密封设计,浅谈室外产品,目录,密封设计的重要性,1,2,3,测试方法,4,CONTENTS,管控标准,密封设计分析,一、密封设计的重要性,潮湿对产品的危害,盐雾对产品的危害,霉菌对产品的危害,水是电解质，能溶解大量的腐蚀性离子对金属产生腐蚀。,潮湿会降低绝缘材料和电路板的绝缘性能，严重时会出现漏电甚至短路。,潮湿会为霉菌的生长提供了有利条件。,潮湿对产品的危害,腐蚀许多金属和无机材料 。,提供一种活性电解质，使不同金属接触时产生电偶腐蚀，并促进具有不同电极电位的电解作用,盐雾对产品的危害,绝缘材料的绝缘电阻和抗电强度大幅度下降 ，霉菌可使线路间短路 。,天然橡胶制成的密封件被破坏，导致密封破坏。,霉菌产生的分泌物对金属材料有电解作用，会对金属材料造成腐蚀破坏 。,霉菌对产品的危害,漆膜会被穿透损失了保护作用，造成点腐蚀。,二、管控标准,国际防护,防尘设计,防水测试,IP是International Protection（国际防护）的缩写；主要针对额定电压不超过72.5KV，借助外壳防护的电气设备。,国际防护,IP0X,无保护,IP1X,直径50mm的物体不得完全进入壳内,IP2X,直径12.5mm的物体不得完全进入壳内,IP4X,直径1.0mm的物体不得完全进入壳内,IP5X,不能完全防止尘埃进入，但进入的灰尘量不得影响设备的正常运行，不得影响安全,IP6X,无灰尘进入,防尘测试,IP3X,直径2.5mm的物体不得完全进入壳内,垂直滴水试验,滴水试验装置,按试样正常工作位置摆放在以1r/min的旋转样品台上，样品顶部至滴水口的距离不大于200mm,滴水量为10.5 mm/min,10 min,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（IPX1）,倾斜15滴水试验,滴水试验装置,使试样的一个面与垂线成15角，样品顶部至滴水口的距离不大于200mm。每试验完一个面后，换另一个面，共四次。,滴水量为30.5 mm/min,42.5 min（ 共10 min ）,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（IPX2）,摆管式淋水试验,摆管式淋水溅水试验装置,选择适当半径的摆管，使样品台面高度处于摆管直径位置上，将试样放在样台上，使其顶部到样品喷水口的距离不大于200mm，样品台不旋转。,水流量按摆管的喷水孔数计算，每孔为0.07 L/min，淋水时，摆管中点两边各60弧段内的喷水孔的喷水喷向样品。被试样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂线两边各摆动60，共120。每次摆动( 2120)约4s,连续淋水10 min,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（IPX3）,摆管式溅水试验,摆管式淋水溅水试验装置,选择适当半径的摆管，使样品台面高度处于摆管直径位置上，将试样放在样台上，使其顶部到样品喷水口的距离不大于200mm，样品台不旋转。,喷水面积为摆管中点两边各 90弧段内喷水孔的喷水喷 向样品。样品放在摆管半圆中心。摆管沿垂线两边各摆动180,共约360。每次摆动 ( 2360) 约12s,10 min,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（IPX4）,喷水试验,嘴的喷水口内径为6.3mm,使试验顶部到手持喷头喷水口的平行距离在300mm 至500mm之间,使试验样品至喷水口相距为2.5m 3m ，水流量为12.5 L/min 5( 750 L/h ),按被检样品外壳表面积计算，每平方米 为1 min (不包括安装面积)，最少3 min,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（IPX5）,强烈喷水试验,喷嘴的喷水口内径为12.5 mm,使试验样品至喷水口相距为2.5m 3m,使试验样品至喷水口相距为2.5m 3m ， 水流量为12.5 L/min 5( 750 L/h ),按被检样品外壳表面积计算，每平方米为1 min（不包括安装面积），最少3 min,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（IPX6）,短时浸水试验,浸水箱,放进浸水箱,样品底部到水面的距离至少为1m 。