2022年密封技术基础知识.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思密封技术基础学问一、密封技术 1.1泄露造成泄露的缘由主要有两方面：一是由于机械加工的结果,泄露是机械设备常产生的故障之一；机械产品的表面必定存在各种缺陷和外形及尺寸偏差,因此,在机械零件联接处不行防止地会产生间隙；二是密封两侧存在压力差,工作介质就会通过间隙而泄露；减小或排除间隙是阻挡泄露的主要途径；密封的作用就是将接合面间的间隙封住,隔离或切断 泄露通道,增加泄露通道中的阻力,或者在通道中加设小型做功元件,对泄露物造成压力,与引起泄露的 压差部分抵消或完全平稳,以阻挡泄露；对于真空系统的密封,除上述密封介质直接通过密封面泄露外,仍要考虑下面两种泄露形式：渗漏；即在压力差作用下,被密封的介质通过密封件材料的毛细管的泄露称为渗漏；扩散；即在浓度差作用下,被密封的介质通过密封间隙或密封材料的毛细管产生的物质传递成 为扩散；1.2 密封的分类 密封可分为相对静止接合面间的静密封和相对运动接合面间的动密封两大类；静密封主要有点 密封,胶密封和接触密封三大类；依据工作压力,静密封由可分为中低压静密封和高压静密封；中低压静 密封常用材质较软,垫片较宽的垫密封,高压静密封就用材料较硬,接触宽度很窄的金属垫片；动密封可 以分为旋转密封和往复密封两种基本类型；按密封件与其作用相对运动的零部件是否接触,可以分为接触 式密封和非接触式密封；一般说来,接触式密封的密封性好,但受摩擦磨损限制,适用于密封面线速度较 低的场合；非接触式密封的密封性较差,适用于较高速度的场合；1.3 密封的选型 对密封的基本要求是密封性好,安全牢靠,寿命长,并应力求结构紧凑,系统简洁,制造修理 便利,成本低廉；大多数密封件是易损件,应保证互换性,实现标准化,系列化；1.4 密封材料 1.4.1 密封材料的种类及用途 密封材料应满意密封功能的要求；由于被密封的介质不同,以及设备的工作条件不同,要求密 封材料的具有不同的适应性；对密封材料的要求一般是：1） 材料致密性好,不易泄露介质；2） 有适当的机械强度和硬度； 3 ） 压缩性和回弹性好,永久变形小； 4 ） 高温下不软化,不分解,低温下不硬化,不脆裂；5） 抗腐蚀性能好,在酸,碱,油等介质中能长期工作,其体积和硬度变化小,且不粘附在金 属表面上；6） 摩擦系数小,耐磨性好； 7 ） 具有与密封面结合的松软性； 8 ） 耐老化性好,经久耐用； 9 ） 加工制造便利,价格廉价,取材简洁；橡胶是最常用的密封材料；除橡胶外,适合于做密封材料的仍有石墨等,聚四氟乙烯以及各种 密封胶等；1.4.2 通用的橡胶密封制品材料 通用的橡胶密封制品在国防,化工,煤炭,石油,冶金,交通运输和机械制造工业等方面的应 用越来越广泛,已成为各种行业中的基础件和配件；橡胶密封制品常用材料如下；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思 1.4.2.1 丁腈橡胶 丁腈橡胶具有优良的耐燃料油及芳香溶剂等性能,但不耐酮,酯和氯化氢等介质,因此耐油密 封制品以及采纳丁腈橡胶为主；1.4.2.2 氯丁橡胶 氯丁橡胶具有良好的耐油和耐溶剂性能；它有较好的耐齿轮油和变压器油性能,但不耐芳香族 200以上,通常用 油；氯丁橡胶仍具有优良的耐天候老化和臭氧老化性能；氯丁橡胶的交联断裂温度在 氯丁橡胶制作门窗密封条；氯丁橡胶对于无机酸也具有良好的耐腐蚀性；此外,由于氯丁橡胶仍具有良好 的挠曲性和不透气性,可制成膜片和真空用的密封制品；1.4.2.3 自然橡胶 自然橡胶与多数合成橡胶相比,具有良好的综合力学性能,耐寒性,较高的回弹性及耐磨性；自然橡胶不耐矿物油,但在植物油和醇类中较稳固；在以正丁醇与精制蓖麻油混合液体组成的制动液的液 