密封技术的认识，密封技术基础知识题库
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|密封技术基础知识1、密封技术1.1 泄漏泄漏是机械设备常见的故障之一。产生泄漏的原因主要有两个，一是由于机械加工的原因，机械产品表面出现各种形状、尺寸的缺陷和不规则，不可避免地在机械零件的连接处产生间隙。印章问题。如果两侧存在压力差，工作介质就会从间隙泄漏。减少或消除间隙是阻止泄漏的主要方法。密封件的作用是密封配合面之间的间隙，隔离或堵塞泄漏通道，增加泄漏通道的阻力，或在通道上增加一个小动力元件，对泄漏施加压力并部分抵消。这是要做的。导致泄漏的压差，或阻止泄漏的完美平衡。除了上述密封介质直接从密封面泄漏外，密封真空系统时还必须考虑两种形式的泄漏：泄漏：即压力差作用下的泄漏。泄漏是封闭介质在压力差的作用下，通过密封材料的毛细管而发生的泄漏。扩散：在浓度差的作用下，材料被密封物通过密封间隙或密封材料的毛细管，并将其扩散。 1.2 密封件的分类密封件可分为两类。一种是相对静止的配合表面之间的静态密封，另一种是相对移动的配合表面之间的动态密封。静密封主要分为三类：点密封、粘合密封和接触密封。根据工作压力，静密封可分为中低压静密封和高压静密封。中压和低压静密封通常使用较软的材料和宽垫片密封，而高压静密封则使用较硬的材料和接触宽度较窄的金属垫片。动态密封可分为两种基本类型：旋转密封和往复密封。密封件根据密封件是否与相对运动部件接触分为接触式密封件和非接触式密封件。一般来说，接触式密封具有良好的密封性能，但受摩擦和磨损的限制，适用于密封面线速度较低的场合。非接触式密封件的密封性能较差，适合高速应用。 1.3 密封件的选型对密封件的基本要求是密封性好、安全可靠、使用寿命长、结构紧凑、系统简单、制造和维修方便、成本低。由于大多数密封件属于磨损件，因此必须保证兼容性并实现标准化、系列化。 1.4 密封材料1.4.1 密封材料的种类和用途密封材料必须满足密封功能的要求。不同的密封介质和设备使用条件，对密封材料的适应性要求不同。一般来说，密封材料要求的条件是：1）高密度和耐介质泄漏，2）适当的机械强度和硬度，3）良好的压缩性和弹性，永久变形小，4）高耐久性。高温下不软化、不分解，低温下不硬化、不龟裂；5）耐腐蚀性优良，可在酸、碱、油等介质中长期使用，体积和硬度变化小。不粘附金属表面，6）摩擦系数低，耐磨性优异，7）与密封面结合灵活，8）耐老化性和耐久性优异，9）易于加工制造，且价格低廉，材料易得。橡胶是最常用的密封剂。除橡胶外，其他合适的密封材�**ㄊ⒕鬯姆蚁┖透髦置芊饧痢� 1.4.2通用型橡胶密封制品材料通用型橡胶密封制品日益广泛应用于国防、化工、煤炭、石油、冶金、交通、机械制造等行业，已成为橡胶密封件的基础件和密封件。各行业零部件。马苏。配件。橡胶密封制品常用材料如下。 1.4.2.1丁腈橡胶丁腈橡胶对燃料油和芳香族溶剂具有优良的耐腐蚀性，但对酮、酯、氯化氢等介质的耐腐蚀性较弱，因此主要用于耐油密封制品，丁腈橡胶被采用。
1.4.2.2 氯丁橡胶氯丁橡胶具有优良的耐油性和耐溶剂性。对齿轮油、变压器油有良好的耐腐蚀性，但对芳香油的耐腐蚀性较差。氯丁橡胶还具有优异的耐候性和耐臭氧劣化性。氯丁橡胶的交联失效温度在200以上，氯丁橡胶通常用于制造门窗密封条。氯丁橡胶还对无机酸具有优异的耐腐蚀性。氯丁橡胶还具有优良的柔韧性和透气性，因此可用于隔膜和真空密封制品。 1.4.2.3 天然橡胶与大多数合成橡胶相比，天然橡胶具有优越的综合力学性能、耐寒性、高弹性和耐磨性。天然橡胶不耐矿物油，但对植物油和醇稳定。在使用由正丁醇和精制蓖麻油混合而成的制动液的液压制动系统中，用作密封件的橡胶碗和橡胶圈均使用天然橡胶，一般密封材料也使用天然橡胶。 1.4.2.4 氟橡胶氟橡胶具有优良的耐热性（200-250）和耐油性，用于气缸套密封件、胶碗、旋转唇形密封件等，可显着延长使用寿命。 1.4.2.5 硅橡胶硅橡胶具有优异的耐高温、耐低温、耐臭氧、耐天候老化性能，即使在-70260的使用温度范围内也具有独特的使用灵活性、耐臭氧、耐天候性能。 C. 您可以维持性等福利。适用于制造热机构所需的密封垫片，如强光源灯罩的密封垫片、阀门垫片。硅橡胶的耐油性低，机械强度低，且价格昂贵，因此不适合用于耐油密封制品。 1.4.2.6 三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶的主链是完全饱和的线性结构，无双键，侧链上有二烯，因此可用硫磺硫化。三元乙丙橡胶具有优良的耐老化性、耐臭氧性、耐候性、耐热性（可在120环境下长期使用）、耐化学药品性（醇、酸、强碱、氧化剂等）。抵抗的。脂肪族和芳香族溶剂。三元乙丙橡胶在所有橡胶中密度最低，填充性高，但不具有自粘性或互粘性。三元乙丙橡胶还具有优异的耐蒸汽性，可用于耐蒸汽隔膜等密封制品。三元乙丙橡胶广泛用于制造洗衣机、电视配件、门窗密封制品或各种复合型材的橡胶条。 1.4.2.7 聚氨酯橡胶聚氨酯橡胶具有优良的耐磨性、良好的透气性，使用温度范围一般为-2080。此外，它还具有一定的耐油、氧和臭氧老化能力，但不耐酸、碱、水、蒸汽和酮。适用于制造油封、O型圈、隔膜等各种橡胶密封制品。 1.4.2.8氯醚橡胶氯醚橡胶综合了丁腈橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸酯橡胶的优点，具有优良的耐油、耐热、耐臭氧、阻燃、耐碱、耐水、耐有机溶剂等性能。工艺性能良好，但耐寒性较差。当工作温度不太低时，氯醚橡胶仍然是制造油封、各种密封圈、垫片、膜片、防尘罩等密封制品的合适材料。 1.4.2.9 丙烯酸酯橡胶丙烯酸酯橡胶具有耐热油（矿物油、润滑油、燃料油）的性能，尤其是在高温（一般可达175）下的耐油性和稳定性，使用温度可达200。可忍受的。间歇性或短期性。缺点是耐寒性较低。因此，适用于非寒冷地区耐高温油的油封，但不适用于高温下承受拉、压应力的密封产品。
粘合剂类型
主要特点
工作温度
主要意图
丁腈橡胶
优良的耐油性、耐热性、耐磨性。虽然广泛用于密封产品的生产，但不适用于磷酸酯液压油或含有极性添加剂的齿轮油。
-40120
