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机械设计,第二十一章,密 封 装 置,第一节 概述 第二节 密封类型与选择 第三节 静密封 第四节 动密封 第五节 机械密封 第六节 其他密封,返回章目录,第一节 概述,密封的功能一是防止机器内部的液体或者气体从两零件的结合面间泄漏出去，二是防止外部的杂质、灰尘侵入，保持机械零件正常工作的必要环境。起密封作用的零、部件称为密封件或密封装置，简称密封。,密封的好坏，直接关系到一个机器的工作质量和使用寿命，切不可掉以轻心。有些场合，密封的可靠程度尤为重要，比如飞机和航天器上的密封，毒气、毒液储罐，易燃、易爆气体储罐等的密封。,多数密封件已标准化、系列化，根据工作条件和使用要求加以选用。,第二节 密封类型与选择,密封按被密封的两结合面之间是否有相对运动而分为静密封和动密封两大类。动密封又按密封件和被密封面间是否有间隙分为接触式动密封和非接触式动密封。,一、密封的类型,具体分类如下：,密封,动密封,静密封,垫片密封 研合面密封 O形圈密封 密封胶密封,非接触式密封,接触式动密封,间隙密封离心式密封迷宫式密封,毡圈密封O形圈密封唇形密封油封,密封圈密封软填料密封涨圈密封机械密封其他,密封的形式五花八门，多种多样，作用和原理各不相同，在实际使用过程中，要根据使用场合，工作条件合理地选择密封的形式。如非接触式动密封，可以用在转速比较高的场合，但密封的可靠程度有限，接触式动密封密封可靠，但由于有摩擦磨损的存在，不宜用在旋转速度较高的场合。对于有一定的压力和转速较高的轴的密封要选用机械密封等。,二、密封的选择,1、密封形式的选择,（1）液体材料 多为高分子材料，如液态密封胶、厌氧胶、热熔型胶等，它们在使用过程中通常会固化。主要用于静密封。,2、密封材料的选择,用于密封件的材料常有以下几种：,（2）纤维材料 植物纤维有棉、麻、纸、软木等；动物纤维有毛、毡、皮革等；矿物纤维有石棉等；人造纤维有玻璃纤维、碳纤维、有机合成纤维、陶瓷纤维等。主要用于垫片、软填料、油封、防尘密封件等。矿物纤维可以耐酸、耐碱、耐油，温度最大可耐到450。,（3）弹塑性体 橡胶和塑料。橡胶类有天然橡胶和合成橡胶之分。橡胶主要用于垫片、成型填料、软填料、油封、防尘密封件等。塑料有氟塑料、尼龙、酚醛塑料、聚乙烯、聚四氟乙烯等。主要用于垫片、成型填料、软填料、硬填料、防尘密封件、活塞环、机械密封等。可耐酸、耐碱、耐油等。聚四氟乙烯最高可耐温度300。,（4）无机材料 石墨和工程陶瓷，如氧化铝瓷、滑石瓷、金属陶瓷氧化硅等。主要用于垫片、软填料、硬填料、密封件、机械密封、间隙密封等。可耐酸、耐碱，最高可耐温度800。,（5）金属材料 黑色金属有碳钢、铸铁、不锈钢等，有色金属有铜、铝、锡、铅等，硬质合金有钨钴硬质合金、钨钴钛硬质合金等，贵重金属有金、银、铟、钽等。主要用于垫片、软填料、硬填料、成型填料、防尘密封件、机械密封、间隙密封等。可耐酸、耐碱，最高可耐温度450。贵重金属主要用于高真空、高压和低温等场合。,垫片密封是静密封中最常用的一种形式。在两连接件的密封面之间垫上不同材质的密封垫片，然后拧紧螺纹或螺栓，使垫片产生弹性和塑性变形，填塞密封面的不平处，达到密封的目的。,一、垫片密封,两密封面在工作时没有相对位移的密封为静密封。压力容器的封头和筒体的密封，减速器箱体和箱盖的密封，内燃机汽缸和汽缸盖的密封等都属于静密封。,第三节 静密封,法兰之间,法兰和法兰盖之间,轴承端盖和箱体之间,靠两密封面的精密研配来消除间隙，用外力压紧来保证密封。在实际使用中，密封面往往涂敷密封胶，以提高严密性。密封面的表面粗糙度Ra25mm，自由状态下，两密封面之间的间隙不大于0.05mm。多用于气轮机、燃气轮机等汽缸结合面的密封。,二、研合面密封,O形圈密封寿命长，结构紧凑，装拆方便，密封性能好，根据不同的材料，可在-100260 的温度范围和100MPa的压力下使用。,三、O形圈密封,如果在更高或更低的温度和压力条件下工作，可以采用金属空心O形环密封，它可以在280MPa压力下工作，温度范围为-250650。,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的凹凸不平处，形成一层薄膜，能有效起到密封作用。它密封牢固，方法简单，效果好，但耐温性差，通常用于150以下。,四、密封胶密封,第四节 动密封,两密封面在工作时有相对运动的密封为动密封。通常是一个静止，一个运动，既要保证密封可靠，又要防止相对运动元件间的摩擦、磨损，损坏密封件，保证密封件有一定的寿命。按照相对运动的类型不同分为移动式动密封和旋转式动密封。移动式动密封主要用在直线运动或往复运动的机械中，如液压千斤顶、液压升降台等液压机械和发动机的汽缸和活塞之间的密封等，本章主要讨论旋转式动密封。,一、非接触式动密封,1、间隙密封,间隙密封是靠相对运动件的配合面之间的微小间隙防止泄漏而实现的密封，它的工作原理是基于流体黏性摩擦理论，即当油液通过缝隙时存在一定的黏性阻力而起密封作用。,2、离心密封,离心密封主要是利用轴在旋转时产生的离心力，将泄漏出来的润滑油再甩回到油腔。也有在轴上直接开螺旋槽，在紧贴轴承处安装一甩油环，将油再甩回去，螺旋槽的旋转方向要保证轴在旋转时是使油甩到油腔里，而不是相反，这种密封通常只能在单向回转的轴上使用。,3、迷宫密封,