压制动系统中作为密封件的胶碗,胶圈均用自然橡胶制造,一般密封胶也常用自然橡胶制造； 1.4.2.4 氟橡胶氟橡胶具有突出的耐热（形密封圈,能显著地提高使用时间；1.4.2.5 硅橡胶200250）,耐油性能,可用于制造气缸套密封圈,胶碗和旋转唇硅橡胶具有突出的耐高低温,耐臭氧及耐天候老化性能,在-70 260的工作温度范畴内能保持其特有的使用弹性及耐臭氧,耐天候等优点, 相宜制作热机构中所需的密封垫,如强光源灯罩密封衬圈,阀垫等；由于硅橡胶不耐油,机械强度低,价格昂贵,因此不宜制作耐油密封制品； 1.4.2.6 三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶的主链是不含双键的完全饱和的直链型结构,其侧链上有二烯泾,这样就可用硫磺硫化；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环境中长期使用）,耐化学性（如醇,酸,强碱,氧化剂）,但不耐脂肪族和芳香族类溶剂腐蚀；三元乙丙橡胶在橡胶中密度是最低的有高填充的特性,但缺乏自粘性和互粘性；此外,三元乙丙橡胶有突出的耐蒸汽性能,可制作耐蒸汽膜片等密封制品；三元乙丙橡胶已广泛用于洗衣机,电视机中的配件和门窗密封制品,或多种复合体剖面的胶条生产中； 1.4.2.7 聚氨脂橡胶聚氨脂橡胶具有优异的乃磨性和良好的不透气性,使用温度范畴一般为-20 80； 此外, 仍具有中等耐油,耐氧及耐臭氧老化特性,但不耐酸碱、水、蒸汽和酮类等；适于制造各种橡胶密封制品,如油封、 O形圈和隔膜等； 1.4.2.8 氯醚橡胶氯醚橡胶兼有丁腈橡胶,氯丁橡胶,丙烯酸酯橡胶的优点,其耐油、耐热、耐臭氧、耐燃、耐碱、耐水及耐有机溶剂性能都很好,并有良好的工艺性能,其耐寒性较差；在使用温度不太低的情形下,氯醚橡胶仍是制造油封,各种密封圈,垫片,隔膜和防尘罩等密封制品的良好材料；1.4.2.9 丙烯酸酯橡胶丙烯酸酯橡胶具有耐热油（矿物油,润滑油和燃料油）,特殊是在高温下的耐油稳固性能,一般可达 175,间隙使用或短时间可耐温 200； 它的缺点是耐寒性差；因此在非冰冷地区适合制作耐高温油的油封,但不适合作高温下受拉伸或压缩应力的密封制品；胶种主要特点工作温度主要用途O” 形耐油、耐热、耐磨性好；广泛用于制作“丁腈橡用于制作密封制品, 但不适用-40 120圈,油封,适用于一胶名师归纳总结 于磷酸酯系列液压及含极性般的液压、气动系第 2 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思添加剂的齿轮油；统；氢化丁强度高、耐油、耐磨、耐热、用于高温、 高速的往-40 150腈橡胶耐老化；复密封和旋转密封；用于制作“O” 形圈、“ Y” 形圈、防 材料弹性模量大,强度高,其橡塑胶-30 80尘圈等, 应用于工程他性能同上；机械及高压液压系统的密封；氟橡胶耐热、耐酸碱及其它化学药-20 200适用于耐高温、 化学品、耐油（包括磷酸酯系列液药品、 耐燃液压油的压油）,适用于全部润滑油、密封,在冶金、电力汽油、液压油、合成油；等行业用途广泛；适用于工程机械和耐磨性能优异、强度高、耐老聚氨酯-20 80冶金设备中的高压、化性能好；高速系统密封；适用于高、 低温下的耐热、耐寒性好；压缩永久变硅橡胶-60 230高速旋转密封及食形小,但机械强度低品机械的密封；聚丙烯耐热性优于NBR,可在含极性可用于各种小汽车添加剂的各种润滑油、液压油封及各种齿轮箱、-20 150酸酯油、石油系液压油中工作,耐变速箱,可耐中高水性较差；温；耐气候性能好, 在空气中耐老乙丙橡化、耐油性能一般,可耐氟里-50 150应用于冰箱及制冷胶机械的密封；昂及多种制冷剂；聚四氟化学稳固性好,耐热、耐寒性制作耐磨环、导向-55 260名师归纳总结 乙烯好,耐油、水、汽、药品等各环、挡圈,为机械上第 3 