用于制造适用于一般液压和气动系统的O型圈和油封。
氢化丁腈橡胶
具有优良的强度、耐油性、耐磨性、耐热性、耐老化性。
-40150
用于高温、高速往复密封和旋转密封。
橡胶和塑料
它具有弹性模量大、强度高以及与上述类似的其他性能。
-3080
用于工程机械、高压液压系统密封用的O型圈、Y型圈、防尘圈等。
氟橡胶
耐热、耐酸碱等化学品、耐油（包括磷酸酯液压油），适用于汽油、液压油、合成油等所有润滑油。
-20200
适用于密封高温、耐化学、耐火的液压流体，广泛应用于冶金、电力等行业。
聚氨酯
具有耐磨性好、强度高、耐老化性能好等特点。
-2080
适用于工程机械、冶金设备的高压、高速系统的密封。
硅橡胶
优异的耐热性和耐寒性。压缩永久变形小，但机械强度低
-60230
非常适合高速旋转密封以及食品机械中高温和低温下的密封。
聚丙烯酸酯
其耐热性比NBR好，可与各种润滑油、液压油和含有极性添加剂的石油基液压油一起使用，但耐水性较差。
-20150
可用于各种汽车油封、各种齿轮箱、变速器等，可耐中至高温。
乙丙橡胶
具有优异的耐候性、耐空气老化性和一般的耐油性，还耐氟碳化合物和各种制冷剂。
-50150
用于密封冰箱和冷冻机。
聚四氟乙烯
化学稳定性好，耐热、耐寒性能优异，能耐油、水、蒸汽、化学品等多种介质。具有机械强度高、耐高温、耐磨、极低的摩擦系数和良好的自润滑性能。
-55260
耐磨环、导向环和挡圈是常用的机械密封材料，广泛应用于冶金、石化、工程机械和轻工机械中。
尼龙
具有优良的耐油性、耐热性、耐磨性、较高的压缩强度、耐冲击性，但尺寸稳定性差。
-40120
用于制造导向环、支撑环、压环、挡圈。
聚缩醛
具有优良的耐油、耐热、耐磨、抗压强度高、耐冲击、自润滑、尺寸稳定性好，但柔韧性较差。
-40140
用于制作导向环和挡圈。
2 垫片密封2.1 概述垫片密封广泛用于管道、压力容器及各种壳体结合面的静密封。垫片密封包括非金属垫片、非金属与金属组合垫片、金属垫片。常用材料有橡胶、皮革、石棉、软木、聚四氟乙烯、钢、铁、铜、不锈钢等。垫片密封泄漏有界面泄漏、通孔泄漏和破坏性泄漏三种形式。其中，前两种是主要格式。 2.2 垫片的选择垫片的选择原则是，要求低的可以凭经验选择，不合适的则更换。但如果有爆炸性、剧毒、可燃气体或强腐蚀性液体设备、反应罐、输送管道系统等严格要求，则对密封介质的工作压力、工作温度、腐蚀性以及组合密封面等有严格要求。必须确定。表格选择。一般常温低压时采用非金属软蜜垫片，中高压时采用金属与非金属组合垫片或金属垫片，当温度、压力波动较大时，弹性好。或采用自紧式垫片时，在低温、腐蚀性介质或真空条件下应考虑使用具有特殊性能的垫片。这里需要讨论的是法兰状况如何影响垫片的选择。法兰形状的影响。不同的法兰形状需要不同的垫片。光滑面法兰通常仅在低压下使用并配有软薄垫片。在高压下，如果法兰足够坚固，也可以使用光面法兰，但必须使用厚软垫片或必须使用带式加强件。使用环或强化环绕垫圈。在这种情况下，金属垫片不适合，因为压紧力太大，导致螺栓变形较大，难以密封法兰。使用金属垫片时，通过减少光滑表面来减少与垫片的接触面积。这样，在相同的螺栓拉力下，减小的狭窄光滑表面的压应力增大。法兰表面粗糙度的影响。法兰的表面粗糙度极大地影响密封效果，特别是使用非软垫片时，较大的密封面粗糙度是造成泄漏的主要原因之一。例如，车削法兰表面的刀纹是螺旋状的，但使用金属垫片时，如果粗糙度值较大，则垫片将无法封闭刀纹形成的螺旋槽，如果施加压力，介质会变形。水沿着这个凹槽漏出来。软密封垫片对法兰表面光滑度的要求要低得多，因为它容易变形，堵塞加工刀线，防止泄漏。在软垫片的情况下，如果法兰表面过于光滑，则会降低抵抗界面泄漏的能力，这是一个缺点。因此，不同的垫片需要不同的法兰表面粗糙度。 3. 粘合密封3.1 概述密封胶的作用是通过填充形状复杂或难以安装的间隙来提供密封效果。密封材料主要有三种类型：1）硫化橡胶垫圈和密封圈，2）未硫化密封带，3）不具有固定形状的膏体或腻子形式的液体密封材料。 3.2密封胶的分类密封胶的种类和类型很多。可以使用多种不同基材的密封胶来满足相同的应用要求，并且可以用相同的基材制造出不同性能和用途的密封胶。从密封胶制造商和用户的角度来看，密封胶的分类方法有很多种。一般来说，可分为以下四种方式。 3.2.1 按密封胶基材分类3.2.1.1 橡胶类橡胶类密封胶。常用的橡胶有聚硫橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶等。 3.2.1.2 树脂型这是树脂基密封剂。
常用的树脂有环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、聚丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂等。 3.2.1.3 油基密封剂这种类型的密封剂是油基的。常用的油包括各种植物油，如亚麻籽油、蓖麻油、桐油，以及动物油（如鱼油）。 3.2.2 密封胶按硫化方法分类这是利用空气中的水分进行硫化的一系列密封胶。主要类型有单组份聚氨酯、硅橡胶、聚硫橡胶等。聚合物基质含有活性基因，可与空气中的水反应形成交联，并使密封剂硫化形成网络。大气中的水分充当硫化反应的催化剂。 3.2.2.2 化学硫化密封胶双组分聚氨酯、硅橡胶、聚硫橡胶、氯丁橡胶和环氧树脂密封胶均属于此类，通常在室温下硫化。一些单组分氯磺化聚乙烯和氯丁橡胶密封剂和聚氯乙烯溶胶糊状密封剂（如汽车点焊粘合剂）必须在附加条件下通过化学反应进行硫化。 3.2.2.3 传热密封剂与增塑剂分散聚氯乙烯树脂和含沥青橡胶结合使用的密封剂是两种不同类型的传热系统。乙烯基树脂增塑剂在室温下为液体悬浮液，加热时变成固体并硬化，而橡胶—— 沥青密封剂为热熔体。 3.2.2.4 氧化固化型密封胶本类包括用于玻璃嵌缝、粘贴等表面干燥的密封胶，主要成分为干性或半干性植物油。中质油可以经过纯化、聚合、发泡或化学改性。环烷酸钴可用作干燥剂，以加速表面干燥而不使内部硬化。环烷酸铅可以使表面和内部硬化，环烷酸锰可以使内部硬化更加有效。 3.2.2.5 溶剂蒸发凝固密封胶这是一种溶剂蒸发后不粘的聚合物基密封胶。