭配是決定液壓密封系統(tǒng)工作性能的關(guān)鍵因素，下面筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際的生產(chǎn)工況要求，粗略介紹油壓推車(chē)機(jī)、液壓柱塞泥漿泵、液壓壓濾機(jī)及液壓壓磚機(jī)的液壓油缸及其液壓密封系統(tǒng)的選用。

(未完待續(xù))

2014年10~11月衛(wèi)浴領(lǐng)域節(jié)水認(rèn)證(CQC)證書(shū)清單

序號(hào)證書(shū)編號(hào)產(chǎn)品名稱(chēng)制造商發(fā)證日期證書(shū)截止時(shí)間82CQC14704113312蹲便器佛山市順德區(qū)樂(lè)華陶瓷潔具有限公司2014-11-242017-11-2483CQC14704113314蹲便器佛山市順德區(qū)樂(lè)華陶瓷潔具有限公司2014-11-242017-11-2484CQC14704113315坐便器佛山市順德區(qū)樂(lè)華陶瓷潔具有限公司2014-11-242017-11-2485CQC14704117506坐便器佛山市高明安華陶瓷潔具有限公司2014-11-252017-11-2586CQC14704117505坐便器佛山市高明安華陶瓷潔具有限公司2014-11-252017-11-2587CQC14704119125進(jìn)水閥廈門(mén)瑞爾特衛(wèi)浴科技股份有限公司2014-11-252017-11-2588CQC14704117508坐便器佛山市高明安華陶瓷潔具有限公司2014-11-252017-11-2589CQC14704117509坐便器佛山市高明安華陶瓷潔具有限公司2014-11-252017-11-2590CQC14704117507坐便器佛山市高明安華陶瓷潔具有限公司2014-11-252017-11-2591CQC14704119143單按排水閥廈門(mén)瑞爾特衛(wèi)浴科技股份有限公司2014-11-252017-11-2592CQC14704119122排水閥廈門(mén)瑞爾特衛(wèi)浴科技股份有限公司2014-11-252017-11-2593CQC14704119123排水閥廈門(mén)瑞爾特衛(wèi)浴科技股份有限公司2014-11-252017-11-2594CQC14704119121排水閥廈門(mén)瑞爾特衛(wèi)浴科技股份有限公司2014-11-252017-11-2595CQC14704117503坐便器佛山市高明安華陶瓷潔具有限公司2014-11-252017-11-2596CQC14704117502坐便器佛山市高明安華陶瓷潔具有限公司2014-11-252017-11-2597CQC14704117504坐便器佛山市高明安華陶瓷潔具有限公司2014-11-252017-11-2598CQC14704119241液壓式單檔水箱配件科斯特(廈門(mén))節(jié)水設(shè)備有限公司2014-11-262017-11-2699CQC14704119237機(jī)械連體式Ф58排水部件科斯特(廈門(mén))節(jié)水設(shè)備有限公司2014-11-262017-11-26100CQC1470411957340平腳閥芯單把入墻淋浴器佛山市順德區(qū)樂(lè)華陶瓷潔具有限公司2014-11-282017-11-28101CQC14704115851陶瓷片密封水嘴佛山市法恩潔具有限公司2014-11-282017-11-28

102CQC14704115840淋浴器佛山市法恩潔具有限公司2014-11-282017-11-28103CQC14704119508坐便器北京東陶有限公司2014-11-282017-11-28104CQC14704119507坐便器北京東陶有限公司2014-11-282017-11-28105CQC14704119566陶瓷片密封水嘴佛山市法恩潔具有限公司2014-11-282017-11-28106CQC14704119572陶瓷片密封水嘴佛山市順德區(qū)樂(lè)華陶瓷潔具有限公司2014-11-282017-11-28107CQC14704119567陶瓷片密封水嘴佛山市法恩潔具有限公司2014-11-282017-11-28108CQC14704119468掛式水箱廈門(mén)瑞爾特衛(wèi)浴科技股份有限公司2014-11-282017-11-28109CQC14704119466隱藏式水箱廈門(mén)瑞爾特衛(wèi)浴科技股份有限公司2014-11-282017-11-28110CQC14704117487面盆龍頭本科電器有限公司2014-11-282017-11-28111CQC1470411957635平腳閥芯入墻淋浴器佛山市順德區(qū)樂(lè)華陶瓷潔具有限公司2014-11-282017-11-28

(未完待續(xù))

關(guān)于水嘴節(jié)水認(rèn)證執(zhí)行新版標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證規(guī)則的通知

