流体润滑与密封基础课件-第3章 旋转唇形密封.pptxVIP

流体密封前言 唇形密封由于结构简单、紧凑，摩擦阻力小。对无压或低压环境的旋转轴密封可靠，因而获得了广泛应用。 在无压环境中，常用于防止机械润滑油的向外泄漏，故又称为“油封”；或者用于防止外界灰尘等有害物质进人机械内部，这称之为 “防尘密封”。 在压力较低的环中，出于成本或机械结构空间限制的考虑，旋转轴也往往采用唇形密封。分类： 无压旋转轴唇形密封 耐压旋转轴唇形密封旋转唇形密封 流体密封 用于防止机械润滑油的向外泄漏，故又称为“油封”； 用于防止外界灰尘等有害物质进人机械内部，称之为 “防尘密封”。旋转唇形密封 流体密封 为了进一步提高保护轴承的效果，防止润滑剂的漏出和灰尘的进人，出现了专门设计的轴承隔离圈。上图即为一种专门设计的轴承隔离圈，它包含一个静止环和一个旋转环。随轴旋转的润滑剂由于受到静止环的限制、回流作用将被保持在密封腔内；污物由于受到旋转环离心作用无法进入密封腔中。轴承隔离圈起到了“隔离”润滑剂和外界污物的作用。轴承隔离圈可以卧式安装，也可以立式安装，并有不同的形式，但均包含有一旋转件和一静止件。旋转唇形密封 旋转唇形密封流体密封工作环境：对于大多数带有油润滑旋转轴的过程机器中，润滑油并没有压力，或者密封处并没有完全浸没于润滑油中。密封处或者部分或者暂时浸没于润滑油中，或者直接处于一种飞溅润滑的环境中，如汽车发动机和齿轮箱的转轴密封。发展历程：早期的汽车发动机，速度很低，采用简单纤维或皮革材料来完成密封工作;但后来，随着转轴速度和温度的提高，研制开发了各种弹性体径向唇形密封结构。在现代发动机和齿轮箱中，要求转轴密封能够满足30m/s的线速度和130C润滑油温度的工况要求，同时要求无泄漏操作。与此同时，密封必须要能够防止外界的灰尘、水滴等进人机械内部。1无压旋转轴唇形密封 旋转唇形密封流体密封1.1 弹性体唇形密封的基本概念  ◆弹性体填料密封 (夹持密封环)由于填料本身与旋转轴的接触面积大，摩擦、磨损相当严重，并且对轴的径向跳动补偿能力很弱[图4 (a)]。◆采用弹性体浮动环结构后，接触宽度减少，情况得到了很大改善[图(b)]，浮动密封环被撑大装于轴上，密封环内径与轴的过盈配合形成了接触载荷。与弹性体填料密封相比，浮动环密封的主密封界面的摩擦功耗和温升得以降低，但轴向密封界面的摩擦接触限制了密封追随轴径向位移的能力。1无压旋转轴唇形密封发展历程 旋转唇形密封流体密封1.1 弹性体唇形密封的基本概念  ◆最后，发展到了柔性隔膜顶端携带唇形密封环的结构[图 (C)]，隔膜起到了第二密封功能的作用，并有效地、无摩擦地对唇形密封环进行了悬挂支撑。为了补偿因弹性材料老化而发生的应力松弛，接触载荷用卡紧弹簧进行增强。为保证密封可靠性和高效率，在现代唇形密封中，这些原则特征得到明显体现。1无压旋转轴唇形密封 旋转唇形密封流体密封弹性体唇形密封的密封唇几何形状： 右图为现代弹性体径向唇形密封的结构图，柔性环状隔膜的一端为密封唇口，另一端与金属骨架固联。密封唇口的接触面为0.1~0.2mm宽的环带。多年的研究和开发结果表明，要获得无泄漏的唇形密封，要求： ＊选择合适的弹性材料； ＊密封带的形状和位置； ＊密封带与弹簧的相对位置。1无压旋转轴唇形密封 旋转唇形密封流体密封弹性体唇形密封的密封唇几何形状： 唇角的基本要求：密封面由两个相交的锥面形成。在安装后，油侧的接触角 要明显大于空气侧的接触角 ，角度较大的一侧应和弹簧处于同一侧，暴露于被密封的流体中，否则，当轴旋转密封就会发生泄漏。上图分别表示了唇形密封正常安装和反向安装的情况。在静止时，两者均能密封;但当轴旋转时，正常安装的唇形密封保持无泄漏，而反向安装的唇形密封发生泄漏，转速越高，泄漏越严重，其物理机理后面将进行解释。1无压旋转轴唇形密封 旋转唇形密封流体密封弹性体唇形密封的密封唇几何形状： 为了使唇形密封获得良好的密封效果：☆油侧的接触角为40o~60o。 ☆空气侧的接触角为25o~30o。 ☆弹簧中心与密封唇口中心要有一轴向偏置量，其值一般为0.4~0.7mm，弹簧偏向隔膜侧。☆密封唇口接触宽度典型值为0.1~0.l5 mm，经500~1000h的跑合运转后，接触宽度增至0.2~0.3mm。在含磨粒性的介质环境中，接触宽度可能进一步增加至0·5~0.7mm，甚至更多 。1无压旋转轴唇形密封 旋转唇形密封流体密封1无压旋转轴唇形密封弹性体唇形密封的密封界面特性: 主要包括以下几个方面： 密封