这类密封胶主要有丁基交联、高分子量聚异丁烯、一定聚合度的丙烯酸酯、氯磺化聚乙烯、氯丁橡胶等密封胶。 3.2.2.6 非干性和永久性塑料密封剂这些类型的密封剂通常包括聚丁烯、中等分子量聚异丁烯、高粘度非氧化粘合剂（例如苯乙烯基油）、非干性植物油、发泡半干性油或丁基橡胶。橡胶密封剂。 3.2.3 密封胶按形式分类3.2.3.1 膏状密封胶该类密封胶属于低级密封胶，通常使用三种主要材料：油和树脂、聚丁烯和沥青。它是一种常用于遮盖小窗户的固定玻璃，其关节运动变形量为+5%或-5%，保质期通常为2年。 3.2.3.2 液体弹性密封剂此类密封剂由硫化形成弹性状态的液体聚合物组成。它具有承受反复接头变形的能力。液体弹性密封剂的使用寿命通常为15 至20 年。此类密封胶具有较高的附着力和剪切强度，并且在室温下具有良好的柔韧性。缺点是价格较高，通常需要底漆，现场混合双组份密封胶不方便，硫化时对温度和湿度敏感。 3.2.3.3 热熔密封胶热熔密封胶又称热施工密封胶，是指以弹性体和热塑性塑料共混物为基础的密封胶。热熔密封剂可配制为具有与液体弹性体密封剂相似的性能，但与液体弹性体密封剂相比，它们的优点是不需要添加硫化剂。 3.2.3.4 液体密封剂该类密封剂主要代替固体密封材料（纸、石棉、软木、硫化橡胶）密封机器的接合面，以防止机器内部的流体从接合面泄漏。也称为液体垫片。
3.2.4 密封胶按施工后性能分类3.2.4.1 固化密封胶此类密封胶可分为刚性密封胶和柔性密封胶两类。硬密封胶是硫化或凝固后形成的固体，弹性较小，而软密封胶硫化后有弹性，柔软。刚性密封剂的特点是不弯曲，接缝通常无法去除。柔性密封剂固化后仍保持柔软。 3.2.4.2 非硬化密封剂此类密封剂是一种软凝固密封剂，施工后不会干燥（增粘剂继续迁移到表面）。这种粘合剂通常是一种糊剂，可以用刮刀或刷子涂在接缝上，并且可以与各种粘度和特性的密封剂一起使用。 3.3 常用密封胶的类型密封胶的分类方法有很多种，但应用最广泛的两种是硫化型和非硫化型。硫化密封胶应用最广泛的类型是室温硫化型，而热硫化型则不太常用。非硫化密封胶包括液体密封胶和腻子。此外，还添加了常用的厌氧粘合剂。 3.4 液体密封剂的选择和应用技术选择密封剂时，应综合考虑使用条件、密封材料和密封表面状况、密封剂的类型和特性、使用方法等。一般情况下，如果受力较大，施加冲击力或交变力，应选用强度较高的密封胶，如果温差较大，则应选用韧性好的密封胶。 3.4.1 液体密封剂的涂敷方法液体密封剂的涂敷方法可根据粘接剂的状况来选择。膏状密封胶可采用刮刀或注射枪注入，液体密封胶可采用刷涂或喷涂，薄膜密封胶可采用摊铺施工。 3.5 家用密封胶3.5.1 室温硫化聚硫化橡胶密封胶是在室温下硫化形成弹性体的多组分材料，属于干粘型密封胶，其中常用的是XM 系列密封胶。 3.5.2 室温硫化硅橡胶密封胶硅橡胶密封胶具有耐高温、耐低温、电绝缘性好等多种性能。 3.5.3 厌氧胶粘剂3.5.4 其他硫化密封胶3.5.5 未固化密封胶大多数未固化密封胶是不干性或半干性的，类似腻子的也称为未固化腻子。该类胶粘剂温度敏感性低，在使用温度范围内，密封胶不变形、不开裂、不剥离，长期储存性能良好，但机械性能较差，适用于固定件的密封、沟槽密封和填充较大的结构间隙在液体垫片中发挥着重要作用，广泛用于密封可拆卸部件。 4、包装密封：包装蜂蜜密封是最古老的密封方法，在我国已有数千年的历史。它首先用于用棉或亚麻纤维填充泄漏路径以防止液体泄漏，并且主要用作抽水机械中的密封件。填料密封主要用作动态密封。广泛用作离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机、船舶螺旋桨等的旋转轴密封，往复式压缩机，冰箱用往复轴密封，以及各种阀杆的旋转密封。为了符合上述设备使用条件，填料密封必须满足以下条件： 1）必须具有一定的塑性，在压紧力的作用下能产生一定的径向力，并紧密接触。与轴一起。 2）具有足够的化学稳定性，不污染介质，填料不被介质溶胀，填料中的浸渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面。 3）优良的自润滑性能、耐磨性、摩擦系数低。 4）如果轴的偏心较小，填料应有足够的浮动弹性。 5）制造容易，填充方便。
填料的种类很多，可根据其功能、结构、材料等进行分类，但最常用的四种是绞线填料、编织填料、塑料填料和金属填料。 4.1 扭绞盘根扭绞盘根是指将多股石棉纱扭绞在一起，填入盘根腔内起密封作用。编织填料是将棉、麻、石棉等纤维纺丝、编织，并浸渍润滑剂和聚四氟乙烯而制成。 4.2 塑料填料塑料填料是采用多种膜工具压制成型的填料。 4.3 金属填料金属填�**ò虢鹗籼盍虾腿鹗籼盍稀Ｋ桨虢鹗籼盍鲜墙鹗艉头墙鹗舻淖楹希鹗籼盍显虿缓墙鹗簟� 4.4 碳纤维填料碳纤维填料是一种新型填料。它以其优异的自润滑性能、耐高低温性和耐化学性而受到关注，而且作为压缩填料还具有优异的弹性和柔软性。虽然唯一的缺点是渗漏，但它适用于聚乙烯等粘合剂和聚四氟乙烯，没有侵入。您可以稍后使用它来防止它。目前其成本较高，但随着碳纤维的发展，其成本肯定会下降，因此碳纤维填料是最理想、最有前途的填料。 `4.5 填料的选择选择填料时，应考虑机器的类型、介质的物理化学性质、工作温度和压力、运动速度等，特别是介质的腐蚀性（用pH值表示）值）应该被考虑。需要被考虑。 ）、pH值和操作温度是最重要的。 4.6 正确填充填�**凑找韵虏街枵诽畛涮盍希� 1) 清理填料腔，检查轴表面无划痕、毛刺等。 2）用百分表检查密封轴的径向跳动，确认其公差在允许范围内。 3）在填料腔内和轴表面涂抹密封剂或适合介质的密封剂。 4）使用成卷包装时，准备一根与轴径相同大小的木棒，将包装包裹在木棒上，然后用刀以450度切割。请勿松开或拉直包装，而应使用与包装相同宽度的纸带将包装的各部分围成一圈。在一个美丽的地方。 5）加载时需要一圈一圈地填充，不能同时加载多个圈。 6）取两根与填充物尺寸相同的木半套，套在轴上，将填充物推入型腔深处，用压盖对木套施加恒定压力，进行预压紧。填料。 7）以同样的方式填写第二个和第三个环。 8）最后一圈填料填满后，应将压盖压紧，但注意不要压得太用力。 5、模压填料密封模压填料密封一般是指用橡胶、塑料、皮革或金属材料模压或车削而成的环形密封圈。成型用填充材�**雌涫褂锰匦苑治费姑芊饧痛叫蚊芊饧床闹史治鸾骸⑺芰稀⑵じ铩⒔鹗舻取Ｔ诟髦植闹实募费姑芊馊χ校约费瓜鸾好芊馊ττ米钗惴海渲杏忠設型圈最古老、最具代表性。唇形密封件的型式很多，有V型、U型、L型、J型、Y型等。 5.1 O型密封圈O型密封圈又称O型圈，于19世纪中叶开始出现，用作蒸汽机气缸中的密封元件。 O型橡胶密封圈具有以下优点：1）密封部分结构简单，安装部分紧凑、重量轻；2）具有自密封作用，常可单独密封使用。 3）密封性能好，用作静密封时几乎无泄漏；4）运行时摩擦阻力极低，也能适应交变情况。 5）尺寸、沟槽标准化，成本低，易于使用和外包。
