工程機械密封件分類及應(yīng)用
工程機械密封件分類及應(yīng)用
根據(jù)密封結(jié)構(gòu)的類型、密封機理、密封件形狀和材料等，密封可按表29.2-1分類。
表29.2-1 密封的分類
對密封的基本要求是密封性好、安全可靠、壽命長，燕應(yīng)力求結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡單，制造維修方便，成本低廉，大多數(shù)密封件易損件，應(yīng)保證互換性，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。
各種型式的密封，都有其特點和使用范圍，設(shè)計密封時應(yīng)先進(jìn)行分析比較。
表29.2-2列出了各種常用密封方法的特征，表29.2-3為動密封的種類與應(yīng)用范圍。
密封類型 往復(fù)運動 轉(zhuǎn)動 耐壓性 耐高速性 耐熱性 耐寒性 耐久性 用途 備注
填料密封 良 良 良 良 良 可 可 泵、水輪機、閥、高壓釜。 可用纏繞填料、紡織填料或成型填料。
O形圈密封 良 可 良 可-良 可-良 可 可 活塞密封 可廣泛用作靜密封，此時耐久性良好。
Y形圈密封 優(yōu) × 優(yōu) 良 良-可 可 可 活塞密封 有時作靜密封
機械密封 × 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 泵、水輪機、高壓釜、壓氣機、攪拌。可用不同的材料組合，包括金屬波紋管密封
油封 （可） 優(yōu) 可 優(yōu) 良-可 可 可 軸承密封 或與其他密封并用，防塵
分瓣滑環(huán)密封 可 良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 水輪機、汽輪機 多用石墨作滑環(huán)
迷宮式密封 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 汽輪機、泵、壓氣機 往復(fù)用時，宜高速，低速不用
浮動環(huán)密封 可 良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 泵、壓氣機
離心密封和螺旋密封
× 優(yōu) 良 良 良 良 優(yōu) 泵
磁流體密封 × 優(yōu) 可 優(yōu) 良 優(yōu) 優(yōu) 壓氣機 只用于氣體介質(zhì)
表29.2-3 動密封的種類與應(yīng)用范圍
種類 真空（絕對壓力）/MPa 壓力（表壓）/MPa 工作溫度/℃ 線速度/m·s-1 泄漏率/ m·h-1 使用期限 應(yīng)用舉例
壓緊填料密封 1.33×10-3 31.38 -240～600 20 10～1000 - 清水離心泵，柱塞泵、閥桿密封
接 觸 型 成型填料 擠緊型 1.33×10-7 98.07 -45～230 10 0.001～0.1 6個月～1年 液壓缸、水壓缸
唇型 1.33×10-9 0.1～10
橡膠油封 油封 - 0.29 -30～150 12 3～6個月 軸承封油與防塵
防塵油封
硬填料密封 往復(fù) - 294.20 -45～400 - 3個月～1年 活塞桿密封
旋轉(zhuǎn) - 6個月～1年 航空發(fā)動機主軸承封油
脹圈密封 往復(fù) 1.33×10-3 300 12 0.2%～1%吸氣容積 3～6個月 汽油機、柴油機、壓縮機、液壓缸、航空發(fā)動機主軸承封油
旋轉(zhuǎn) 0.2 -
機械密封 普通型 1.33×10-7 7.85 -196～400 30 0.1～150 6個月～1年 化工用、電廠用、煉油廠用的離心泵
液膜 - 31.38 -30～150 30～100 100～5000 1年以上 大型泵、透平壓縮機
氣膜 1.96 不限 不限 - 航空發(fā)動機
迷宮密封 1.33×10-5 19.61 600 不限 大 3年以上 蒸汽透平、燃?xì)馔钙健⒚詫m活塞壓縮機
非接觸型 動力密封 離心密封 背葉輪 1.33×10-3 0.25 0～50 30 - 1年以上 礦漿泵
甩油環(huán) 油封 - 0 不限 不限 - 非易損件 軸承封油與防塵
防塵
螺旋密封 螺旋密封 1.33×10-3 2.45 -30～100 30 - 取決于軸承壽命 軸承封油、鼓風(fēng)機封油
螺旋迷宮密封 - 70 鍋爐給水泵輔助密封
其他 鐵磁流體密封 1.33×10-13 （4.12） （-50～90） （70） - - -
全封閉密封
密封設(shè)計中的幾個問題
密封用材料
密封材料應(yīng)滿足密封功能的要求。由于被密封的介質(zhì)不同，以及設(shè)備的工作條件不同，要求密封材料具有不同的適用性。對密封材料的要求是：①材料致密性好，不易泄漏介質(zhì)；②有適當(dāng)?shù)臋C械強度和硬度；③壓縮性和回彈性好，永久性變形小；④高溫下不軟化、不分解，低溫下不硬化、不脆裂；⑤抗腐蝕性能好，在酸、堿、油等介質(zhì)中能長期工作，其體積一硬度變化小，且不粘附在金屬表面上；⑥摩擦系數(shù)小，耐磨性好；⑦具有與密封面貼全的柔軟性；⑧耐老化性好，經(jīng)久耐用；⑨加工制造方便，價格便宜，取材容易。顯然，任何一種材料要完全滿足上述要求是不可能的，但具有優(yōu)異密封性能的材料能夠滿足上述大部分要求。
可橡膠是最常用的密封材料，除橡膠外，適合于做密封材料的還有石墨帶、聚四氟乙烯以及各種密封膠等，表29.2-4列出密封材料的分類和用途。
表29.2-2 常用密封方法的特征
類別 材料 用途
液體 高分子材料 液態(tài)密封膠、厭氧膠、熱熔型密封膠
纖維 植物纖維 棉、麻、紙、軟木 墊片、軟填料、防塵密封件、夾布橡膠密封件
動物纖維 毛、氈、皮革 墊片、軟填料、成型填料、油封、防塵密封件
纖維 礦物纖維 石棉 墊片、軟填料
人造纖維 有機合成纖維、玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維 軟填料、夾布橡膠密封件
彈塑性體 橡膠 合成橡膠、天然橡膠 墊片、成型填料、油封、軟填料、防塵密封件、全封閉密封件
塑料 氟塑料、尼龍、聚乙烯、酚醛塑性、氯化聚醚、聚苯硫醚 墊片、成型填料、油封、軟填料、硬填料、活塞環(huán)、機械密封、防塵密封件、全封閉密封件
密封膠 液態(tài)密封膠、厭氧膠 墊片、導(dǎo)管聯(lián)接、螺紋密封
無機材料 柔生石墨 天然石墨 墊片、軟填料、密封件
碳石墨 焙燒碳、電化石墨 機械密封、硬填料、動力密封、間隙密封
工程陶瓷 氧化鋁瓷、滑石瓷、金屬陶瓷、氧化硅、硼化鉻
金屬 有色金屬 銅、鋁、鉛、鋅、錫及其合金 墊片、軟填料、機械密封、迷宮密封、硬填料、間隙密封
黑色金屬 碳鋼、鑄鐵、不銹鋼、堆焊合金、噴涂粉末 墊片、硬填料、機械密封、活塞環(huán)、間隙密封、防塵密封件、全封閉密封件、成型填料
硬質(zhì)合金 鎢鈷硬質(zhì)合金、鎢鈷鈦硬質(zhì)合金 機械密封
貴金屬 金、銀、銦、鉭 高真空密封、高壓密封、低溫密封