各相關(guān)認(rèn)證企業(yè)：

中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心(簡(jiǎn)稱(chēng)CQC)水嘴節(jié)水認(rèn)證業(yè)務(wù)執(zhí)行新版標(biāo)準(zhǔn)及新版認(rèn)證規(guī)則CQC32-432421-2014。

申請(qǐng)類(lèi)別：CQC節(jié)水認(rèn)證704001。

1執(zhí)行新版標(biāo)準(zhǔn)要求如下

GB 18145-2014《陶瓷片密封水嘴》、CJ/T 194-2014《非接觸式給水器具》、QB1334-2013《水嘴通用技術(shù)條件》代替GB 18145-2003《陶瓷片密封水嘴》、CJ/T 194-2004《非接觸式給水器具》、QB/T 1334-2004《水嘴通用技術(shù)條件》，新版標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證實(shí)施要求如下：

1.1本次標(biāo)準(zhǔn)換版涉及的范圍

使用CQC32-432421-2013實(shí)施認(rèn)證并獲得CQC水嘴節(jié)水認(rèn)證證書(shū)的產(chǎn)品(CQC產(chǎn)品類(lèi)別為704001)。

1.2新版標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證要求

自本公告發(fā)布之日起，企業(yè)按新版標(biāo)準(zhǔn)申請(qǐng)認(rèn)證。水嘴節(jié)水認(rèn)證新舊版標(biāo)準(zhǔn)差異見(jiàn)附件。

1.3舊版規(guī)則證書(shū)轉(zhuǎn)換要求

舊版標(biāo)準(zhǔn)證書(shū)持有人應(yīng)于本通知發(fā)布后，向CQC提交轉(zhuǎn)換新版規(guī)則認(rèn)證證書(shū)的申請(qǐng)，進(jìn)行新、舊版標(biāo)準(zhǔn)差異試驗(yàn)項(xiàng)目的檢測(cè)，完成按新版標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品確認(rèn)工作，換發(fā)新的認(rèn)證證書(shū)。舊版標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證證書(shū)轉(zhuǎn)換工作應(yīng)于2015年12月1日前完成，逾期未完成轉(zhuǎn)換的認(rèn)證證書(shū)，CQC將予以暫停，2016年3月1日仍未完成轉(zhuǎn)換的證書(shū)，予以撤銷(xiāo)。

2規(guī)則換版內(nèi)容如下

1. 關(guān)鍵零部件增加了起泡器及限流器；

3. 修訂了“4.2依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)項(xiàng)目及要求”；

7. 修訂了“產(chǎn)品描述”。

CQC產(chǎn)品認(rèn)證六部已經(jīng)開(kāi)始使用更新后的認(rèn)證規(guī)則及新版標(biāo)準(zhǔn)受理該產(chǎn)品的認(rèn)證申請(qǐng)，企業(yè)可通過(guò)CQC網(wǎng)站提交認(rèn)證申請(qǐng)，具體事宜請(qǐng)與產(chǎn)品認(rèn)證六部工程師聯(lián)系。

聯(lián)系電話：010-83886366

附件：水嘴節(jié)水認(rèn)證新舊標(biāo)準(zhǔn)差異

中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心

2014年12月1日

認(rèn)證問(wèn)答

問(wèn)：實(shí)施能源管理體系有哪些益處？

答：近年來(lái)，隨著能源危機(jī)、環(huán)境保護(hù)等因素的影響，能源的有效利用已成為影響各行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提高及可持續(xù)發(fā)展的重要因素。對(duì)于我國(guó)的能源發(fā)展戰(zhàn)略而言，提高能源的開(kāi)發(fā)和利用效率應(yīng)擺在首位。各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)的單位產(chǎn)品綜合能耗為350~400 kgce/t、單位產(chǎn)品綜合電耗為300 kW·h/t，是世界先進(jìn)水平的近兩倍。這說(shuō)明我國(guó)在技術(shù)水平、管理水平和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)方面還比較粗放，存在著較大的節(jié)能潛力。解決能源問(wèn)題的根本途徑之一，便是加強(qiáng)企業(yè)的能源管理體系建設(shè)，推進(jìn)和深化節(jié)能減排工作。節(jié)約能源是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人民生活水平的長(zhǎng)期戰(zhàn)略方針，是緩解能源供應(yīng)與需求矛盾的重要手段之一。

目前陶瓷行業(yè)的能源成本約占陶瓷生產(chǎn)成本的35%，這也就是說(shuō)陶瓷企業(yè)每降低1%的能源消耗就相當(dāng)于每年為企業(yè)創(chuàng)造近百萬(wàn)的利潤(rùn)。