5.2 V型密封圈V型密封圈是一种唇形密封圈，是最早、最常用的模压填料之一。主要用于往复活塞和活塞杆以及密封件。很少用于旋转或静态密封。 V型密封圈1）具有良好的密封性能，2）能承受一定量的偏载和偏移，3）可多个环堆叠使用，通过调整压缩量可达到最大的密封效果具有可获取的特点。 4）耐冲击压力和振动压力5）如果填料没有从轴向方向受到载荷，可以采用带缺口的，但只要缺口安装偏移，就不会影响密封效果。缺点是它比其他成型填料具有更高的摩擦阻力。 5.3 Y型密封圈用于密封活塞的U型密封圈和Y型密封圈形状略有不同，U型圈的唇部较长，底部厚度相同或比嘴唇稍大。比你嘴唇的厚度还要多。 Y型圈较短，底部较厚，可以解决U型圈不能稳定放置的问题，同时增加唇缘强度，防止唇根扎根。免得被撕裂。 5.4 鼓形密封圈和人字形密封圈的结构5.4.1 鼓形密封圈的结构鼓形密封圈也称为活塞密封圈，设计用于活塞的单向和双向运动。密封环的横截面和衬套或支撑环的结构与活塞设计密切相关。滚筒密封圈的性能要求不同，因此结构不能一成不变。 5.5 J型、L型密封圈J型、L型密封圈用于工作压力1MPa以下的气动或液压机械的密封。 J型密封圈用于密封活塞杆。 6. 油封和防尘密封6.1 油封油封是润滑油封。广泛应用于各种机器的轴承，特别是滚动轴承。其作用是将油室与外界隔离，将油封在里面，将灰尘封在外面。油封与其他密封件相比具有以下优点： 1) 油封重量轻，消耗材料少。 2）油封安装位置小，轴向尺寸小，加工容易。 3）密封性能好，寿命长，能可靠地适应机器振动和主轴偏心。 4) 易于拆卸和维护。 5）价格便宜。 6.2 防尘密封防尘密封可采用油封。然而，在灰尘较多的情况下或为了保护其他密封件，通常会使用特殊的防尘密封件。作为防尘密封材料，液压机中常采用橡胶，气动机中常采用毛毡，飞机和寒冷地区使用的油缸中采用金属防止活塞杆外部冻结，化工中采用金属。工业上防止活塞杆冻结。金属用于防止粘附。活塞杆。防尘密封件对于保护关键液压设备极其重要。灰尘的进入不仅会导致密封件的磨损，还会导致导向套和活塞杆的严重磨损。此外，液压介质中的杂质会影响阀门和泵的运行，在最坏的情况下，可能会损坏这些设备。防尘圈虽然可以清除活塞杆表面的污垢和杂物，但会破坏活塞杆上的油膜，对密封件的润滑也有一定的影响。 7. 磁流体密封7.1 磁流体7.1.1 磁流体的成分磁流体是美国Papel 于1995 年发明的，是将磁铁矿等高磁性细粉（约100 ）与水混合而成的胶体。油。它是一种液体形式稳定分散于酯、醚等液体中。尽管这种液体在正常的离心力或磁场下不会沉降或凝结，但它也能承受磁性并可能被磁铁吸引。铁磁流体由三个主要成分组成：1）固体铁磁颗粒（Fe3O4），2）覆盖颗粒并防止颗粒聚集在一起的表面活性剂（稳定剂），以及3）载液（溶剂）。 7.1.2 磁流体的特性铁磁流体是胶体溶液。
对密封用磁流体的性能要求包括稳定性好，不凝结、不沉淀、不分解，饱和磁化强度高，初始磁导率高，粘度低，饱和蒸气少，其他凝固点和沸点低，热温度低等。对电导率、比热、表面张力也有一定的要求。影响铁磁流体稳定性的主要因素是颗粒强度、表面活性剂和载液及其适当的比例。稳定性对于磁流体的各种特性至关重要。 7.2 磁流体密封工作原理由环形永磁体、极片和转轴组成的磁路，在永磁体产生的磁场作用下，将轴与极片上部间隙之间的磁流体集中起来。磁铁，让我来吧。形成所谓的“O”型圈，堵塞间隙通道，达到密封的目的。无论旋转轴是磁性的还是非磁性的，都可以使用这种密封方法。前者磁通集中在间隙中并穿过转轴形成磁路，而后者磁通不穿过转轴仅通过转轴内的磁性流体形成磁路。密封间隙。 7.2.3 限制条件磁流体密封在运行过程中会受到以下条件的影响： 1) 蒸发：磁流体由磁性颗粒、表面活性剂和载液组成。载液的蒸发决定了极限速度和用途。密封件是长寿的主要因素。这是因为密封件可使用的铁磁流体数量有限。因此，应选择低蒸气压的载液，以尽量减少蒸发损失。 2）温度升高：随着温度升高，磁铁退磁，铁磁流体蒸发。随着温度升高、粘度降低，功耗也降低，这是一个优点。但随着温度升高，磁饱和强度下降，密封件的耐压性能也可能下降，因此磁流体的温度一般应在105以下，否则应采取冷却措施。 3）极限真空：磁流体密封的极限真空取决于载液的挥发性，采用Jigrease润滑剂制成的载液可以满足1.33310-7Pa的超高真空技术要求。 4）圆周速度：一般情况下，磁流体密封适用于30m/s以上的高圆周速度，没有限制标记。但考虑到温度和散热，圆周速度限制在6080m/s，同时还必须考虑极限压力性能。 8、高压密封高压密封的类型很多，按其工作原理分为两大类：强制密封和自紧密封。强制密封依靠连接件（螺栓）的预紧力，保证压力容器顶盖、密封元件、筒体端部之间有恒定的接触压力，从而达到密封的目的。自紧式密封是指当压力容器内部的工作压力增大时，密封元件、顶盖和筒体端部之间的接触压力也增大，从而达到密封效果。自紧式密封件的特点是压力越高，密封元件对接触面的压紧力就越大，从而提高了密封性能，即使工况波动也能保持密封。