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思种介质；机械强度较高,耐高 常用的密封材料, 广温、耐磨,摩擦系数极低,自 泛用于冶金、石化、润滑性好；工程机械、轻工机械；耐油、耐热、耐磨性好,抗压 用于制作导向环、 支尼龙强度高,抗冲击性能好,但尺-40 120撑环、压环、挡圈；寸稳固性差；耐油、耐热、耐磨性好,抗压聚甲醛强度高,抗冲击性能好,有较-40 140用于制作导向环、 挡好的自润滑性能, 尺寸稳固性圈；好,但屈挠性差；二、垫密封 2.1 概述垫密封广泛应用于管道,压力容器以及各种壳体的结合面的静密封中；垫密封有非金属密封垫,非金属与金属组合密封垫和金属密封垫三大类；其常用材料有橡胶,皮革,石棉,软木,聚四氟乙烯,钢,铁,铜和不锈钢等；垫密封的泄露有三种形式：界面泄露,渗透泄露和破坏性泄露；其中以前二者为主要形式； 2.2 密封垫的选用 密封垫的选用原就是,对于要求不高的场合,可凭体会选取,不合市时再更换；但对于那些要 求严格的场合,例如易爆,剧毒和可燃气体以及强腐蚀的液体设备,反应罐和输送管道系统等,就应依据 工作压力,工作温度,密封介质的腐蚀性及结合密封面的形式来选用；一般来说,在常温低压时,选用非 金属软蜜密封垫；中压高温时,选用金属与非金属组合密封垫或金属密封垫；在温度,压力有较大的波动 时,选用弹性好的或自紧式密封垫；在低温,腐蚀性介质或真空条件下,应考虑具有特殊性能的密封垫；这里需要说明的是法兰情形对垫片挑选的影响；法兰形式的影响；法兰形式不同,要求使用的垫片也不同；光滑面法兰一般只用于低压,配软 质的薄密封垫；在高压下,假如法兰的强度足够,也可以用光滑面法兰,但应当用厚软质垫,或者用带内 加强环或加强环的缠绕密封垫；在这种场合,金属垫片也不适用,由于这时要求的压紧力过大,导致螺栓 较大的变形,使法兰不易封严；假如要用金属垫片,就应将光滑面缩小,使其与垫片的接触面积减小；这 样,在螺栓张力相同的情形下,缩小后的窄光滑面的压紧应力就会增大；法兰表面粗糙度的影响；法兰表面粗糙度对密封成效影响很大,特殊是当采纳非软质垫片时,密封表面粗糙的度值大是造成泄露的主要缘由之一；例如,车削法兰面的刀纹是螺旋线,使用金属垫片时,假如粗糙度值较大,垫片就不能堵死刀纹所形成的这条螺旋槽,在压力作用下,介质就会顺着这条沟槽泄 露出来；软质密封垫对法兰面的光滑程度要求低很多,这是由于,它简洁变形,能够堵死加工刀纹,从而 防止了泄露；对软质垫片,法兰面过于光滑反而不利,由于此时发生界面泄露阻力变小了；所以,垫片不 同,所要求的法兰表面粗糙度也不相同；三、胶密封 3.1 概述密封材料的功能是填充构形复杂且不利施工的间隙, 1 ） 硫化型的橡胶垫片或密封圈；以起密封作用； 密封材料主要有三种类型：名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思2） 非硫化型的密封胶带； 3 ） 无固定外形的膏状或腻子状的液体密封胶； 3.2 密封胶的分类 密封胶的品种及类型很多；为了满意同一使用要求,可以使用几种不同基料的密封胶；而同一 种基料又能制造出不同性能和不同的用途的密封胶；从密封胶的制造者和使用者两方面考虑,密封胶有多 种分类方法；一般可按下述四种方法进行分类；按密封胶基料分类 3.2.1 3.2.1.1 橡胶型 此类密封胶以橡胶为基料；常用橡胶有聚硫橡胶,硅橡胶,聚氨酯橡胶,氯丁橡胶和丁基橡胶 等； 3.2.1.2 树脂型 此类密封胶以树脂为基料；常用树脂有环氧树脂、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 油基型常用的油类有各种植物油如亚麻油,蓖麻油和桐油, 以及动物油 （如此类密封胶以油料为基料；鱼油）等； 3.2.2 按密封胶硫化方法分类 