ch2 填料密封改

1、1第二章第二章 填料密封填料密封教學重點：教學重點： 1）軟填料密封的結構、密封原理、特點；）軟填料密封的結構、密封原理、特點； 2）成型填料密封（）成型填料密封（O型圈與型圈與V型圈）的結構、型圈）的結構、 密封原理、特點；密封原理、特點； 3）油封的結構、密封原理、特點。）油封的結構、密封原理、特點。教學難點：教學難點： 各種密封的密封原理。各種密封的密封原理。 2u是在軸與殼體之間用彈塑性材料或具有彈是在軸與殼體之間用彈塑性材料或具有彈性結構的元件堵塞流體泄漏通道的軸封裝置。性結構的元件堵塞流體泄漏通道的軸封裝置。它是一種最古老的密封形式，在我國已有上千年的歷史。它最早是以棉、麻等纖維填

2、塞在泄漏通道內阻止液體（或氣體泄漏），主要用于提水機械的軸封。國外遲至1787年才使用填料密封。由于填料材料來源廣泛，加工容易，價格便宜，操作簡單，密封較可靠，所以沿用至今。u填料密封按其結構特點可分為：軟填料密填料密封按其結構特點可分為：軟填料密封、成型填料密封、硬填料密封和油封。封、成型填料密封、硬填料密封和油封。填料密封填料密封3一、結構和密封原理一、結構和密封原理1.結構結構123456bac1-底 襯 套 2-填 料 箱 體 3-封 液 環(huán)4-填 料 5-壓 蓋 6-壓 蓋 螺 栓4123456bac1-底 襯 套 2-填 料 箱 體 3-封 液 環(huán)4-填 料 5-壓 蓋 6-壓 蓋

3、 螺 栓123 456bac1-底襯套 2-填料箱體 3-封液環(huán)4-填料 5-壓蓋 6-壓蓋螺栓5123456bac1-底 襯 套 2-填 料 箱 體 3-封 液 環(huán)4-填 料 5-壓 蓋 6-壓 蓋 螺 栓123456bac1-底 襯 套 2-填 料 箱 體 3-封 液 環(huán)4-填 料 5-壓 蓋 6-壓 蓋 螺 栓6123456bac1-底 襯 套 2-填 料 箱 體 3-封 液 環(huán)4-填 料 5-壓 蓋 6-壓 蓋 螺 栓123456bac1-底 襯 套 2-填 料 箱 體 3-封 液 環(huán)4-填 料 5-壓 蓋 6-壓 蓋 螺 栓72.密封原理密封原理bac8123456bac1-底 襯

4、套 2-填 料 箱 體 3-封 液 環(huán)4-填 料 5-壓 蓋 6-壓 蓋 螺 栓123456bac1-底 襯 套 2-填 料 箱 體 3-封 液 環(huán)4-填 料 5-壓 蓋 6-壓 蓋 螺 栓9123456bac1-底 襯 套 2-填 料 箱 體 3-封 液 環(huán)4-填 料 5-壓 蓋 6-壓 蓋 螺 栓123456bac1-底 襯 套 2-填 料 箱 體 3-封 液 環(huán)4-填 料 5-壓 蓋 6-壓 蓋 螺 栓101. 填料箱主要尺寸填料箱主要尺寸二、軟填料密封的設計計算二、軟填料密封的設計計算11軸徑軸徑d200填料截面邊長填料截面邊長b5610131619222512軸桿運動方式軸桿運動方式

5、旋轉旋轉往復往復介質壓力介質壓力p(MPa)0.10.5110填料環(huán)數填料環(huán)數Z4557783445566778或更多或更多13Zbl bZl)2(14bdT75. 0bd152.壓緊載荷與壓蓋螺栓壓緊載荷與壓蓋螺栓123456bac1-底 襯 套 2-填 料 箱 體 3-封 液 環(huán)4-填 料 5-壓 蓋 6-壓 蓋 螺 栓YdDF)(422 162.壓緊載荷與壓蓋螺栓壓緊載荷與壓蓋螺栓123456bac1-底 襯 套 2-填 料 箱 體 3-封 液 環(huán)4-填 料 5-壓 蓋 6-壓 蓋 螺 栓pdDF)(4322 ,maxFFF 4 nFdb 173.摩擦功率摩擦功率)(422dDFYb b