可靠。但是结构比较复杂，制造较困难。自紧密封按密封元件变形方式还可以分为轴向自紧密封和径向自紧密封。按密封材料性能，高压密封又可分为使密封元件产生塑性变形的塑性密封，使密封元件产生弹性变形的弹性密封。目前，压力容器常用的密封型式有如下几种：1）强制密封有平垫密封，卡扎里密封和八角垫密封；2）半自紧密封有双锥密封；3）自紧密封有楔形密封，五德密封，空心金属O形环密封，C形环密封，B形环密封，三角垫密封，八角垫密封，平垫自紧密封及橡胶O形圈密封等。9、真空密封真空联机密封性能取决于联接处的泄露和真空材料的放气。对任何真空系统总希望漏、放气量与密封形式、密封材料、加工精度及装配质量等诸多因素有关，故在联接处总会存在一定的漏、放气量，因此可根据真空系统工作的性质，真空室工作工作应力的高低及其出口处抽气速度的大小提出要求。真空系统中的压力在高于10-5Pa真空范围内广泛使用合成橡胶、环氧树脂和塑料。当真空度提到压力10-7Pa的真空范围时，这些密封材料就不能用了，需要应用超高真空的密封材料如金或铜作垫圈，而真空壳体不能用软刚需要改用不锈钢。超真空气体内的气体状态是动态平衡状态。系统内的压力极限，一方面与泵的有效抽速有关，另一方面与来自真空壳体及其内部的零部件的气流量有关。因虽有系统的有效抽速由于泵有结构尺寸和费用的原因，总存在实际限制。所以，减少气流量就成为达到超高真空状态的基本设计目标，成为选择超高真空材料的主要准则。作为真空系统内部用的材料，要求饱和蒸汽压低，为了减少慢性解吸和体出气，要求能耐450℃高温烘烤，而不降低机械强度和不发生化学和物理损伤。作为真空系统壳体材料，要求能忽略气体渗透，承受得住大气压的压力，烘烤期间耐空气侵蚀和不发生漏气。此外，要求选用材料，加工制作容易，价廉易得。对于真空度低于10-7Pa的超高真空，虽然天然和合成橡胶是理想的密封圈材料，弹性好，装配成真空密封后法兰螺栓受力很小，而且可以多次重复使用。但由于超高真空系统要求密封圈材料耐250℃烘烤，实际上可可供选用的几种橡胶材料都不能满足要求。真空度更高（即压力更低）的超高真空，则必须采用金属密封。9.1 真空用橡胶密封圈接触式真空动密封的结构，最常用的有下面几种类型：1）J型真空用橡胶密封。J型真空用橡胶密封圈工作表面应平整光滑，不允许有气泡杂质、凹凸不平等缺陷。2）O型真空用橡胶密封圈。3）骨架型真空用橡胶密封圈4）真空用O形橡胶密封圈9.2真空用金属密封圈金属密封圈密封的可拆联接是超高真空系统中常用的联接形式。它是为满足超高真空要求而必须经200～400℃的高温烘烤除气而采用的密封方式。常用的金属密封圈的材料有金丝和无氧铜两种，它们有下列一些性能：金（Au）具有高的化学稳定性，高温时不氧化，塑性好，屈服极限比铜或铝低一倍，在较小的夹紧力下即可产生塑性变形，膨胀系数为αg=14×10-6cm/cm·℃，比不锈钢的膨胀系数αs=18×10-6cm/cm·℃稍低。金制密封圈虽有良好的密封性能，但在夹紧力的作用下会发生显著的变形硬化，强度增加。为了保证密封圈密封，必须增大加紧力，而过大的加紧力又会在法兰表面上引起压力痕，影响密封性能。因此，用在要求较高而不经过装拆的联接，拆开后重新装配时需要更换密封圈。由于金的价格比较贵，它的应用受到较大的限制。铜（Cu）的热膨胀系数为αs=16.4×10-6 cm/cm·℃。铜的硬度比较大，铜制密封圈在使用前必须在真空或氢气中进行退火处理，消除内应力。无氧铜是目前超高真空密封联接中常用的密封圈材料。其不足之处是高温烘烤中与大气接触部分会氧化，因此，在要求高的情况下，将无氧铜的密封圈的表面镀一层金，使其具有更好的密封性能。作为联接用的法兰盘材料也必须能承受高温烘烤、抗氧化以及在高温时仍有良好的力学性能。最常用的材料是不锈钢。法兰密封表面的粗糙度和尺寸就精度均应满足超高真空密封的要求。9.3 采用软件变形的动联接密封9.3.1 非金属软件变形的动联接密封9.3.2 金属软件变形的动联接密封9.4 真空用的其他密封9.4.1 真空用磁流体密封真空转轴密封具有代表的典型结构是接触式的威尔逊密封。为了防止轴在高速旋转、下气体的泄露，只能增加密封接触界面上的压力。但是由此而产生的摩擦发热问题却难以解决。因此，研制摩擦损失小，使用寿命长的新型密封结构已成为真空装置中应当解决的重大问题之一。为了解决这一问题，近年来应用磁流体进行真空转轴动密封的技术已经在国内外取得了成功。真空中应用磁流体密封的优点：1）磁流体密封真空转轴可消除密封件间的接触所产生的摩擦损失，提高轴的转速（可达120000r/min），大大减少泄露。如果采用低蒸汽压的磁流体可将真空室内的真空度维持在1.3×10-7Pa以上。2）磁流体的密封结构简单，维护方便，轴与极靴间的间隙较大，因此可不必要求过高的制造精度。3）磁流体在密封空隙中由磁铁所产生的磁场所固定，因此轴的起动和停止较方便。其缺点是磁流体在高温下难以稳定，工作温度一般在-30～120℃之间。轴的过高或过低温度下工作时需要采用冷却或升温措施，从而使密封结构复杂化。9.4.2 联接接隔板密封利用磁力把动力传递当真空容器中去的密封是在真空容器外、施加一个旋转磁场1，该磁场带动真空容器内鼠笼式转子转动，即可达到隔板密封的目的。这种密封装置的特点：1）磁联接隔板密封对真空容器内的真空条件没有显著影响，同其他几种动密封相比，其真空可靠性大。2）运动件与真空容器壁不相接触，在传递运动过程中隔板或隔离圈筒除承受压力差外，不承受其他载荷，从而可以保证磁联接隔板密封的可靠性。3）真空容器内的“污染”，仅取决于运动部件本身的结构元件，特别是摩擦部件的放气及隔板的透气性。磁联接隔板密封结构在设计中应注意的问题：1）外磁铁应尽量接近真空器的内壁；2）隔离平板或隔离圈筒应用非磁性材料制造；3）传递运动的铁芯形状与磁铁的形状相适应，而且容器壁或真空室内的其他零件应保证铁芯运动方向；4）为了减少放气和摩擦建议用包着玻璃的铁芯；5）磁场强度和磁铁与铁芯的距离应选择使它们运动时与容器壁或容器内的水银、铟等的冲击不大。10、离心、停车和全封闭密封10.1 离心封闭10.1.1 离心密封的结构型式离心密封是利用回转体带动流体使之产生离心力以克服泄露的装置，其密封能力来源于机器轴的旋转带动密封元件所做的功，因此它属于一种动力密封。离心密封的特点：它没有直接接触的摩擦副，可以采用较大的密封间隙，因此能密封含有固相杂质的介质，磨损小，寿命长，若设计合理可以做到接近于零泄露。但是这种密封所能克服的压差小，亦即密封的减压能力低。离心密封的功率消耗大，甚至可达泵有效功率的1/3。此外，由于它是一种动力密封，所以一停车立即丧失密封功能，为此必须辅以停车密封。