此类密封胶系列利用空气中的水分进行硫化；它主要包括单组分的聚氨酯、硅橡胶和聚硫橡胶 等；其聚合物基料中含有活性基因,能同空气中的水发生反应,形成交联键,使密封胶硫化成网状结构；大气中的湿气作为硫化反应中的催化剂；3.2.2.2 化学硫化型密封胶 双组分的聚氨酯、硅橡胶、聚硫橡胶、氯丁橡胶和环氧树脂密封胶都属于这一类,一般在室温 条件下完成硫化；某些单组分的氯磺化聚乙烯和氯丁橡胶密封胶以及聚氯乙烯溶胶糊状密封胶（如汽车用 点焊胶）,就须在加条件下经化学反应完成硫化； 3.2.2.3 热转变型密封胶 用增塑剂分散的聚氯乙烯树脂和含有沥青的橡胶并用的密封胶是两个不同类型的热转变体系；乙烯基树脂增塑体在室温下是液态悬浮体,通过加热转化为固体而硬化；而橡胶沥青并用密封胶就为 热熔性的； 3.2.2.4 氧化硬化型密封胶 表面干燥的嵌缝或安装玻璃用密封胶属这种类型,主要以干性和半干性植物油为基材；着中类 油料可以是精制聚合的、吹制的或化学改性的；用环烷酸钴作催干剂加速表面干燥而内部不硬化；环烷酸 铅可使表面和内部都硬化；而环烷酸锰使内部硬化更有效； 3.2.2.5 溶剂挥发凝固型密封胶 这是以溶剂挥发后无粘性高聚物为基料的密封胶；这一类密封胶主要有丁基相交、高分子量聚 异丁烯、肯定聚合程度的丙烯酸酯、氯磺化聚乙烯以及氯丁橡胶等密封胶； 3.2.2.6 不干性能够永久塑性密封胶 这类密封胶通常包括以聚丁烯、中等分子量的聚异丁烯、高粘度的非氧化性粘接料如苯乙烯基 油、不干性植物油、吹制半干性油或丁基橡胶为基料的密封胶； 3.2.3 按密封胶外形分类 3.2.3.1 膏状密封胶 这类密封胶属低级别密封胶,通常采纳 3 种主要材料：油和树脂；聚丁烯；沥青；常用于密封 小窗户的固定玻璃,其接缝移动变形量最大为 +5%或-5%,使用有效期一般为 2 年；液态弹性体密封胶 3.2.3.2 这类密封胶包括经硫化可形成弹性状态的液态聚合物；他们具有承担重复的接缝变形才能；液名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思态弹性体密封胶使用寿命一般为1520 年；这类密封胶具有高的粘接力和剪切强度,室温下具有良好的柔软性；其缺点为价格高,通常情形下需要底胶,双组分密封胶现场混合不便利,硫化时对温度和湿度敏锐 等；3.2.3.3 热熔密封胶 热熔密封胶又称为热施工型密封胶,是指以弹性体同热塑性树脂掺合物为基料的密封胶；热熔密封胶可配制成性能接近于液体弹性密封胶,但它比液体弹性体密封胶优越的是不需要加 入硫化剂；液体密封胶 3.2.3.4 这类密封胶主要用于机械结合面的密封,以代替固体密封材料 （纸片、 石棉、软木和硫化橡胶） ,以防止机械内部流体从结合面泄露,所以液体密封胶又称为液体垫圈； 3.2.4 按密封胶施工后性能分类 3.2.4.1 固化型密封胶 这类密封胶又可分为刚性和柔性两类；刚性密封胶硫化或凝固后形成的固体,很少具有弹性；柔性密封胶在硫化后具有弹性及松软性；刚性密封胶的特点是不能弯曲,通常接缝不行移动；柔性密封胶经硫化后保持松软性； 3.2.4.2 非固化型密封胶 这类密封胶是软质凝固性的密封胶,施工后仍保持不干性（增粘剂不断地迁移到表面）状态；这种胶通常为膏状,可用刮刀或刷子施用到接缝中,可以协作出不同粘度和不同性能的密封胶使用；3.3 常用密封胶的种类 在前面密封胶的分类中列举了多种方法,其中应用最广泛的是将密封胶分为硫化型和非硫化型 两大类；在硫化型密封胶中应用最广泛的是室温硫化型,加温硫化型用的较少；非硫化型密封胶有液体密 封胶和腻子；此外,在加上常用的厌氧胶； 3.4 液体密封胶的选用和施工工艺 密封胶的选用,应依据使用条件、密封件的材料和密封面状态、密封介质的种类和特性以及涂 敷工艺等要求综合考虑；一般情形下当受力较大,且受冲击力及交变力时,应选用强度较高的密封胶；当 