6、YfdlKYFbt 填料與軸的摩擦功率損耗填料與軸的摩擦功率損耗VFNt 184.泄漏量泄漏量pldcQr 123)/(3hmrcp sPa 19三、密封填料的選擇三、密封填料的選擇20三、軟填料密封的特點及改進三、軟填料密封的特點及改進1、受力狀態(tài)、受力狀態(tài)21222、自動補償、自動補償233、散熱、散熱244、振動或擺動的影響、振動或擺動的影響2526一、一、 O形密封圈形密封圈27一、一、 O形密封圈形密封圈1特點特點圖圖2-7 O形橡膠密封圈形橡膠密封圈工作參數范圍：工作參數范圍：靜密封：靜密封：100MPa動密封：動密封：35MPa溫度：溫度：-60200軸徑：軸徑：3m密封線速度：

7、密封線速度：3m/s28292密封原理密封原理303132333435363、O形圈的設計要點形圈的設計要點37383940ddWdWda 041)21 (00dWdDK424344二二V形密封圈形密封圈45二二V形密封圈形密封圈46二二V形密封圈形密封圈1特點：特點：47482、密封機理、密封機理4950513、V形圈的設計要點形圈的設計要點5253一、油封的結構、特點及類型一、油封的結構、特點及類型第三節(jié)第三節(jié) 油封油封圖圖2-15油封結構及唇口接觸應力示意圖油封結構及唇口接觸應力示意圖1-唇口；唇口；2-冠部；冠部； 3-彈簧；彈簧； 4-骨架；骨架；5-底部；底部；6-腰部；腰部；7-

8、付唇付唇54一、油封的結構、特點及類型一、油封的結構、特點及類型1、結構、結構 如圖，如圖，唇口唇口(1)起密封作用；起密封作用；腰腰部部(6)維持必要的彈性，以保證維持必要的彈性，以保證適應軸在運轉中可能產生的偏適應軸在運轉中可能產生的偏心與浮動；金屬心與浮動；金屬骨架骨架(4)的作用的作用在于增大油封的剛度，防止橡在于增大油封的剛度，防止橡膠塑性變形，并可使之便于裝膠塑性變形，并可使之便于裝配；壓緊配；壓緊彈簧彈簧(3)的作用在于箍的作用在于箍緊唇部，使唇對軸具有適當的緊唇部，使唇對軸具有適當的壓力，以保證良好的密封性能，壓力，以保證良好的密封性能，并可在唇口遭到磨損時能自動并可在唇口遭到

9、磨損時能自動補償。補償。第三節(jié)第三節(jié) 油封油封圖圖2-15油封結構及唇口接觸應力示意圖油封結構及唇口接觸應力示意圖1-唇口；唇口；2-冠部；冠部； 3-彈簧；彈簧； 4-骨架；骨架；5-底部；底部；6-腰部；腰部；7-付唇付唇552、油封的特點、油封的特點 （1 1） 結構簡單，容易制造結構簡單，容易制造（2 2）重量輕，耗材少重量輕，耗材少（4 4）密封性能好密封性能好（3 3）油封的）油封的安裝位置小安裝位置小簡單油封一次便可模壓成型，即使最復雜的油封，制造工簡單油封一次便可模壓成型，即使最復雜的油封，制造工藝也并不復雜，金屬骨架油封也只需經過沖壓、膠接、鑲藝也并不復雜，金屬骨架油封也只需

10、經過沖壓、膠接、鑲嵌、模壓等工序，即可將金屬與橡膠組成所要求的油封嵌、模壓等工序，即可將金屬與橡膠組成所要求的油封 。每種油封都是薄壁的金屬件與橡膠件的組合，其材料耗費每種油封都是薄壁的金屬件與橡膠件的組合，其材料耗費極少，因而每個油封的重量很輕。極少，因而每個油封的重量很輕。562.油封的特點油封的特點 （5 5）拆卸容易，）拆卸容易，檢修方便檢修方便 （6 6）價格便宜價格便宜 缺點：不能承受高壓，只能作軸承潤滑油的缺點：不能承受高壓，只能作軸承潤滑油的密封。密封。使用范圍：使用范圍： 工作壓力：工作壓力：0.3MPa密封線速度：低速型：密封線速度：低速型：4m/s 高速型：高速型：415

11、m/s工作溫度：工作溫度：60+150（與橡膠種類有關）（與橡膠種類有關）適用介質：油、水及弱腐蝕性液體適用介質：油、水及弱腐蝕性液體壽命：壽命：5002000小時小時573、油封的類型、油封的類型 58二、油封的密封原理二、油封的密封原理普遍認為是由唇口形成了油膜而達到密封效果。普遍認為是由唇口形成了油膜而達到密封效果。干摩擦干摩擦流體摩擦流體摩擦邊界摩擦邊界摩擦摩擦系數大，唇口發(fā)熱摩擦系數大，唇口發(fā)熱高，磨損嚴重高，磨損嚴重油封唇口與軸表面之油封唇口與軸表面之間形成一層穩(wěn)定的油間形成一層穩(wěn)定的油膜，它有極大的抗壓膜，它有極大的抗壓性，可以防止?jié)櫥托?，可以防止?jié)櫥拖蛲饬鲃印Ｏ蛲饬鲃?。油?/p>