10.1.2 离心密封的减压能力10.2.1 背叶片密封如果工作轮后盖板上无叶片，亦即为光滑盘时，则处于后盖板与泵壳间隙腔中的液体将以工作轮角速度的ω/2的旋转。此时，间隙空腔中的压力沿径向按抛物线规律分布，如图10-5中的压力将沿ABEKG分布，也就是说，轴封处的压力降低了。10.2 停车密封停车密封是动力密封的重要组成部分。当部件旋转频率降低或停车时，动力密封失去密封能力，只有依靠停车密封阻止流体泄漏。某些液封和气封液带有停车密封，以便停车后将封液、封气系统关闭。停车密封的结构类型有多种，其中应用最广的是离心式停车密封，此外还有压力调节式停车密封，胀胎式停车密封等。10.2.1离心式停车密封典型的离心式停车密封结构，泵运转时靠背叶片的离心作用密封。停车时，在弹簧力推动下，使泵轴向左滑移而将锥套填料抵紧，阻止泄漏。起动后离心子甩开，其抓部拔动轴肩使轴左移，将锥套与填料密封脱开，是密封面不受磨损。10.2.2 压力调节式停车密封与螺旋密封组合的压力调节式密封，停车时，可在轴上移动的螺旋套，在弹簧力推动下，是其台阶端面与机壳端面压紧而密封。运转时，两段反向的螺旋使间隙中的粘性流体在端面处形成压力峰，作用于螺旋轴的台阶端面处使其与壳体端面脱离接触。带有滑阀的停车、密封。当压差缸卸压，片弹簧推移的滑阀与轴肩接紧而实现停车密封。10.3 全封闭密封10.3.1 全封闭密封全封闭密封是将系统内外的泄露通道全部隔断，或者将工作机和动机置于同一密闭系统内，可以完全杜绝介质向外泄露。全封闭密封没有一般动密封存在的摩擦、磨损、润滑以及流体通过密封面的流动即泄露问题，是一种特殊类型的密封。在密封剧毒、放射性和稀有贵重物质等方面以及在其实验和产生中，全封闭密封都有重要用途。11、浮环密封浮动环密封简称浮环密封，用于离心压缩机、氢冷气轮发电机、离心泵等轴封。在中、高压离心压气机中可供选择的密封方式有：机械密封、迷宫密封和填料密封。但由于气体的散热和润滑条件不如液体，所以填料密封只有小型、低速才用，而机械密封在周速大于40m/s温度高于200℃以后也很难适应，只有迷宫密封和浮环密封是最常用的两种方式。浮环密封有下列优点：1）密封结构简单，只有几个形状简单的环、销、弹簧等零件。多层浮动环也只有这些简单零件的组合，比机械密封零件少。2）对机器的运行状态并不敏感，有稳定密封性能。3）的密封件不产生磨损，密封可靠，维护简单、检修方便。4）因密封件材料为金属，固耐高温。5）浮环可以多个并列使用，组成多层浮动环，能有效的密封10MPa以上的高压。6）能用于10000～20000r/min的高速旋转流体机械，尤其使用于气体压缩机，其许用速度高达100m/s以上，这是其他密封所不能比拟的。7）只要采用耐腐蚀金属材料或里衬耐腐蚀的非金属材料（如石墨）作浮动环，可以用于强腐蚀介质的密封。8）因密封间隙中是液膜，所以摩擦功率极小，在、使机器有较高的效率。浮环密封的缺点：密封件的制造精度要求高，环的不同心度和端面的不垂直度和表面不粗糙度对密封性能有明显的影响。此外，这种密封对液体不能做到封严不漏。对气体虽然可做到封严，但需要一套复杂而昂贵的自动化供油系统。11.1 浮环密封机理浮环密封属于流阻型非接触式动密封，是依靠密封间隙内的流体阻力效应而达到阻漏目的。由于存在间隙，避免了固体摩擦，适用于高速情况，即可封堵液体，也可封堵气体，但泄露量较大，某些情况下还须配置比较复杂的密封辅助系统。11.2 浮动环浮环密封装置的结构有多种型式，其主要型式有：宽环和窄环、光滑环和开口环、液膜和干式浮动环。11.2.1宽环和窄环宽环的宽度相对其直径来说较大，其比例l/D=0.4～0.6。这种环的特点在于工作时作用在此环上的流体动力要比窄环大，并且不需用对正中心的附件。在一定的压差和泄露量之下，其数目可以比窄环少些，这样，密封装置的结构可以简化，并便于装拆和检修。宽环的缺点在于环的两侧会有较大的压差，这样，作用在环端面上的压力也就较大，在自由浮动时所须克服的端面摩擦力较大，即浮动较为困难。窄环的宽度相对其直径较小，其比例l/D=0.1～0.2。窄环与轴的间隙较小，工作时，间隙中形成的流体动力较小，因此其自动同心的能力较差，大多用橡胶O型圈来帮助对正中心。由于采用这种辅助措施，偏心度较小，停车时间也较少，这样，虽然环窄，泄露量却不大。窄环也可以不用O形圈定位，而改用弹簧。环在弹簧力的作用下，压在隔离环端面上。当密封液的压力降低时，环仍可以保持它的对正中心位置。由于作用在每个窄环上的压力差比宽环小，所以环作用在隔离环端面上的压力也就小，即窄环容易浮动。11.2.2 光滑环和开口环光滑环的内孔是光滑的；开槽环的内孔全长开槽或部分开槽。由于光滑环与轴表面的间隙中水力摩擦较小，使用中回出现较大的泄露量。开槽环的内孔加工有许多道环形槽，与轴的间隙中水力摩擦较大，在同样的压差和同样的宽度下，泄露量要比光滑环小，特别是在高转速下可以作到完全不漏，液膜形成也很稳定，能有效的起到密封作用。所以，对于高速转轴，开槽环比光滑环好，如将光滑浮环密封与机械密封作比较，在低速时机械密封的泄露量少些，高速下则光滑环少些，因此，高速转动密封宜用光滑环。但是，当旋转频率太高时，由于密封油的粘性阻滞作用，密封油会发热。为了散热，常常有意保持一定的泄露量。而泄露量除与环的形式有关外，还与运动速度、油的特性、入口油温和大气温度等有关。11.2.3 液膜和干式浮动环浮动密封既可密封液体，也可密封气体。用以阻止液体泄露的称为液膜浮环密封；用于阻止气体泄露的称为干式浮环密封，因为浮环通常石墨等固体自润滑材料制造，故又称石墨浮环密封。石墨浮环密封：波形片弹簧的弹力及气体压力使各浮动环的一个端面分别与各隔离环的一个端面紧密贴合，组阻止气体沿径向泄露，并靠端面的摩擦力防止环转动通过浮动环密封沿轴向漏出的少量气体由排漏空排出，或引至主机的气体进口。石墨浮环密封的工作间隙不是定值，而是随摩擦发热状况而自行调整，故有“热自调间隙密封”之称。石墨既耐腐蚀又耐热，但它太脆，在径向载荷作用下易断裂。在离心压气机中，采用了石墨作浮环，为了防止断裂，常在石墨环的外周镶有金属环。石墨环用冷缩方法套用金属环内，然后再加工石墨环的内孔，使之达到规定的尺寸。当轴封的温度上升时，如镶环与轴的材料相同或相似，他们的膨胀量就会相同或相差不大。而不致影响密封性能。这种结构已成功应用于温度高达400℃的气体密封。