电箱的密封结构设计.docx

电箱的密封结构设计摘要:阐述了密封原理,讨论了密封材料的选择问题、密封结构的具体形式以及IP防护等级。关键词:密封;橡胶;密封结构现代电源系统的电箱在满足客户要求的情况下,常要求体积小、重量轻、结构紧凑[1]。电源系统的电箱通常随车携带,经常在野外使用,受环境影响(如潮湿、霉菌、盐雾等)比较大,对此类设备更是常常提出防水要求,而解决以防潮、防霉、防尘!(简称三防)为主要内容的三防问题以及防水问题最有效的途径之一就是密封。整机采用密封机箱可以相对降低对部件的三防要求,而且密封机箱对设备的维修性没有影响。但是,在小型电源系统的特定条件下,由于种种原因,常使结构的钢度、强度比其它中、大型机箱要低,为了结构的紧凑和重量的减轻,用于为密封加压的机构、螺钉等也常常是比较小的,不可能提供很大的密封力。另外,为了进一步方便维修、降低成本,密封结构的设计不允许太复杂,所有这些都给小型设备机箱的密封设计带来一些特殊问题,这就要求设计人员在不对设备结构本身提出过分苛刻要求的前提下,力求用最简设计、最低成本、最易维修的措施来满足设备的密封要求。1密封材料[2]设备的密封质量与所选的密封材料有很大关系,密封材料质量的好坏、可靠性的高低直接影响到设备的密封能力和可靠性,选好密封材料是进行密封设计的第一步。随着科学技术的不断进步,材料科学研究的不断深入,出现了许多新型固体高分子密封材料,如橡胶型固体密封材料、塑料型固体密封材料等,而且在合作方法和密封性能上都有很大改进,为解决现代技术中的各种密封问题提供了有力保障。在电箱中,最常用的密封材料是橡胶,具有弹性高、不透水、不透气、电绝缘性好、比重低等优良性能,经过适当处理后,它还具有耐热、寒、油、酸、碱、压、磨、能导电等宝贵特点,所以它已成为密封结构中用得最多甚至是非用不可的密封材料。橡胶的物理、机械性能与一般的结构材料相比差别很大,它的可逆弹性变形很大,比钢大20~30倍,但这仅限于变形弹性,其体积则和液体一样,具有不可压缩性,橡胶的体积弹性模量K高达220MPa,而压缩弹性模量E仅为3~8MPa。因此,在利用橡胶做密封件时,其密封结构设计要充分考虑上述物理、机械性能,即使橡胶在一个方向受压变形时,在另外两个方向上要有膨胀的可能性。由于橡胶的配方不同,性能也不相同。从密封的角度考虑,橡胶的硬度和脆性温度不能太高,作为密封橡胶,实践证明:其邵氏硬度应小于55。C,脆性温度应低于-50。C。针对现有的电箱,密封采用橡胶密封胶或者橡胶密封条。2密封原理所谓密封就是利用密封圈(条)截面上的凸缘与机箱装配面之间产生压力而达到密封效果。设计时,主要是通过控制橡胶的相对变形量(简称压缩量)来达到密封的目的。如图1所示,密封件未受压时的高度为H1,受压后的高度为H2,则相对变形量为,实践证明,当=10%时,,水分子仍然能渗透,当F继续增大到一定值时,相对变形量=20%~30%,由于密封件的弹性及变形作用,密封件紧贴装配面,使水分子不能渗透,从而形成密封。如果进一步增大力F,使相对变形量>30%,此时密封质量改善不大,反而会由于疲劳破坏而加速橡胶损坏,以至于影响密封效果。因此,在密封设计中,橡胶的相对变形量一般取=20%~30%为宜。设计中应当注意的是,橡胶的变形不仅与所加的压力有关,与温度、变形程度、受压时间以及材料本身的邵氏