试样顶部到水面距离至少为0.15m,30 min,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（IPX7）,持续潜水试验,浸水箱,试验条件和试验时间: 由供需（买卖）双方商定，其严酷程度应比IPX7高,试验条件和试验时间: 由供需（买卖）双方商定，其严酷程度应比IPX7高,试验条件和试验时间: 由供需（买卖）双方商定，其严酷程度应比IPX7高,方法名称,试验设备,试样放置,试验条件,持续时间,防水测试方法（IPX8）,三、密封设计,实例分析,设计详析-O型圈,透气膜的应用,实例产品上的密封结构,密封的分类,O型密封圈,O型密封圈是一种截面为圆形的橡胶圈，因其截面为O型，故称其为O型密封圈。 O型密封圈是具有圆形截面的环行橡胶密封圈.主要用于机械部件在静态条件下防止液体和气体介质的泄露. 常见的失效原因主要有4种：设计错误、选材错误、密封件质量问题和使用不当。,密封圈选材,常用的橡胶密封材料有三元乙丙橡胶（EPDM）、丁腈橡胶（NBR）、硅橡胶（VMQ）、氟橡胶（FKM或者FPM）和氯丁橡胶（CR）等。橡胶的特性各不相同，应用也不同。 选材应从使用温度、材料是否耐受介质、材料的硬度、压缩永久变形和耐磨性等各种因素综合考虑。,1、耐化学性能比较,2、耐温性能比较,3、物性比较,O形密封圈设计,1、确认是否需与挡圈配合,挡圈的材料一般为聚四氟乙烯树脂，或尼龙1010和尼龙6等。,2、最大允许挤出间隙,工作压力越高，最大允许挤出间隙取值越小。硬度越高越高，最大允许挤出间隙取值越大。压力超过5MPa时，建议使用挡圈。如果间隙g 超过允许范围，就会导致O 形圈挤出甚至损坏,3、压力方向确认,O形圈在轴向上发生变形，在压力作用下，会产生径向蠕动。,a、当压力来自内侧，O形圈外径应与凹槽 外径接触,b、当压力来自外侧，O形圈内径应与凹槽 内径接触,=(d+d0)/(d1+d0)式中d-轴径（mm）； d1-O形圈内径（mm）。 拉伸过大会造成 a、导致O型圈安装困难。 b、会因截面直径d0发生变化而使压缩率降低，以致引起泄漏。 最大允许拉伸3%； 最大允许压缩1%。,4、拉伸率计算,5、压缩率计算,压缩率W通常用下式表示： W=（d0-h）/d0 100%式中d0-O型圈在自由状态下的截面直径(mm); h-O型圈槽底与被密封表面的距离（沟槽深度）， 即O型圈压缩后的截面高度(mm) 在选取O形圈的压缩率时, 应考虑：1要有足够的密封接触面积；2尽量避免永久变形。 圆柱静密封：10%-15%，平面静密封：15%-30%。,O形圈变形后的宽度Bo（mm）与O形圈的压缩率W 和截面直径do有关，可用下式计算 Bo=（1/(1-W)-0.6W）do O形圈与密封面的接触面宽度b（mm）也取决于W和do： b=( 4W2+0.34W+0.31)doBo应槽宽,6、接触宽度计算,a、沟槽的作用 限位；防止密封圈过压。,b、槽深 槽深H衬垫直径（或高度）（1-衬垫压缩率）,c、槽宽 槽宽约为Bo0.2,7、沟槽的设计,d、槽口圆角 槽口圆角：防止O型圈装配时出现割伤和刮伤。R=0.10.2 mm,8、粗糙度,压力作用下，O形密封圈会紧贴密封件表面。密封件表面不得有划痕、凹坑、明显的加工痕迹。,密封圈的质量,1、影响胶圈使用寿命的主要因素,氧化、热老化、臭氧老化、光效应老化、化学腐蚀、以及霉菌的侵蚀等几大类。,2、胶圈简易检测方法,定量测算胶圈使用寿命是一个非常复杂的过程且周期长、专用测试设备多，对于非专业的组织很难做到，经长期的实践，以下三种方法能对比胶圈的品质。a、曲绕：将胶圈对折弯曲成180置于阳光下照射一段时间，看其表面有无龟裂现象， 龟裂同时间成正比；龟裂少的，品质越好。b、水煮：将胶圈切成片壮放在水中煮几个小时，看其水的色度、浑蚀度，色度越低、 浑蚀度越小，说明胶圈满足卫生要求的可靠性越大。此方法能直观的反应 胶圈符合卫生标准的程度。c、压缩：用两块板夹住胶圈使其压缩2530%，在23压缩状态下停放3天后松开看其 变形量，变形越小，说明品质越好。,防水透气阀（呼吸器）,室外电子产品的机壳经常遭受温度变化、风雨侵蚀和太阳辐射。长期运行或温度骤变时，壳内外会产生压差。透气膜具有极高的透气量 ，能平衡机壳内外压力，大大降低罩壳密封条所承受的应力，从而最大程度地减少故障发生几率,1、应用透气膜的意义,2、透气膜原理,对应IPX6的防水要求，注意其X6是强烈喷水，喷水时具有比较强的作用力，可能会 导致粘贴式防水透气膜产生剥离、脱落等现象，所以此时不要选用粘贴式防水透气膜。,3、透气膜的安装方式,四、测试方法,半成品测试方法,成品测试方法,半成品测试,浸水测试(原始方案)测试方法： 上下盖组装后，浸入水中，观察是否会有气泡冒出。 a、如有气泡，拿回成型段，熔掉，重新压铸。 b、如无气泡，拆掉，后端处理。弊端： 需大量的人力。,浸水测试(改进方案),成品测试,测试方法： 壳体充入气压时达到52.3Kpa,保持3分钟，气压下降不大于0.3Kpa,The End. thanks!,