12、超過某一厚度油膜超過某一厚度時，油就會泄漏時，油就會泄漏唇口與軸之間可出現三種潤滑狀態(tài)唇口與軸之間可出現三種潤滑狀態(tài)59三、影響油封性能的因素三、影響油封性能的因素1、唇口的徑向力、唇口的徑向力Pr 唇口的徑向力由三個部分組成：唇口的徑向力由三個部分組成：1）唇口對軸的過盈量產生的徑向力）唇口對軸的過盈量產生的徑向力Pr12）油封腰部彈變產生的徑向力）油封腰部彈變產生的徑向力Pr23）油封彈簧產生的徑向力）油封彈簧產生的徑向力Pr3Pr=Pr1+Pr2+Pr3602、摩擦特性、摩擦特性rfPRM22 由轉矩轉速測量儀測出摩擦扭矩，再由轉矩轉速測量儀測出摩擦扭矩，再計算摩擦系數計算摩擦系數f,f

13、=0.20.5比較合適。比較合適。3、唇口溫升、唇口溫升 唇口與軸摩擦發(fā)熱造成唇口溫升，唇口與軸摩擦發(fā)熱造成唇口溫升，降低油封壽命，可改選另一種結構形式降低油封壽命，可改選另一種結構形式或改動膠料配方?；蚋膭幽z料配方。614、油封的材質、油封的材質 丁腈橡膠丁腈橡膠耐油耐油氟橡膠氟橡膠耐腐耐腐硅橡膠硅橡膠耐熱，且低溫下又有良好的抗磨性耐熱，且低溫下又有良好的抗磨性丙烯酸酯橡膠丙烯酸酯橡膠適用用含有硫、磷、氯離子等的特殊介質中適用用含有硫、磷、氯離子等的特殊介質中5、軸對油封使用性能的影響、軸對油封使用性能的影響 軸的表面粗糙度和偏心度對油封性能影響很大。表軸的表面粗糙度和偏心度對油封性能影響很

14、大。表面粗糙度太高，容易刮傷油封唇口，摩擦力增加，唇面粗糙度太高，容易刮傷油封唇口，摩擦力增加，唇口很快磨損，造成泄漏。粗糙度太低，油容易從密封口很快磨損，造成泄漏。粗糙度太低，油容易從密封接觸面漏掉，使油膜變薄，導致唇部發(fā)熱甚至燒融。接觸面漏掉，使油膜變薄，導致唇部發(fā)熱甚至燒融。626、過盈量、過盈量 由于唇邊內徑比軸外徑小，產生過盈量。由于唇邊內徑比軸外徑小，產生過盈量。7、軸的圓周速度、軸的圓周速度 在一定的接觸壓力下，相對運動速度越高，摩在一定的接觸壓力下，相對運動速度越高，摩擦引起的溫升越大，越容易使橡膠老化和燒傷。擦引起的溫升越大，越容易使橡膠老化和燒傷。過盈量過大，使油油封在軸上

15、經受較大的拉伸，過盈量過大，使油油封在軸上經受較大的拉伸， 加速橡膠的老化和磨損，縮短使用壽命；加速橡膠的老化和磨損，縮短使用壽命；過盈量過小，則補償偏心的能力較差，容易產生泄漏。過盈量過小，則補償偏心的能力較差，容易產生泄漏。638、工作條件的影響、工作條件的影響 1）溫度）溫度 丁腈橡膠只能在油溫低于丁腈橡膠只能在油溫低于100下工作，否則要選下工作，否則要選擇耐熱較好的如硅橡膠等。因此在機械設計中應設擇耐熱較好的如硅橡膠等。因此在機械設計中應設法降低油溫。法降低油溫。2）壓力）壓力 油封對流體壓力影響極為敏感。一般通用型油封耐油封對流體壓力影響極為敏感。一般通用型油封耐壓能力不超過壓能力不超過0.5MPa。3）介質）介質 如丁腈橡膠在石油基液壓油中有良好的穩(wěn)定性，但如丁腈橡膠在石油基液壓油中有良好的穩(wěn)定性，但在含有極壓添加劑（如硫、磷、