問(wèn)：國(guó)家及地方政府就能源管理體系認(rèn)證工作已發(fā)布了哪些法律法規(guī)及相關(guān)規(guī)定？

答：國(guó)家和地方政府已發(fā)布了以下法律法規(guī)：

1)2011年12月7日國(guó)家發(fā)改委等十二個(gè)部委聯(lián)合發(fā)布了“關(guān)于印發(fā)萬(wàn)家企業(yè)節(jié)能低碳行動(dòng)實(shí)施方案的通知”；

2)2012年2月1日國(guó)家認(rèn)監(jiān)委發(fā)布了“關(guān)于擴(kuò)大能源管理體系認(rèn)證試點(diǎn)工作范圍的通知”；

3)2012年11月28日國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家認(rèn)監(jiān)委聯(lián)合發(fā)布了“關(guān)于加強(qiáng)萬(wàn)家企業(yè)能源管理體系建設(shè)工作的通知”；

4)2012年12月24日廣東省經(jīng)濟(jì)和信息化委等4部門(mén)下發(fā)了“關(guān)于印發(fā)廣東省能源管理體系建設(shè)及認(rèn)證試點(diǎn)名單(第一批)的通知”(粵經(jīng)信節(jié)能〔2012〕980號(hào))。

問(wèn)：國(guó)建聯(lián)信認(rèn)證中心為哪些陶瓷企業(yè)開(kāi)展了能源管理體系認(rèn)證？

答：國(guó)建聯(lián)信認(rèn)證中心(簡(jiǎn)稱(chēng)GJC)至今已為廣東嘉俊陶瓷有限公司、廣東薩米特陶瓷有限公司、恩平百?gòu)?qiáng)陶瓷有限公司、廣東博德精工建材有限公司、佛山市博華陶瓷有限公司等多家企業(yè)開(kāi)展了能源管理體系認(rèn)證工作。通過(guò)實(shí)施能源管理體系,各企業(yè)均有效地提升了能源管理水平，節(jié)能管理工作也取得了良好的成績(jī)，單位產(chǎn)品綜合能耗和單位產(chǎn)品綜合電耗均有較大幅度下降。

問(wèn)：國(guó)建聯(lián)信認(rèn)證中心何時(shí)獲得能源管理體系認(rèn)證資質(zhì)？

答：能源管理體系認(rèn)證試點(diǎn)工作于2010年開(kāi)始，國(guó)建聯(lián)信認(rèn)證中心于同年獲得認(rèn)證資質(zhì)，是首批獲得在建材行業(yè)開(kāi)展能源管理體系認(rèn)證的機(jī)構(gòu)。批準(zhǔn)時(shí)間為2010年5月1日，批準(zhǔn)號(hào)為：CNCA-R-2002-025。

問(wèn)：申請(qǐng)能源管理體系認(rèn)證的流程有哪些？

答：通常情況下，申請(qǐng)能源管理體系認(rèn)證的流程為：

1)向認(rèn)證機(jī)構(gòu)遞交認(rèn)證申請(qǐng)書(shū)，并同時(shí)與認(rèn)證機(jī)構(gòu)簽訂認(rèn)證合同；

2)開(kāi)展GB/T 23331-2009標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)，內(nèi)審員培訓(xùn)、指定管理者代表、成立能源管理體系推進(jìn)小組等；

3)應(yīng)按GB/T 23331-2009的要求編制相應(yīng)的管理文件；

4)運(yùn)行并改進(jìn)能源管理體系(如開(kāi)展內(nèi)部審核、合規(guī)性評(píng)價(jià)及管理評(píng)審等)；

5)向認(rèn)證機(jī)構(gòu)提交相關(guān)文件如營(yíng)業(yè)執(zhí)照復(fù)印件、組織機(jī)構(gòu)代碼證復(fù)印件、CCC認(rèn)證證書(shū)(瓷質(zhì)磚企業(yè))復(fù)印件等；

6)迎接外審；

7)頒發(fā)認(rèn)證證書(shū)。

問(wèn)：實(shí)施能源管理體系認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)是什么？

答：目前，建筑衛(wèi)生陶瓷企業(yè)實(shí)施能源管理體系認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)是《能源管理體系要求》(GB/T 23331-2009)。待《能源管理體系陶瓷企業(yè)認(rèn)證要求》標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施后(預(yù)計(jì)2013年6月發(fā)布)，將同時(shí)作為陶瓷企業(yè)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

問(wèn)：能源管理體系認(rèn)證證書(shū)的有效期是多少年?

