密封结构设计章要点分析.pptVIP

第五章、密封结构设计 5.1概述 5.2静密封结构 5.3动密封结构 5.4特殊密封结构 5.1、概述 一、密封结构的功能与种类 密封结构的作用是造成一个相当封闭的空间。对不同的产品， 密封的功能和要求不同。 对于依靠封闭实现功能或进行、完成工作的产品，密封结构的 主要功能是保证产品可靠工作、实现产品设计功能和效率。如 液压、气压系统、发动机、空压机等的密封。通常这类产品对 密封的要求较高。对于容纳、储存、传输物料的产品，密封的 主要功能是防止泄露。如冰箱门、打印机墨盒、暖气片、输油 管道、燃气输送系统等的密封。此类产品的密封要求主要取决 于泄露造成的影响程度，泄露影响越大，密封要求越高。 密封的方法很多，可以按密封材料、工艺、结构特征、效果等 划分。由于产品的密封结构通常都是在结合面上，通常按密封 结构的运动状态，将密封结构划分为静密封和东密封两种。 静密封指在相对静止的结合面上的密封结构。静密封主要用于 各种固定连接处，需要以一定的压力密合保持密封效果。静密 封又可按具体实施方式与方法分为垫片密封、填料密封、胶密 封、螺纹密封、管箍密封、自紧密封等。 动密封指运动接触面间的密封，典型例子就是活塞与缸筒之间 的密封。动密封的方法很多，按密封状态可分为接触密封、无 接触密封等；按实施方式和结构特点，可分为填料密封、机械 密封、动力密封、迷宫密封等。 二、密封结构的材料 可用于密封的材料种类和形式很多，需合理选用。 选择密封材料的主要因素包括： 产品的特点（如工作温度、接触介质、运动状况等） 密封的要求（可靠性、耐久性等） 密封方式，维护维修（装拆方便性、互换性、频繁程度等） 加工、制造工艺性和成本因素等 密封材料常用以下几种： 金属：铜垫片、钢垫片（冲压成型，用于发动机缸体等密封），纯铜垫（液压系统的静密封）。 聚四氟乙烯：成型件主要用于重要的阀门等；生料带，用于水暖管、燃气管道接头等螺纹密封。 橡胶：用于水截门、低压无腐蚀管道对接头等密封。 密封圈：有O形圈、V形圈、Y形圈、唇形圈等，由橡胶、聚氨酯等制成，标准化零件，广泛用于液压、气动系统的动、静密封。 毛毡：机械系统油封等。 密封胶：有环氧树脂、酚醛树脂、氯丁胶等，按连接材料和密封要求选用。 5.2、静密封结构 一、垫片密封 在密封结合面间夹入金属或非金属垫片，实现密封。垫片密封 需要一定的压力施加在垫片上，使垫片变形后充满间隙。垫片 密封通常用螺纹紧固件施加预紧力，机械结构上采用法兰形式 较简单、有效。 图5-1为常用的法兰连接垫片密封结构形式。其中，图5-1（a）~图5-1（d）的垫片为非金 属软垫片，适于设备和管道连接密封，垫片面积大，法兰受力均匀，但需螺栓预紧力大。 图5-1（e）采用金属垫，主要用于压力管道连接接头。 机械设备、液压系统 等使用的螺纹连接的 密塞、管接头也使用 垫片密封，如图5-2所 示。图5-2（a）~图5- 2（c）用非金属软垫 片，垫片在紧螺纹时 易变形，用于低压场 合。图5-2（d）、图 5-2（e）用非金属软 垫片时，适用于低 压，用金属垫片可用 于高压场合。图5-2 （f）用金属锥形垫 片，适用于高压管 道，压力可达250MP。 二、填料密封 填料密封使用橡胶等柔软材料，通过挤压变形填充密封间隙。 图5-4为两种可 用于重要管道 连接的填料密 封结构，如啤 酒、饮料、化 工原料生产设 备的输送管道 等。 三、O形圈密封 O形圈有系列化产品供应，使用方便。O形圈的材料有多种，耐 油橡胶材料制品最常见。此外还有聚氨酯、聚四氟乙烯和金属 等制成的。 图5-5为非金属 O形圈密封常用 结构。 图5-6为金属O形圈密封的常用结构。 金属O形圈分为充气式和自紧式两种。充气式为在环内充惰性气 体，可增加环内的回弹力，用于高温场合。自紧式是在环的内 侧圆周上制有若干小孔，介质进入环内使环具有自紧性，用于 高压场合。 金属O形圈密封性能优良，适于高温、高压、高真空和低温等条 件。 四、其他密封结构 如图5-8所示，螺 纹连接密封一般 需在螺纹处放置 密封胶、麻线或 聚四氟乙烯生料 带等提高密封效 果，常用于水暖 管件连接。 研合面密封指 依靠结合面精 密研配消除间 隙，再通过螺 栓等施加压力 形成密封的结 构，如图5-9所 示，常用于不 能用垫片密封 的场合。 5.3、动密封结构 一、毛毡密封 毛毡密封主要用于伸出的机械旋转转轴轴承盖内、滑动部件与 导轨接合的裸露端部等，起保护作用。 毛毡密封结构简单，成本低，但容易脏污失效，不适于高速场 合。 图5-10为毛毡密封 用于轴承盖的几种 结构。 二、唇形圈密封 唇形圈因截面形状呈纯状而得名。如图5-11所示，一般唇形圈 都带有金属骨架和螺旋弹簧，起