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密封基礎(chǔ)知識(2)（小知識）

3.4.1 液體密封膠的施工方法 液體密封膠的施工方法可根據(jù)膠的狀態(tài)選用。膏狀密封可用刮涂或注射槍注射施工;液體密封膠采用的刷子刷涂或噴涂施工;膜狀密封膠用鋪貼方法施工。

　　3.5 國產(chǎn)密封膠

　　3.5.1 室溫硫化聚硫橡膠密封膠為多組分材料，室溫硫化成彈性體，為干性粘著型密封膠，常用的有XM系列密封膠。

　　3.5.2 室溫硫化硅橡膠密封膠 硅橡膠密封膠的有多種特殊性能，如耐高溫、耐低溫性能，良好的電絕緣性能。

　　3.5.3 厭氧膠 3.5.4其他硫化型密封膠

　　3.5.5非硫化型密封膠 非硫化型密封膠大部分為不干性和半干性，其中呈膩子狀的又稱非硫化型膩子。這類膠對溫度敏感性小，在使用溫度范圍內(nèi)密封膠不變形，不開裂，不結(jié)皮，而且長期儲存性好，但力學(xué)性能低，適用于可拆卸部位或緊固聯(lián)接接合面密封、溝槽密封及填堵較大的結(jié)構(gòu)空隙，在液體密封墊中占主要地位，廣泛應(yīng)用于可拆卸部位的密封。

　　4、填料密封

　　填料密封是一種zui古老的密封方式，在中國已有上千年的歷史。它zui早以棉、麻的纖維填塞在泄露通道內(nèi)來阻止液流泄露，主要用作提水機械的密封。 填料密封主要用作動密封。它廣泛用作離心泵、壓縮機、真空泵、攪拌機和船舶螺旋槳的轉(zhuǎn)軸密封，往復(fù)式壓縮機、制冷機的往復(fù)運動軸封，以及各種閥門閥桿的旋動密封等。為了適應(yīng)上述設(shè)備的工作條件，填料密封必需具備下列條件：

　　1) 有一定的塑性，在壓緊力作用下能產(chǎn)生一定的徑向力并緊密與軸接觸。

　　2) 有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，不污染介質(zhì)，填料不被介質(zhì)泡脹，填料中的侵漬劑不被介質(zhì)溶解，填料本身不腐蝕密封面。

　　3) 自潤滑性能良好，耐磨，摩擦因數(shù)小。

　　4) 軸存在少量偏心時，填料應(yīng)有足夠的浮動彈性。

　　5) 制造簡單，填裝方便。 填料的種類很多，可以從其功用方面、構(gòu)造方面和材料方面分類，zui常用的有下面四類：絞合填料、編結(jié)填料、塑性填料、金屬填料。 4.1 絞合填料和編結(jié)填料 絞合填料即把幾股石棉線絞合在一起，將它填塞在填料腔內(nèi)即可起密封作用。

　　編結(jié)填料是以棉、麻以及石棉纖維紡線后編結(jié)而成，并于其中侵入潤滑劑或聚四氟乙烯。

　　4.2 塑性填料 塑性填料是幾經(jīng)膜具壓制成型的填料。

　　4.3 金屬填料 金屬填料有半金屬填料和全金屬填料兩種。所謂半金屬填料是金屬與非金屬組合而成，全金屬填料則不含非金屬。

　　4.4 碳纖維填料 碳纖維填料是一種新型填料。其優(yōu)異的自潤滑性能、耐高、低溫性能和耐化學(xué)品性能引起人們的大的注意，而且作為壓縮填料的彈性和柔軟性也為良好，其缺點僅在于有滲透泄露，但侵漬聚四氟乙烯或其他粘接劑之后可以防止。目前其成本較高，但隨著碳纖維的發(fā)展，其成本定會下降，因此，碳纖維填料是一種zui為理想和zui有希望的填料。`

　　4.5 填料的選擇 選擇填料時，應(yīng)考慮：機器的種類、介質(zhì)的物理、化學(xué)特性、工作溫度和工作壓力，以及運動速度等，其中尤以介質(zhì)的腐蝕性(以pH值表示)，pH值及使用溫度為zui重要。

　　4.6 填料的合理裝填 填料的合理裝填應(yīng)按下列步驟進行：

　　1) 清理填料腔，檢查軸表面是否有劃傷、毛刺等現(xiàn)象。

　　2) 用百分表檢查軸在密封部位的徑向跳動量，其公差應(yīng)在允許范圍內(nèi)。

　　3) 填料腔內(nèi)和軸表面應(yīng)涂密封劑或與介質(zhì)想適應(yīng)的密封劑。

　　4) 對成卷包裝的填料，使用時應(yīng)先取一根與軸徑同尺寸的木棒，將填料纏繞在其上，再用刀切斷，切口呈450斜面，對切斷后的每一節(jié)填料，不應(yīng)讓它松散，更不應(yīng)將它拉直，而應(yīng)取與填料同寬度的紙帶把每節(jié)填料呈圓圈形包扎好，置于潔凈處。

