密封课件.doc

一、密封的作用与要求密封虽然只占机器和设备的很小部分，但是却是非常重要的， （一）密封关系到设备的可靠性和人身安全（二）密封还关系到节能降耗 下面咱们先学习的定义密封定义 密封是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件或措施。泄漏分内泄和外泄 外泄油液泄漏于元器件的外部，弄脏周围物件，污染环境，因此外泄是不允许的。内泄指油液从高压腔向低压腔的泄漏，所泄漏的油液并没有对外做功，其压力能绝大部分转换为热能，使油温升高，油粘性降低，又进一步的增加泄漏量，从而降低系统的容积效率，损耗功率泄漏可能导致设备工作状态不稳定、效率下降，污染环境，影响加工产品质量以及造成设备使用寿命的降低等。 那泄漏产生的原因是什么？(1)相邻结合面有间隙 (2)需要密封的两侧有压力差流体从高压区往低压区流动引起的。对密封装置的的要求：1、 在一定压力、温度范围内具有良好的密封性能。2、 对运动表面产生的摩擦力小，磨损小，磨损后能自动补偿。3、 密封性能可靠，能抗腐蚀，不易老化，工作寿命长。4、 结构简单，便于制造和拆装。二、密封分类及特点按工作状态的不同，密封分为静密封和动密封两种静密封 在正常工作时，无相对运动的零件配合表面之间的密封；动密封 在正常工作时，具有相对运动的零件配合表面之间的密封， 间隙愈紧密，相对运动时表面的摩擦阻力就愈大，导致结合面发热，使密封很快失效，因此动密封作用原理的要点是既可保持密封而又不产生较大摩擦阻力，包括减小密封两侧的压力差及使结合面间保持流体润滑膜等。 硬质填料密封 软质填料密封 毛毡密封成型填料密封 密封 静密封 动密封 垫密封密封胶密封 O形环密封、研合面密封非接触式密封 接触式密封 迷宫式密封 间隙密封 磁流体密封 填料密封 机械密封 油封密封 静密封又分垫密封、密封胶密封、O形环密封、研合密封等垫密封就是在两个结合面之间垫上不同形式的密封垫片，然后再用螺纹将两个结合面连接起来，拧紧力使垫片产生弹性和塑形变形，填塞密封面的不平处，达到密封的目的。密封垫型式有平垫片，齿形垫片，金属丝垫等密封胶密封就是用刮涂、压注等方法将密封胶涂在要压紧的两个面上，靠胶的浸润性填满密封面凹凸不平处，形成一层薄膜，从而起到密封作用。密封胶密封主要用于管道密封。O形环密封 O形环装入密封沟槽后，其截面一般受到15-30的压缩变形，在介质压力作用下，移至沟槽的一侧，封闭须封闭的间隙，达到密封的目的，主要用于气缸、油缸的缸体密封。最通用的O型圈的材料是橡胶O型密封圈的主要优点是结构简单紧凑、制造容易、成本低、拆卸方便、寿命长。缺点是橡胶材料的质量对O型密封圈的性能和寿命影响很大。尤其是作动密封时，静摩擦系数大，摩擦产生的热量不易散去，易引起橡胶老化，使密封失效。研合面密封主要靠密封面的精密研配来消除间隙，并用外力压紧（如螺栓）来保证密封，对密封面的表面质量要求很高，不过在实际中通常会在密封面涂胶，以提高严密性。动密封 又分非接触式密封和接触式密封，非接触式密封又分迷宫式密封、间隙密封、磁流体密封。 迷宫式密封 在旋转件和固定件之间形成很小的曲折间隙来实现密封，一般适用于高转速。间隙密封 主要是利用运动件之间的微小的间隙起密封作用，间隙的大小、均匀性对密封性能影响大，这种密封形式比较简单，配合零件之间有间隙，所以摩擦力比较小，发热小，寿命长。不过也有缺点，就是不能达到完全无泄漏，不能用于严禁外泄的地方。磁流体密封咱们不常用，咱们知道有这种密封形式就行了。接触式密封 分为填料密封、机械密封、跟油封密封。填料密封是在轴与壳体之间用弹塑性材料或具有弹性结构的元件堵塞流体泄漏通道的轴封装置以棉、麻等纤维填塞在泄漏通道内阻止液体（或气体泄漏），u 填料密封按其结构特点可分为：软填料密封、硬填料密封、毛毡密封、成型填料密封软填料密封在轴和壳体之间填充软填料，然后用压盖和螺钉压紧，以达到密封的目的。用于液体和气体介质往复运动和旋转运动的密封。硬填料密封是靠填料的弹性结构和流体压力作用，使密封环与轴紧密贴合以达到节流阻漏的目的。硬填料密封属于圆柱面接触型的密封，也可叫圆周密封，广泛用于内燃机、蒸汽机、活塞式压缩机等机器上。毛毡密封 在壳体槽内填以毛毡圈，以堵塞泄漏间隙，达到密封的目的。 毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可存储润滑油和防尘。