变温差很大时,应选用韧性好的密封胶； 3.4.1 液体密封胶的施工方法 液体密封胶的施工方法可依据胶的状态选用；膏状密封可用刮刀刮涂或注射枪注射施工；液体 密封胶采纳的刷子刷涂或喷涂施工；膜状密封胶用铺贴方法施工；3.5 国产密封胶 3.5.1 室温硫化聚硫橡胶密封胶为多组分材料,室温硫化成弹性体,为干性粘着型密封胶,常 用的有 XM系列密封胶； 3.5.2 室温硫化硅橡胶密封胶 硅橡胶密封胶的有多种特殊性能,如耐高温、耐低温性能,良好的电绝缘性能； 3.5.3 厌氧胶 3.5.4 其他硫化型密封胶 3.5.5 非硫化型密封胶 非硫化型密封胶大部分为不干性和半干性,其中呈腻子状的又称非硫化型腻子；这类胶对温度 敏锐性小,在使用温度范畴内密封胶不变形,不开裂,不结皮,而且长期储存性好,但力学性能低,适用 于可拆卸部位或紧固联接接合面密封、沟槽密封及填堵较大的结构间隙,在液体密封垫中占主要位置,广 泛应用于可拆卸部位的密封；四、填料密封名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思填料蜜密封是一种最古老的密封方式,在中国已有上千年的历史；露通道内来阻挡液流泄露,主要用作提水机械的密封；它最早以棉、 麻的纤维填塞在泄填料密封主要用作动密封；它广泛用作离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封,往复式压缩机、制冷机的往复运动轴封,以及各种阀门阀杆的旋动密封等；为了适应上述设备的工 作条件,填料密封必需具备以下条件：1） 有肯定的塑性,在压紧力作用下能产生肯定的径向力并紧密与轴接触；2） 有足够的化学稳固性,不污染介质,填料不被介质泡胀,填料中的侵渍剂不被介质溶解,填料本身不腐蚀密封面；3） 自润滑性能良好,耐磨,摩擦因数小；4） 轴存在少量偏心时,填料应有足够的浮动弹性；5） 制造简洁,填装便利；填料的种类很多,可以从其功用方面、构造方面和材料方面分类,最常用的有下面四类：绞合 填料、编结填料、塑性填料、金属填料；4.1 绞合填料和编结填料 绞合填料即把几股石棉线绞合在一起,将它填塞在填料腔内即可起密封作用；编结填料是以棉、麻以及石棉纤维纺线后编结而成,并于其中侵入润滑剂或聚四氟乙烯；4.2 塑性填料 塑性填料是几经膜具压制成型的填料；4.3 金属填料金属填料有半金属填料和全金属填料两种；所谓半金属填料是金属与非金属组合而成,全金属填料就不含非金属；4.4 碳纤维填料 碳纤维填料是一种新型填料；其优异的自润滑性能、耐高、低温性能和耐化学品性能引起人们的极大的留意,而且作为压缩填料的弹性和松软性也极为良好,其缺点仅在于有渗透泄露,但侵渍聚四氟 乙烯或其他粘接剂之后可以防止；目前其成本较高,但随着碳纤维的进展,其成本定会下降,因此,碳纤 维填料是一种最为抱负和最有期望的填料； 4.5 填料的挑选 挑选填料时,应考虑：机器的种类、介质的物理、化学特性、工作温度和工作压力,以及运动速度等,其中尤以介质的腐蚀性（以 4.6 填料的合理装填pH 值表示）, pH 值及使用温度为最重要；填料的合理装填应按以下步骤进行：1） 清理填料腔,检查轴表面是否有划伤、毛刺等现象；2） 用百分表检查轴在密封部位的径向跳动量,其公差应在答应范畴内；3） 填料腔内和轴表面应涂密封剂或与介质想适应的密封剂；4） 对成卷包装的填料,使用时应先取一根与轴径同尺寸的木棒,将填料缠绕在其上,再用刀 切断,切口最好呈 450 斜面,对切断后的每一节填料,不应让它松散,更不应将它拉直,而应取与填料同 宽度的纸带把每节填料呈圆圈形包扎好,置于干净处；5） 装填时应一圈一圈装填,不得同时装填几圈；6） 取一只与填料强同尺寸的木质两半轴套,合于轴上,将填料推入腔的深部,并用压盖对木 轴套施加肯定的压力,使填料得到预压缩；7） 以同样的方法装填其次圈、第三圈；8） 