　　5) 裝填時應(yīng)一圈一圈裝填，不得同時裝填幾圈。

　　6) 取一只與填料強同尺寸的木質(zhì)兩半軸套，合于軸上，將填料推入腔的深部，并用壓蓋對木軸套施加一定的壓力，使填料得到預(yù)壓縮。

　　7) 以同樣的方法裝填第二圈、第三圈。

　　8) zui后一圈填料裝填完畢后，應(yīng)用壓蓋壓緊，但壓緊力不宜過大。

5、成型填料密封

　　成型填料密封泛指用橡膠、塑料、皮革及金屬材料經(jīng)模壓或車削加工成型的環(huán)狀密封圈。 成型填料按工作特性分為擠壓型密封圈和唇形密封圈兩類;按材料可分為橡膠類、塑料類、皮革類和金屬類。各種材料的擠壓型密封圈中橡膠擠壓型密封圈應(yīng)用zui廣，其中O形圈歷史zui悠久，zui典型。唇形密封圈的類型很多，有V形、U形、L形、J形和Y形等。

　　5.1 O型密封圈

　　O型密封圈簡稱O型圈，開始出現(xiàn)在19世紀(jì)中葉，當(dāng)時用它作蒸汽機汽缸的密封元件。 O型橡膠密封圈有如下的優(yōu)點：

　　1) 密封部位結(jié)構(gòu)簡單，安裝部位緊湊，重量較輕;

　　2) 有自密封作用，往往只用 一個密封件便能完成密封;

　　3) 密封性能較好，用作靜密封時幾乎可以做到?jīng)]有泄露;

　　4) 運動摩擦阻力很小，對于壓力交變的場合也能適應(yīng);

　　5)尺寸和溝槽已標(biāo)準(zhǔn)化，成本低，便于使用和外購。

　　5.2 V型密封圈

　　V型密封圈為一種唇形密封圈，是使用zui早使用zui多的成型填料之一。它主要用于往復(fù)運動，作活塞或活塞桿的密封。很少用于轉(zhuǎn)動中或作靜密封。

　　V形密封圈有下列特點：

　　1)密封性能良好;

　　2)允許一定的偏心載荷、和偏心運動;

　　3)可以多圈重疊使用，并通過調(diào)節(jié)壓緊力來獲得zui大密封效果;

　　4)耐沖擊壓力和振動壓力;

　　5)當(dāng)填料不能從軸向裝入時，可以開切口使用，只要安裝時將切口互相錯開，不影響密封效果。其缺點是摩擦阻力較其他成型填料的大。

　　5.3 Y型密封圈 活塞密封用的U形和Y形密封圈在形狀上略有不同，U形圈的唇長，底部與唇部同厚度或略大于唇部厚度。Y形圈的純短，底部厚，這是為了克服U形圈常常不能穩(wěn)定安放而設(shè)計的，同時可增大唇的強度，以免唇根部被撕裂。

　　5.4 鼓形和山形密封圈的結(jié)構(gòu)

　　5.4.1 鼓形密封圈的結(jié)構(gòu) 鼓形密封圈又稱活塞密封圈，它是為單向和雙向工作的活塞而設(shè)計的。密封圈的截面、襯套或擋環(huán)的結(jié)構(gòu)與活塞的設(shè)計有很大關(guān)系。由于有各種性能的要求，所以鼓形密封圈的結(jié)構(gòu)也不可能是一致的。

　　5.5 J形和L形密封圈 J形和L形密封圈，都是用于工作壓力不大于1MPa的氣壓或液壓機械設(shè)備的密封。 J形密封圈的是用于活塞桿密封。

　　6.1 油封

　　油封，即潤滑油的密封。它常用于各種機械的軸承處，特別是滾動軸承部位。其功能在于把油腔和外界隔離，對內(nèi)封油，對外封塵。 油封與其他密封比較有下列優(yōu)點：

　　1) 油封重量輕，耗材少。

　　2) 油封的安裝位置小，軸向尺寸小，容易加工。

　　3) 密封性能好，使用壽命較長，對機器的振動和主軸的偏心都有一定的適應(yīng)性。

　　4) 拆卸容易，檢修方便。

　　5) 價格便宜。

　　6.2 防塵密封 油封可作防塵密封的件使用。但是在粉塵嚴(yán)重或是為了保護其他密封件時，常常使用專門的防塵密封。 防塵密封的材料，油壓機械多用橡膠，氣壓機械多用毛氈，飛機和寒帶工作的油缸為了對付活塞桿外部結(jié)冰而用金屬，化工部門為防止活塞桿上的粘著物也用金屬。 防塵密封對保護關(guān)鍵性的液壓設(shè)備是十分重要的。滲入塵土，不僅磨損密封件，而且會大大的磨損導(dǎo)向套和活塞桿。此外，雜質(zhì)進入液壓介質(zhì)中，也會影響操作閥和泵的功能，在zui壞的情況下，也可能損壞這些裝置。防塵圈能除掉活塞桿表面上的塵土和雜物，但損壞活塞桿上的油膜，這對密封件的潤滑也有一定作用。