答：按照國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)的要求，試點(diǎn)期間能源管理體系認(rèn)證證書(shū)有效期為2年，每年監(jiān)督審核4次，監(jiān)督審核實(shí)施的方式視乙方能源管理體系運(yùn)行情況決定是否到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督審核。試點(diǎn)工作完成后，按照國(guó)家要求實(shí)施年度監(jiān)督。再認(rèn)證審核的現(xiàn)場(chǎng)審核時(shí)間應(yīng)在證書(shū)到期前2個(gè)月實(shí)施，以確保認(rèn)證證書(shū)有連續(xù)性。若獲證企業(yè)的認(rèn)證內(nèi)容發(fā)生重大變更、或發(fā)生影響能源績(jī)效的重大事故時(shí),認(rèn)證機(jī)構(gòu)將會(huì)及時(shí)實(shí)施非例行的監(jiān)督審核。

問(wèn)：建筑衛(wèi)生陶瓷綜合能耗和綜合電耗的統(tǒng)計(jì)范圍是如何規(guī)定的？

答：按照《建筑衛(wèi)生陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額》 GB 21252-2007的規(guī)定，其統(tǒng)計(jì)范圍分別為：

1衛(wèi)生陶瓷綜合能耗和綜合電耗的范圍

包括原料粗中細(xì)碎、原料制備輸送、模型制作、釉料制備、成形、干燥、施釉、燒成、冷修、檢驗(yàn)包裝等生產(chǎn)過(guò)程，供水、供熱、供氣、供油、機(jī)修等輔助和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)管理部門(mén)等所消耗的燃料和電力。

不包括：石膏加工過(guò)程、匣缽及窯具加工制作、熔快制備、色料制備、生活設(shè)施(如：宿舍、學(xué)校、文化娛樂(lè)、醫(yī)療保健、商業(yè)服務(wù)和托兒幼教等)及運(yùn)輸保管、采暖、技改等所消耗的燃料和電力。

2陶瓷磚綜合能耗和綜合電耗的范圍

包括原料粗中細(xì)碎、原料制備輸送、粉料制備、成形、干燥、施釉、燒成、冷修、拋光、檢驗(yàn)包裝等生產(chǎn)過(guò)程，供水、供熱、供氣、供油、機(jī)修等輔助和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)管理部門(mén)等所消耗的燃料和電力。

不包括：熔快制備、色料制備、窯具加制作、生活設(shè)施(如：宿舍、學(xué)校、文化娛樂(lè)、醫(yī)療保健、商業(yè)服務(wù)和托兒幼教等)及運(yùn)輸保管、采暖、技改等所消耗的燃料和電力。

問(wèn)：按照《建筑衛(wèi)生陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額》GB 21252-2007的規(guī)定，建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品分為哪幾類(lèi)？

答：按照《建筑衛(wèi)生陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額》GB 21252-2007的規(guī)定，建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品應(yīng)按"衛(wèi)生陶瓷、吸水率E≤0.5%的陶瓷磚、吸水率0.5% 10%的陶瓷磚"進(jìn)行分類(lèi)。

問(wèn)：何謂建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品綜合能耗？

答：在報(bào)告期內(nèi)及建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)全過(guò)程中，用于生產(chǎn)實(shí)際消耗的各種能源總量。包括生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)的各種能源消耗量和損失量，不包括基建、技改等項(xiàng)目建設(shè)消耗的、生產(chǎn)界區(qū)內(nèi)回收利用的和向外輸出的能源量。

問(wèn)：何謂建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)界區(qū)？

答：從原料、釉料、煤、油、氣等原材料和能源，從進(jìn)入計(jì)量工序開(kāi)始，到成品建筑衛(wèi)生陶瓷計(jì)量入庫(kù)和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、附屬生產(chǎn)系統(tǒng)整個(gè)建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程，由生產(chǎn)系統(tǒng)工藝裝置、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)施3部分用能構(gòu)成。

問(wèn)：何謂建筑衛(wèi)生陶瓷單位產(chǎn)品綜合電耗？

答：以建筑衛(wèi)生陶瓷單位產(chǎn)量表示的直接消耗的電量，即建筑衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品單位電耗，不包括動(dòng)和設(shè)備等的耗電量。

作者簡(jiǎn)介：*蔡祖光(1964-)，本科，高級(jí)工程師；主要從事陶瓷機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造工作。

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ174.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1002-2872(2015)04-0034-07