最终一圈填料装填完毕后,应用压盖压紧,但压紧力不宜过大；五、成型填料密封名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思成型填料密封泛指用橡胶、塑料、皮革及金属材料经模压或车削加工成型的环状密封圈；成型填料按工作特性分为挤压型密封圈和唇形密封圈两类；按材料可分为橡胶类、塑料类、皮革类和金属类； 各种材料的挤压型密封圈中橡胶挤压型密封圈应用最广,唇形密封圈的类型很多,有 V 形、 U形、 L 形、J 形和 Y 形等；5.1 O 型密封圈其中 O形圈历史最悠久, 最典型；O型密封圈简称O型圈,开头显现在19 世纪中叶,当时用它作蒸汽机汽缸的密封元件；O型橡胶密封圈有如下的优点：1） 密封部位结构简洁,安装部位紧凑,重量较轻；2） 有自密封作用,往往只用 一个密封件便能完成密封；3） 密封性能较好,用作静密封时几乎可以做到没有泄露；4） 运动摩擦阻力很小,对于压力交变的场合也能适应；5）尺寸和沟槽已标准化,成本低,便于使用和外购；5.2 V 型密封圈 V 型密封圈为一种唇形密封圈,是使用最早使用最多的成型填料之一；它主要用于往复运动,作活塞或活塞杆的密封；很少用于转动中或作静密封；V 形密封圈有以下特点：1）密封性能良好；2）答应肯定的偏心载荷、和偏心运动；3）可以多圈重叠使用,并通过调剂压紧力来获得最大密封成效；4）耐冲击压力和振动压力；5）当填料不能从轴向装入时,可以开切口使用, 只要安装时将切口相互错开,不影响密封成效；其缺点是摩擦阻力较其他成型填料的大；5.3 Y 型密封圈活塞密封用的U 形和 Y 形密封圈在外形上略有不同,U形圈的唇长,底部与唇部同厚度或略大于唇部厚度； Y 形圈的纯短,底部厚,这是为了克服 强度,以免唇根部被撕裂；5.4 鼓形和山形密封圈的结构 5.4.1 鼓形密封圈的结构U形圈常常不能稳固安放而设计的,同时可增大唇的鼓形密封圈又称活塞密封圈,它是为单向和双向工作的活塞而设计的；密封圈的截面、衬套或 挡环的结构与活塞的设计有很大关系；由于有各种性能的要求,所以鼓形密封圈的结构也不行能是一样的；5.5 J 形和 L 形密封圈 J 形密封圈 J 形和 L 形密封圈,都是用于工作压力不大于 1MPa的气压或液压机械设备的密封；的是用于活塞杆密封；六、油封和防尘密封 6.1 油封 油封,即润滑油的密封；它常用于各种机械的轴承处,特殊是滚动轴承部位；其功能在于把油腔和外界隔离,对内封油,对外封尘；油封与其他密封比较有以下优点：1） 油封重量轻,耗材少；2） 油封的安装位置小,轴向尺寸小,简洁加工；3） 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肯定的适应性；4） 拆卸简洁,检修便利；5） 价格廉价；6.2 防尘密封名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思油封可作防尘密封的件使用；但是在粉尘严峻或是为了爱护其他密封件时,常常使用特地的防 尘密封；防尘密封的材料,油压机械多用橡胶,气压机械多用毛毡,飞机和寒带工作的油缸为了应付活 塞杆外部结冰而用金属,化工部门为防止活塞杆上的粘着物也用金属；防尘密封对爱护关键性的液压设备是非常重要的；渗入尘土,不仅磨损密封件,而且会大大的 磨损导向套和活塞杆；此外,杂质进入液压介质中,也会影响操作阀和泵的功能,在最坏的情形下,也可 能损坏这些装置；防尘圈能除掉活塞杆表面上的尘土和杂物,但损坏活塞杆上的油膜,这对密封件的润滑 也有肯定作用；七、磁流体密封 7.1 磁流体Papell ）创造的磁性流体,是把磁铁矿等强磁性的微细粉末（约100.）7.1.1 磁流体的组成1995 年由美国帕佩尔（在水、油类、酯类、醚类等液体中进行稳固分散的一种胶态液体；这种液体具有在通常离心力和磁场作用 