12、迷宫密封迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙，无固体接触，毋须润滑，并允许有热膨胀，适应高温、高压、高转速频率的场合，这种密封形式被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机的轴端和的级间的密封，其他的动密封的前置密封。12.1 迷宫密封的密封机理流体通过迷宫产生阻力并使其流量减少的机能称为“迷宫效应”。对液体，有流体力学效应，其中包括水力磨阻效应、流束收缩效应；对气体，还有热力学效应，即气体在迷宫中因压缩或者膨胀而产生的热转换；此外，还有“透气效应”等。而迷宫效应则是这些效应的综合反应，所以说，迷宫密封机理是很复杂的。12.1.1 摩阻效应泄露液流在迷宫中流动时，因液体粘性而产生的摩擦，使流速减慢流量（泄露量）减少。简单说来，流体沿流道的沿程摩擦和局部磨阻构成了磨阻效应，前者与通道的长度和截面形状有关，后者与迷宫的弯曲数和几何形状有关。一般是：当流道长、拐弯急、齿顶尖时，阻力大，压差损失显著，泄露量减小。12.1.2 流束收缩效应由于流体通过迷宫缝口，会因惯性的影响而产生收缩，流束的截面减小。设孔口面积为A，则收缩后的流束最小面积为 Cc A，此处 Cc 是收缩系数。同时，气体通过孔口后的速度也有变化，设在理想状态下的流速为u1，实际流速比u1小，令Cd为速度系数，则实际流速u1为u1= Cd u1于是，通过孔口的流量将等于q=CcCdA u1式中Cc·Cd=α（流量系数）。迷宫缝口的流量系数，与间隙的形状，齿顶的形状和壁面的粗糙度有关。对非压缩性流体，还与雷诺数有关；对压缩性流体，还于压力比和马赫数有关。同时，对缝口前的流动状态也有影响。因此在复杂型式的迷宫只，不能把一个缝口的流量系数当作所有缝口的流量系数。根据试验，第一级的流量系数小一些，第二级以后的缝口流量系数大一些，一般流量系数常取1。但是尖齿的流量系数比1小，约在0.7左右，圆齿的流量系数接近于1，通常取α=1，计算的泄露量是偏大。12.1.3 热力学效应理想的迷宫流道模型，它是由一个个环形齿隙和齿间空腔串联而成的。气体每通过一个齿隙和齿间空腔的流动可描述如下：在间隙入口处，气体状态为p0，T0和零开始，气体越接近入口，气流越是收缩和加速，在间隙最小处的后面不远处，气流获得最大的速度；当进入空腔，流速截面突然扩大，并在空腔内形成强烈的旋涡。从能量观点来看，在间隙前后，气流的压力能转变为动能。同时，当温度下降（热焓值h减小），气体以高速进入两齿之间的环行腔室时，体积突然膨胀产生剧烈旋涡。涡流摩擦的结果，使气流的绝大部分动能转变为热能，被腔室中的气流所吸收而升高温度，热焓又恢复到接近进入间隙前的值，只有小部分动能仍以余速进入下一个间隙，如此逐级重复上述过程。12.1.4 透气效应在理想迷宫中，认为通过缝口的气流在膨胀室内动能，全部变成热能。也就是说，假定到下一个缝口时的渐近速度等于零，但这只是在膨胀室特别宽阔和特别长时才成立。在一般直通迷宫中，由于通过缝口后的气流只能向一侧扩散，在膨胀室内不能充分的进行这种速度能(动能)向热能的能量转换，而靠光滑壁一侧有一部分气体速度不减小或者只略微减小，直接越过各个齿顶流向低压侧，把这种一掠而过的现象称为 “透气效应”。12.2 迷宫密封的结构型式迷宫密封按密封齿的结构不同，分为密封片和密封环两大类型。密封片结构紧凑，运转中与机壳相碰，密封片能向两侧弯曲，减少摩擦，且拆换方便。密封环由6～8块扇形块组成，装入机壳与转轴中，用弹簧片将每块环压紧在机壳上，弹簧片压紧力约60～100N，当轴与齿环相碰时，齿环自行弹开，避免摩擦。这种结构尺寸较大，加工复杂，齿磨损后将整块密封环调换，因此应用不及密封圈结构广泛。12.3 理想迷宫的泄露计算给定下列几个条件：1) 泄露气体是理想气体，不考虑焦尔-汤姆逊效应，即气体的焓只与温度有关；2) 假设迷宫是连续的多缝口组成的一个系列，两缝口之间的膨胀室足够大；3) 通过缝口的流动作绝热循环膨胀，在这里引用一个流量系数α；4) 通过缝口之后的流动速度能量在膨胀室内因受等压支配而完全作恒温恢复，所以在每一个缝口之前的速度渐近为0，即不发生透气现象。12.4 直通型迷宫的特性由于在轴表面加工沟槽或各种形状的齿要比孔内加工容易，因此常把孔加工成光滑面，与带槽或带齿的轴组成迷宫，这就是直通型迷宫，因制作方便，所以直通型迷宫应用最广。但是，直通型迷宫存在着透气现象，其泄露量大于理想迷宫的泄露量。12.4.1 迷宫特性的影响因素：1) 齿的影响。根据国外所进行的试验得出：齿距一定时，齿数越多，泄露量越少。齿距改变时，齿距越大，泄露量会急剧下降，同时还可以减少透气现象的影响。2) 膨胀室的影响。国外对膨胀室深度的影响进行过试验研究，结论是浅的膨胀室对减少泄露量有利。根据对膨胀室流动状态的观察，认为浅膨胀室中的旋涡是不稳定的。由于旋涡能很快地把能量耗尽，所以膨胀室的渐近速度减小，起到减小泄露的效果。3) 副室的影响。所谓 “副室”是指直通型迷宫光滑面上开的附属槽，开槽后迷宫中的流动状态立即发生明显的变化。试验证明，只要副室的位置恰当，泄露量的减少率是相当大的。12.5 迷宫式气体密封的间隙除特殊情况外，一般气轮机、燃气轮机等叶轮机械都采用迷宫式气体密封。其径向间隙应根据以下因素选取：轴承间隙，制造公差与装配误差，部件的变形（如铸件收缩和失圆），转子的挠度，以及通过临界旋转频率时的振幅，热膨胀以及由此引起的变形等。在多种情况下，热膨胀的影响最突出。因此，对启动与停车时单个部件尺寸的变化，以及部件的相对位移必须预先估算。可用静态和动态有限元算法出随时间变化的热膨胀规律，由此可了解哪些是临界条件，间隙实际上应当多大尺寸。12.5.1 迷宫密封设计的注意点总结迷宫密封设计中积累的经验，归纳起来有下列要点：1）尽量使气流的动能转化为热能，而不使余速进入下一个间隙。齿与齿之间应保持适当的距离，或用高-低齿强制改变气流方向。齿间距一般为5～9mm。2）密封齿要做得尽量薄,并带锐角。齿尖厚度应小于0.5mm，运行中偶尔与轴的相碰时，齿尖先磨损而脱离接触，不致因摩擦出现轴的局部过热而造成事故。