衬垫

机械密封件，缓冲作用的包装件

衬垫，又名垫圈、垫片，是机械密封件，其填充两个或更多个配合表面之间的空间，通常用于防止在压缩时从连接的物体泄漏或进入接合物体。

简介

衬垫允许在机器零件上可以填充不规则的配合表面。衬垫通常通过从片材切割而产生。

用于特定应用的垫圈，如高压蒸汽系统，可能含有石棉。然而，由于与石棉接触有关的健康危害，实际使用非石棉垫片材料。

通常期望的是，衬垫由在某种程度上产生的材料制成，使得其能够变形并且紧密地填充其设计的空间，包括任何轻微的凹凸。一些垫圈需要将密封剂直接施加到衬垫表面才能正常工作。

一些（管道）衬垫完全由金属制成，并依靠座位表面来完成密封；使用金属自身的弹簧特性（达到但不超过σy，材料的屈服强度）。这是典型的一些“环形接头”（RTJ）或其他一些金属垫片系统。这些关节被称为R-con和E-con压缩型接头。

衬垫材料属性

衬垫通常由平板材料，纸，橡胶，硅酮，金属，软木，毛毡，氯丁橡胶，丁腈橡胶，玻璃纤维，聚四氟乙烯（也称为PTFE或特氟隆）或塑料聚合物（例如聚氯三氟乙烯）制成。

在压缩纤维垫片材料的工业应用中，衬垫的更理想的特性之一是能够承受高的压缩载荷。大多数工业衬垫应用包括螺栓在14MPa（2000 psi）或更高的压力范围内进行压缩。一般来说，有几个真理可以提供更好的垫圈性能。经过测试的测试之一是：施加在垫圈上的压载荷越多，持续时间越长。

测量衬垫材料耐压缩载荷的能力有几种方法。 ”热压缩测试”可能是这些测试中最受欢迎的。大多数衬垫材料制造商将提供或公布这些测试的结果。

常见的衬垫分类

基于工业使用、化学接触和物理参数，衬垫有许多不同的设计：

板状衬垫

当一片材料具有“冲压”的衬垫形状时，它是板状衬垫。在以前，材料常用压缩石棉，但是现多使用的多是像石墨这样的纤维材料。这些衬垫可以根据所用材料的惰性来满足不同的化学要求。非石棉衬垫片是耐用的，具有多种性能，而且很厚。材料可以是矿物、碳或腈合成橡胶。使用板状衬垫可以应用在包括酸、腐蚀性化学品、蒸汽或轻度苛性碱。在安装衬垫时，弹性和良好的恢复空间可以防止衬垫的破损。

固体材料衬垫

固体材料通常是使用金属材料，它们的生产成本很低。但这些衬垫通常有更高的质量控制水平，通常可以承受更高的温度和压力。关键的缺点是，为了与法兰头部平齐，防止渗漏，必须对固体金属进行大压缩。材料的选择比较困难，因为主要使用金属，会面临过程污染和氧化的风险。另一个不利因素是，使用的金属必须比法兰柔软。

螺旋缠绕衬垫

螺旋缠绕衬垫包括金属和填充材料的混合物。一般来说，衬垫有一个金属(通常是碳丰富的或不锈钢的)向外缠绕在一个圆形的螺旋(其他形状是可能的)上，填充材料(通常是一个柔软的石墨)以同样的方式缠绕，但从相反的一面开始。这形成了填充和金属的交替层。这些垫圈的填充材料充当密封元件，金属提供结构支撑。

这些在大多数应用中已经被证明是可靠的，并且比固体衬垫有更低的夹紧力，尽管成本更高。

双套衬垫

双套衬垫是填充材料和金属材料的另一种组合。在这个应用程序中，一个与“C”类似的管子由金属制成的，另外一个也同样被制成“C”，使管子交汇处最厚。填料被塞入壳体和工件之间。当使用时，由于有较大的金属量，在接触的两个尖端(由于壳体/片的相互作用)，这两个地方承担了密封过程的负担。由于所需要的是一个外壳和一个部件，这些衬垫可以由几乎任何可以制成薄片的材料制成，然后可以塞入一个填充剂。

压实衬垫

压实衬垫象O形圈与X形圈一样，安装在矩形沟槽里，使O形圈断面具有较大的压缩余量，在衬垫与密封面之间产生大的接触应力，就是靠此应力起密封作用的衬垫，其分类有O形圈、五棱密封圈、X形圈等。

压盖密封垫

压盖密封垫即通常说的填塞式衬垫，主要用于回转轴的密封。填塞在泵及压缩机等的轴所贯通部位的填料箱内，达到防止泄漏的作用，在这种填料中断面形状有正方形、圆形、梯形、平形四边形或圆形的，作成圆圈形、螺旋状或绳状缠绕在轴的周围，顺次填塞并用压盖紧固使用。压盖密封可用各种材料组合成各种形态的，其种类非常多，大致分类时有编织填料、层状成形填料、金属填料等。编织填料是将作为素材的捻线用编织方法构成，有八字形编织、袋状编织、格子编织等。

专利例子

衬垫的分类有端盖衬垫、陶瓷焊接衬垫等。实用新型是提供一种衬垫，应用于一电路板的一触控开关上，触控开关在其顶面设有一开关组件，衬垫包括一套护基座，套护设在触控开关上，套护基座内部由上而下分别形成一第一区及一第二区，第一区的空间用以容置触控开关且第二区的空间用于容置触控开关顶面的开关组件，以及一按压凸部设置于套护基座的顶部且与套护基座一体成型，当按压凸部受到一外力触控时，可触控触控开关。

性能

一种可操作性好的、且即使隔板等安装对象部件是低强度的材料或薄板、也易于使安装对象部件与衬垫形成一体的、装配操作性好的、用作燃料电池用衬垫或HDD用衬垫等的衬垫，具有一面具备粘贴功能的片状衬垫安装部件和与上述片状衬垫安装部件形成一体的橡胶状弹性材料制衬垫本体，由此形成利用上述片状衬垫安装部件的粘贴功能而装配在安装对象部件上的结构。

特点

衬垫的特征在于，包括：一面具有粘贴功能的片状衬垫安装部件；和与所述片状衬垫安装部件形成一体的橡胶状弹性材料制衬垫本体，利用所述片状衬垫安装部件的粘贴功能，装配在安装对象部件上。

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