下,既不沉降和凝结又能使其本身承担磁性,可以被磁铁所吸引的特性；磁流体由 3 种主要成分组成： 1 ）固体铁磁体微粒（Fe3O4）； 2 ）包覆着微粒并阻挡其相互凝结的表面活性剂（稳固剂）； 3 ）载液（溶媒）；磁流体的特性 7.1.2 磁流体是一种叫胶体溶液；作为密封用的磁流体,其性能要求是：稳固性好,不凝结、不沉淀、不分解；饱和磁化强度高；起始磁导率大；粘度和饱和蒸气低,其他如凝固点、沸点、导热率、比热和表 面张力等也有肯定的要求；影响磁流体稳固的主要因素有：微粒力度大小、表面活性剂和载液以及它们的合理配比；稳固 性是磁流体各种特性存在的前提； 7.2 磁流体密封的工作原理 圆环形永久磁铁,极靴和转轴所构成的磁性回路,在磁铁产生的磁场作用下,把放置在轴与极 靴顶端缝隙间的磁流体加以集中,使其形成一个所谓的“O” 形环,将缝隙通道堵死而达到密封的目的；这 种密封方式可用于转轴是磁性体和转轴是非磁性体两种场合；前者磁束集中于间隙处并贯穿转轴而构成磁 路,而后者磁束比不通过转轴,只是通过密封间隙中的磁流体而构成磁路； 7.2.3 极限条件 磁流体密封在工作时会受到以下条件的限制： 1 ）蒸发；磁流体由磁性微粒、表面活性剂和载液 3 部分组成,载液的蒸发是打算密封极限旋转 频率和使用寿命的主要因素；由于密封是靠有限的磁流体工作的；为此,应选用蒸汽压低的载液,使蒸发 缺失为最小值；2）温升；温度上升会导致磁铁退磁和磁流体的蒸发；由于温度上升,粘度降低,功率消耗也就 降低,这是有利的一面；但是温度的、上升,磁饱和强度下降,也可能使密封的耐压才能有些下降,因此,磁流体温度一般不应高于 105,否就应采纳冷却措施；3）极限真空度； 磁流体密封极限真空度取决于载液的挥发度,1.333× 10 -7Pa 超高真空技术的要求；用二脂润滑剂作成的载液可满意4）周速； 一般磁流体密封适用于高周速 30m/s 以上的运转, 无极限标志； 但考虑到温度和散热,周速应限制在 6080m/s,此时仍要考虑极限耐压才能；八、高压密封高压密封的型式很多,按其工作原理分为强制密封和自紧密封两类；强制密封是依靠联接件（螺栓）的预紧力来保证压力容器的顶盖、密封元件和圆筒体端部之间具有肯定的接触压力,以达到密封的目的；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思自紧密封是随着压力容器内的操作压力增加,密封元件与顶盖、圆筒体端部之间的接触压力也随之增加,由此实现密封作用； 自紧密封的特点是压力越高,密封元件在接触面的压紧力就越大,密封性能也就越好,操作条件波动时,密封仍旧牢靠；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仍可以 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；O形环密封, C形环密封, B 形环密封,三角垫 3） 自紧密封有楔形密封,五德密封,空心金属 密封,八角垫密封,平垫自紧密封及橡胶 O形圈密封等；九、真空密封 真空联秘密封性能取决于联接处的泄露和真空材料的放气；对任何真空系统总期望漏、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肯定的漏、放气量,因此可 依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 真空范畴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 的真空范畴时,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稳状态；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 