3）由于迷宫密封泄露量大，因此在密封易燃、易爆或有毒气体时，要注意防止污染环境。采用充气式迷宫密封，间隙内引入惰性气体，其压力稍大于被密封气体压力；如果介质不允许混入充气，则可采用抽气式迷宫密封。13、螺旋密封螺旋密封应用于许多尖端技术部门，如气冷堆压缩机密封、增殖堆钠泵密封等。有时也用于减速机高速轴密封。它的最大优点是密封偶件之间既使有较大的间隙，也能有效的起密封作用。如设计合理，其使用寿命可达无限大。由于可以从材料上作广泛的选择，且制造上极其容易，当压差不大时，螺旋密封功率耗损和发热都很小，用冷却水套散热已足够。螺旋密封往往需要辅以停车密封，这样就使结构复杂，并加大了尺寸，故常使应用受到限制。螺旋密封可用于高温、深冷、腐蚀和带有颗粒等的液体，密封条件苛刻，密封效果良好。13.1 螺旋密封的密封机理螺旋密封的轴表面开有螺旋槽，而孔为光表面，这同迷宫密封的开槽情况是一致的，所以可以把螺旋密封看成是迷宫密封的一种特殊型式，称为螺旋迷宫。但是，螺旋迷宫的齿是连续的，不象前述的各种迷宫的齿是连续的齿。由于齿的连续性，通过齿的介质的流动状态发生变化。螺旋槽不再作为膨胀室产生旋涡来消耗流动能量，而是作为推进装置与介质发生能量交换，产生所谓的“泵送作用”，并产生泵送压头，与被密封介质的压力相平衡，即压力差 p=0，从而阻止泄露。所以在密封机理上与迷宫密封略有不同。但是，介质在通过间隙时会有一部分越过齿顶留过，而不沿槽向流动，即有透气效应，这和迷宫密封中的情况是一样的。根据螺旋结构，螺旋密封的密封机理又稍有区别。单段螺旋，它利用螺旋杆泵原理，利用螺旋的泵送作用，把沿泄露间隙的介质推赶回去，以实现密封。它适用于密封液体或气液混合物，无须外加封液，常用于轴承封油。须注意的，螺旋的赶油方向需与油的泄露方向相反，否则，不但不能实现密封，反而会导致泄露量急剧增加。两段旋向相反的螺旋，将封液挤向中间，形成液封。液封的压力稍大于或等于被密封介质的压力，即能实现密封。常用于密封气体或密封真空。两段旋向相反的螺旋在高旋转频率下将气体向两侧排出，使中间形成高真空陷阱以实现密封。这种密封可用作真空密封。从理论上讲，螺旋密封的间隙小则对确保密封越有利。如果间隙大，则液体介质不能同时附着于轴的表面上。假设液体介质仅附着于孔壁而与轴分离，则螺旋密封不起推赶介质的作用，即密封失效。但是，间隙太小，又怕轴与孔壁相碰。为避免产生密封金属偶件的摩擦与，磨损，可在孔壁表面涂上一层石墨。13.3 迷宫螺旋密封迷宫螺旋密封在工业上使用还是不久以前的事，它与螺旋密封的不同之处在于：在轴表面车制了螺旋槽，在密封的孔上也车制成螺套，而且具有与轴相反的螺纹旋向，使轴与螺套间的流动形成强烈的紊流。此外，迷宫螺旋密封的螺旋运动速度要比螺杆密封的高，它在紊流工况下用于低粘度液体。螺旋密封一般用于层流工况下大粘度液体（如粘度大于水的液体）。工作原理：在螺杆与螺套之间的工作空间内，液体位于螺套两齿面和螺杆两齿面所围成的若干个蜂窝状的空间内。螺杆与螺套表面间的缝隙呈带凹槽的环形柱面。液体通过这些螺纹时形成旋涡，方向与流出方向相反。由于螺杆绕流液体的动量交换结果，螺杆将能量传给液体。螺旋和螺套与液体相互作用，其结果在通过螺杆与螺套之间间隙的名义分界面上产生摩擦力。液体中产生的摩擦力就在螺杆与螺套之间产生了压力。14、机械密封14.1 机械密封的工作原理机械密封又称端面密封（Mechanical Seal），是旋转轴用动密封。机械密封性能可靠，泄露量小，使用寿命长，功耗低，毋须经常维修，且能适应于生产过程自动化和高温、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质、含固体颗粒介质等苛刻工况的饿密封要求。机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持接合并配以辅助密封而达到的阻漏的轴封装置。机械密封与软填料密封比较如下：优点：1）密封可靠，在长期运转中密封状态很稳定，泄露量很小，其泄露约为软填料密封的1%；2）使用寿命长，在油、水介质中一般可达1～2年或更长，在化工介质中一般能工作半年以上。3）擦功率消耗小，其摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%；4）轴或轴套基本上不磨损；5）维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下不需经常性维修；6）抗振性好，对旋转轴的振动以及轴对密封腔的偏斜不敏感；7）适用范围广，机械密封能用于高温、低温、高压、真空、不同旋转频率，以及各种腐蚀介质和含磨粒介质的密封。缺点：1）较复杂，对加工要求高；2）安装与更换比较麻烦，要求工人有一定的技术水平；3）发生偶然性事故时，处理较困难；4）价高。机械密封安装前的准备工作：1）检查机械密封的型号、规格是否符合设计图纸的要求，所有零件（特别是密封面、辅助密封圈）有无损伤、变形、裂纹等现象，若有缺陷，必须更换或修复。2）检查机械密封各零件的配合尺寸、粗糙度、平行度是否符合设计要求。3）使用小弹簧机械密封时，应检查小弹簧的长短和刚性是否相同。4）检查主机的窜动量、摆动量和挠度是否符合技术要求，密封腔是否符�**沧俺叽纾芊舛烁怯胫崾欠翊怪保话阋螅褐岽芏坎淮笥凇�0.5mm；轴摆动量（旋转环密封圈处）不大于0.06mm；轴最大挠度不大于0.05mm；密封端盖与垫片接触平面对中心线的不垂直度允许差0.03～0.05mm。5）应保持清洁，特别是旋转环和静止环密封面及辅助密封圈表面应无杂质、灰尘。不允许用不清洁的布擦拭密封面。6）允许用工具敲打密封元件，以防止密封件被损坏。14. 2 机械密封材料摩擦副材料：根据统计，机械密封的泄露大约有80%～95%是由于密封端面，摩擦副造成的。除了要保持密封面平行之外，主要是摩擦副的材料问题。摩擦材料应具备下列条件：1）机械强度高，能耐压和耐压力变形；2）具有耐干磨性，耐高载荷性，自润滑性好；3）配对材料的磨合性好，无过大的磨损和对偶腐蚀；4）耐磨性好，寿命长；5）导热性和散热性好；6）耐高温性好；7）抗热裂性好；8）耐腐蚀性强；9）线膨胀系数小，能耐热变形和尺寸稳定性好；10）切削加工性好，成型性能好；11）气密性好；12）密度小。