轴旋转时，毛毡又将润滑油从轴上刮下反复自行润滑。一般用于低速、常温、常压的电机、齿轮箱等机械中，用以密封润滑脂、油、粘度大的液体及防尘，但不宜用于气体密封。成型填料密封：指用橡胶、塑料、皮革及金属材料经模压或车削加工形成的环状密封圈。与软填料密封相比，它不需要填料箱，密封性能更佳特点：成型填料是靠填料本身在压紧力作用下产生弹塑性变形而堵塞流体泄漏通道的。结构简单紧凑，密封性能良好，品种规格多，工作参数范围广，是往复动密封及静密封的主要结构形式之一。 唇型V、U、L、J、Y 成型填料挤压型O、D、T、X、方形、多边形挤压型：是指密封元件在介质压力作用下产生挤压变形来实现密封的。唇型：受压面一般为唇口，利用唇口的自紧作用和流体压力的作用共同达到密封的。 故要求唇口要对着高压腔。机械密封机械密封主要是将较易泄漏的轴向密封改为不易泄漏的端面密封。优点 密封可靠，在一个较长的使用期中，不会泄漏或很少泄漏； 使用寿命长，正确选择摩擦副材料和比压的机械密封可用25年，最长的达9年； 维修周期长，在正常工作的情况下，不需要维修； 摩擦功率消耗少； 轴或轴套不受磨损； 对旋转轴的振摆和轴对壳体孔的偏斜不敏感； 适用范围广，能用于低温、高温、高真空、高压、各种转速以及各种腐蚀、易燃、易爆、有毒介质的密封。缺点 结构较复杂，对制造加工要求高； 安装与更换比较麻烦，要求工人有一定的安装技术水平； 发生偶然事故时，处理比较困难； 一次性投资高。油封的结构、特点及类型1-唇口；2-冠部； 3-弹簧； 4-骨架；5-底部；6-腰部；7-付唇唇口(1)起密封作用；腰部(6)维持必要的弹性，以保证适应轴在运转中可能产生的偏心与浮动；金属骨架(4)的作用在于增大油封的刚度，防止橡胶塑性变形，并可使之便于装配；压紧弹簧(3)的作用在于箍紧唇部，使唇对轴具有适当的压力，以保证良好的密封性能，并可在唇口遭到磨损时能自动补偿。2、油封的特点 （1） 结构简单，容易制造，（2）重量轻，耗材少（3）油封的安装位置小，轴向尺寸小，容易加工，结构紧凑（4）密封性能好，使用寿命较长，对机器的振动和主轴的偏心都有一定的适应性 （5）拆卸容易，检修方便 （6）价格便宜 缺点：不能承受高压，只能作轴承润滑油的密封。三、密封面的的摩擦与磨损1、摩擦形式1）干摩擦两固体表面直接接触，摩擦系数很大。接触面上产生塑性变形，稍远一点处产生弹性变形，干摩擦时，磨损最严重，应力求避免。2）流体摩擦摩擦状况较理想，摩擦系数最小（f0.01）,两接触表面完全被一层流体膜隔开，但泄漏量大，此时，泄漏量=润滑量。如图为流体摩擦，其性质取决于粘性流体的内摩擦力，而内摩擦力主要取决于流体的粘度。3）边界摩擦在液体摩擦被破坏后，在接触面上仍然保持一层较薄的膜（小于0.01m），因此边界润滑是指摩擦副端面被一种具有分层结构和润滑性能的边界膜分开时的摩擦。是我们密封力图获得的工况，原因：避免了干摩擦的剧烈磨损；同时又避免了流体摩擦时过多的泄漏量。4）混合摩擦在实际使用中，有较多的摩擦副处于干摩擦、边界摩擦、液体摩擦的混合状态，称为混合摩擦。*半干摩擦=干摩擦+边界摩擦半流体摩擦=液体摩擦+边界摩擦2、磨损1）定义：使摩擦表面的物质不断损失的现象称为磨损。（除非采取特殊措施（如电、磁悬浮等），否则磨损很难避免。但在规定年限内，只要磨损量不超过允许值，就认为是正常磨损。磨损并非都有害，跑合，研磨都是有益的磨损）跑合磨损阶段：跑合后尖峰高度降低，峰顶半径增大，有利于增大接触面积，降低磨损速度，应注意的是跑合结束后，润滑油应过滤后再使用。稳定磨损阶段：磨损率越小，零件使用寿命越长。剧烈磨损阶段：零件经若干时间使用后精度下降，间隙增大，润滑状况恶化，从而产生振动、冲击和噪声，磨损加剧，温度升高，使零件迅速报废。正常情况下，零件经短期跑合即进入稳定磨损阶段，但若压强过大、速度过高、润滑不良时，则跑合期很短，并立即转入剧烈磨损阶段，使零件很快报废。3）磨损分类正常磨损（连续磨损）:在设计规定的许用极限内的磨损称为正常磨损。在初始阶段也可称为跑合阶段。粘着磨损:在真实接触点上，由于固相焊合，接触表面的材料从一个表面转移到另一个表面的现象，叫着粘着磨损。一般互溶性大的材料组成的摩擦副（相同金属或晶格类型、晶格常数、电子密度、电化学性能相近的金属），粘着倾向大。一般如果选材恰当，摩擦副发生的磨