必威体育精装版整理第四章填料密封.ppt

1.基本结构 2.软填料的分类、材料和结构 a：分类 按功能、材料和加工方法等分类。 b：材料 实际软填料由基体材料和辅助材料组成，基体材料用于满足耐热性、化学稳定性方面的要求，而辅助材料则满足润滑性、致密性或防腐蚀的要求 c：编结填料结构 编结填料按编织方式分为夹心套层式编结填料、发辫式编结填料和穿心式编结填料等三种。 4.1.2 软填料密封的原理 （1）应力特征 在预装填料的填料函中，流体可能的泄漏通道主要是穿过软填料材料本身的渗漏和通过填料与轴外表面，以及填料与填料函内壁表面之间的间隙的泄漏。 对于填料材料本身的渗漏，可以通过以下解决：一、压缩时软填料被压实，二、通过改变填料材料或结构 对于填料与填料函内壁面的泄漏：无相对运动，泄漏量好控制 因此，填料与运动的轴或杆之间的泄漏或逸散成为填料密封成功的关键。 1. 软填料密封的安装状态，即预紧压盖螺栓，轴是静止的，没有密封介质压力存在。 螺栓伸长时产生一轴向力 ，压盖压力 ， A为填料函的环形截面积， 。 填料具有粗糙的表面，且是可压缩的材料 径向应力 ，K称为侧压系数，小于零， 是填料的轴向应力。 由于填料与轴和填料函壁之间的摩擦作用，使填料沿填料函轴向长度的压缩程度从压盖向填料函底递减，所以填料的径向应力也沿填料函轴向长度递减。 4.2 往复密封 往复密封——是指用于过程机械作往复运动机构处的密封，包括液压密封、气动密封、活塞环密封、柱塞泵密封等。 对液压密封的基本要求如图所示： 图4-14，操作过程中，流体压力P作用在密封环暴露于介质的表面，使得密封面的接触应力增加到，此时 大于被密封的流体压力P，从而实现了密封。 中间空腔内会产生足够的流体动压力来减轻密封面的接触压力，从而减少摩擦。 （5）．防尘密封 在外行程时，防尘密封应当允许残留的流体润滑膜通过，而在内行程时该流体膜不能被除掉，允许流体膜通过，维持十分之几微米的润滑膜对减少摩擦和磨损是十分必要的。 4.2.2 气动密封 图4-28表示了气动气缸的主要构件，其密封构件有：活塞杆密封、活塞密封、防尘密封、冲程终了刹车系统的衬垫密封。 （1）. 基本要求 对于气动气缸，摩擦问题是最重要的，气体的泄漏降为其次。密封件的润滑问题是气动密封的设计要点。 对于很多场合，不允许对气动设备进行油雾润滑，解决方案是采用无油空气。在整个设备周期内，润滑膜均存在而无需维护。 （2）. 气动密封典型唇口结构 图4-30为典型弹性体气动密封唇口部位的两种结构，其初始接触应力决定于密封与其偶合密封面的过盈量。密封的接触应力随气体压力的增加而增加，即具有自紧作用，不过这也将导致摩擦力的增加。 现代气动技术的发展，要求气动密封的润滑持久、有效和抗腐蚀，能实现无油润滑。 （3）. 常见气动密封形式及特点 1. O形圈 与液压往复运动O形圈密封相比，相同断面尺寸的O形圈，气动密封的沟槽尺寸要窄、要深，其目的是减少对密封圈的压缩作用，以降低摩擦阻力。 X形密封圈减少了接触面，并在两接触角间可储存润滑剂，有利于减少摩擦和改善润滑。 2. 唇形气动密封 用于液压的唇形密封圈，也可以用于气动往复密封，只不过气动密封的沟槽深度要大一些，其目的是减少密封圈的压缩率以降低摩擦。 气动专用的唇形密封圈，与液压密封圈相比，唇口较薄，接触部位隆起。 （3）方形圈气动密封 （4）. 无油润滑气动密封 4.2.3 活塞和活塞杆密封 活塞与气缸内表面的密封由活塞环来实现；活塞杆与缸体的密封一般由填料密封来实现 1. 活塞密封—活塞环 活塞环是依靠阻塞和节流机理工作的接触式动密封。 （1）活塞环密封的基本原理 图a表示自由状态的活塞环。由于环本身的张力，迫使环的开口端向外扩张而使环的外侧贴紧缸壁，形成第一密封面。 当施加系统压力△P后，环被推向泄漏的方向，与活塞环槽的侧面形成第二次接触密封，如图b,构成第二密封面。 如果活塞环处于中间位置，不与槽的侧壁形成第二密封面，则发生泄漏，如图c. 当气体压力△P起作用时，作用在环外侧的气体压力增强了一次接触密封。 总接触压力包括环的初始接触压力和气体压力产生的接触压力。 通常气体压力产生的接触压力较大，是形成轴向和径向密封阻力的主要原因。 但当气体压力较小时，则环的张力可能是主要的。 （2）活塞环的作用 活塞式压缩机分为油润滑压缩机和无油润滑压缩机。 1. 油润滑活塞环 2.无油润滑活塞环 4.2.3 旋转轴唇形密封 唇形密封——结构简单、紧凑、摩擦阻力小，对无压或低压环境的旋转轴密封可靠 1 .唇形密封 （1）无压旋转轴唇形密封