用的缘由,总存在实际限制；所以,削减气流量就成为达到超高真空状态的基本设计目标,成为挑选超高 真空材料的主要准就；作为真空系统内部用的材料,要求饱和蒸汽压低, 为了削减慢性解吸和体出气,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耗；作为真空系统壳体材料,要求能忽视气体渗透,承担得住大气压的压力,烘烤期间耐空气腐蚀和不发生漏气；此外,要求选用材料,加工制作简洁,价廉 易得；对于真空度低于 10-7Pa 的超高真空, 虽然自然和合成橡胶是抱负的密封圈材料,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意要求；真空度更高（即压力更低）的超高真空,就必 须采纳金属密封；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,不答应有气泡杂质、凹凸不公平缺陷；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；它是为满意超高真空要求而必 须经 200 400的高温烘烤除气而采纳的密封方式；常用的金属密封圈的材料有金丝和无氧铜两种,它们有以下一些性能：金（ Au）具有高的化学稳固性,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 g=14× 10 - 6cm/cm· ,比不锈钢的膨胀系数 s=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；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思为了保证密封圈密封,必需增大加紧力,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 s=16.4× 10 - 6 cm/cm· ；铜的硬度比较大,铜制密封圈在使用前 必需在真空或氢气中进行退火处理,排除内应力；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,在要求高的情形下,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需能承担高温烘烤、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意超高真空密封的要求； 9.3 采纳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；为明白决这一问题,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胜利；真空中应用磁流体密封的优点： 1 ）磁流体密封真空转轴可排除密封件间的接触所产生的摩擦缺失,提高轴的转速（可达 12000 0r/min ）,大大削减泄露；假如采纳低蒸汽压的磁流体可将真空室内的真空度爱护在 1.3× 10 -7Pa 以上；2）磁流体的密封结构简洁,爱护便利,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 ）磁流体在密封间隙中由磁铁所产生的磁场所固定,因此轴的起动和停止较便利；其缺点是磁流体在高温下难以稳固,工作温度一般在 升温措施,从而使密封结构复杂化； 9.4.2 联接接隔板密封-30 120之间；轴的过高或过低温度下工作时需要采纳冷却或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担压力差外,不承担其他载荷,从而可以保证磁联接隔板密封的牢靠性； 3 ）真空容器内的“ 污染” ,仅取决于运动部件