7.1 磁流體

　　7.1.1 磁流體的組成 1995年由美國帕佩爾(Papell)發(fā)明的磁性流體，是把磁鐵礦等強磁性的微細粉末(約100Å)在水、油類、酯類、醚類等液體中進行穩(wěn)定分散的一種膠態(tài)液體。這種液體具有在通常離心力和磁場作用下，既不沉降和凝聚又能使其本身承受磁性，可以被磁鐵所吸引的特性。 磁流體由3種主要成分組成：

　　1)固體鐵磁體微粒(Fe3O4);

　　2)包覆著微粒并阻止其相互凝聚的表面活性劑(穩(wěn)定劑);

　　3)載液(溶媒)。

　　7.1.2 磁流體的特性 磁流體是一種叫膠體溶液。作為密封用的磁流體，其性能要求是：穩(wěn)定性好，不凝聚、不沉淀、不分解;飽和磁化強度高;起始磁導(dǎo)率大;粘度和飽和蒸氣低，其他如凝固點、沸點、導(dǎo)熱率、比熱和表面張力等也有一定的要求。 影響磁流體穩(wěn)定的主要因素有：微粒力度大小、表面活性劑和載液以及它們的合理配比。穩(wěn)定性是磁流體各種特性存在的前提。

　　7.2 磁流體密封的工作原理 圓環(huán)形*磁鐵，靴和轉(zhuǎn)軸所構(gòu)成的磁性回路，在磁鐵產(chǎn)生的磁場作用下，把放置在軸與靴頂端縫隙間的磁流體加以集中，使其形成一個所謂的“O”形環(huán)，將縫隙通道堵死而達到密封的目的。這種密封方式可用于轉(zhuǎn)軸是磁性體和轉(zhuǎn)軸是非磁性體兩種場合。前者磁束集中于間隙處并貫穿轉(zhuǎn)軸而構(gòu)成磁路，而后者磁束比不通過轉(zhuǎn)軸，只是通過密封間隙中的磁流體而構(gòu)成磁路。

　　7.2.3 限條件 磁流體密封在工作時會受到下列條件的限制：

　　1)蒸發(fā)。磁流體由磁性微粒、表面活性劑和載液3部分組成，載液的蒸發(fā)是決定密封限旋轉(zhuǎn)頻率和使用壽命的主要因素。因為密封是靠有限的磁流體工作的。為此，應(yīng)選用蒸汽壓低的載液，使蒸發(fā)損失為zui小值。

　　2)溫升。溫度升高會導(dǎo)致磁鐵退磁和磁流體的蒸發(fā)。因為溫度升高，粘度降低，功率消耗也就降低，這是有利的一面。但是溫度的、升高，磁飽和強度下降，也可能使密封的耐壓能力有些下降，因此，磁流體溫度一般不應(yīng)高于105℃，否則應(yīng)采用冷卻措施。

　　3)限真空度。磁流體密封限真空度取決于載液的揮發(fā)度，用二脂潤滑劑作成的載液可滿足1.333×10-7Pa超高真空技術(shù)的要求。

　　4)周速。一般磁流體密封適用于高周速30m/s以上的運轉(zhuǎn)，無限標(biāo)志。但考慮到溫度和散熱，周速應(yīng)限制在60～80m/s，此時還要考慮限耐壓能力。

　　8、高壓密封

　　高壓密封的型式很多，按其工作原理分為強制密封和自緊密封兩類。強制密封是依靠聯(lián)接件(螺栓)的預(yù)緊力來保證壓力容器的頂蓋、密封元件和圓筒體端部之間具有一定的接觸壓力，以達到密封的目的。自緊密封是隨著壓力容器內(nèi)的操作壓力增加，密封元件與頂蓋、圓筒體端部之間的接觸壓力也隨之增加，由此實現(xiàn)密封作用。自緊密封的特點是壓力越高，密封元件在接觸面的壓緊力就 越大，密封性能也就越好，操作條件波動時，密封仍然可靠。但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造較困難。自緊密封按密封元件變形方式還可以分為軸向自緊密封和徑向自緊密封。 按密封材料性能，高壓密封又可分為使密封元件產(chǎn)生塑性變形的塑性密封，使密封元件產(chǎn)生彈性變形的彈性密封。 目前，壓力容器常用的密封型式有如下幾種：

　　1) 強制密封有平墊密封，卡扎里密封和八角墊密封;

　　2) 半自緊密封有雙錐密封;

　　3) 自緊密封有楔形密封，五德密封，空心金屬O形環(huán)密封，C形環(huán)密封，B形環(huán)密封，三角墊密封，八角墊密封，平墊自緊密封及橡膠O形圈密封等