但力学性能低,适用于可拆卸部位或紧固联接接合面密封、沟槽密封及填堵较大的结构空隙,在液体密封垫中占主要地位,广泛应用于可拆卸部位的密封。
4.基础知识——填料密封
填料蜜密封是一种最古老的密封方式,在中国已有上千年的历史。它最早以棉、麻的纤维填塞在泄露通道内来阻止液流泄露,主要用作提水机械的密封。
填料密封主要用作动密封。它广泛用作离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封,往复式压缩机、制冷机的往复运动轴封,以及各种阀门阀杆的旋动密封等。为
了适应上述设备的工作条件,填料密封必需具备下列条件:
1) 有一定的塑性,在压紧力作用下能产生一定的径向力并紧密与轴接触。
2) 有足够的化学稳定性,不污染介质,填料不被介质泡胀,填料中的侵渍剂不被介质溶解,填料本身不腐蚀密封面。
3) 自润滑性能良好,耐磨,摩擦因数小。
4) 轴存在少量偏心时,填料应有足够的浮动弹性。
5) 制造简单,填装方便。
填料的种类很多,可以从其功用方面、构造方面和材料方面分类,最常用的有下面四类:绞合填料、编结填料、塑性填料、金属填料。
4.1 绞合填料和编结填料
绞合填料即把几股石棉线绞合在一起,将它填塞在填料腔内即可起密封作用。
编结填料是以棉、麻以及石棉纤维纺线后编结而成,并于其中侵入润滑剂或聚四氟乙烯。
4.2 塑性填料
塑性填料是几经膜具压制成型的填料。
4.3 金属填料
金属填料有半金属填料和全金属填料两种。所谓半金属填料是金属与非金属组合而成,全金属填料则不含非金属。
4.4 碳纤维填料
碳纤维填料是一种新型填料。其优异的自润滑性能、耐高、低温性能和耐化学品性能引起人们的极大的注意,而且作为压缩填料的弹性和柔软性也极为良好,其缺点仅在于有渗透
泄露,但侵渍聚四氟乙烯或其他粘接剂之后可以防止。目前其成本较高,但随着碳纤维的发展,其成本定会下降,因此,碳纤维填料是一种最为理想和最有希望的填料。`
4.5 填料的选择
选择填料时,应考虑:机器的种类、介质的物理、化学特性、工作温度和工作压力,以及运动速度等,其中尤以介质的腐蚀性(以pH值表示),pH值及使用温度为最重要。
4.6 填料的合理装填
填料的合理装填应按下列步骤进行:
1) 清理填料腔,检查轴表面是否有划伤、毛刺等现象。
2) 用百分表检查轴在密封部位的径向跳动量,其公差应在允许范围内。
3) 填料腔内和轴表面应涂密封剂或与介质想适应的密封剂。
4) 对成卷包装的填料,使用时应先取一根与轴径同尺寸的木棒,将填料缠绕在其上,再用刀切断,切口最好呈450斜面,对切断后的每一节填料,不应让它松散,更不应将它拉直
,而应取与填料同宽度的纸带把每节填料呈圆圈形包扎好,置于洁净处。
5) 装填时应一圈一圈装填,不得同时装填几圈。
6) 取一只与填料强同尺寸的木质两半轴套,合于轴上,将填料推入腔的深部,并用压盖对木轴套施加一定的压力,使填料得到预压缩。
7) 以同样的方法装填第二圈、第三圈。
8) 最后一圈填料装填完毕后,应用压盖压紧,但压紧力不宜过大。
5.基础知识——成型填料密封
成型填料密封泛指用橡胶、塑料、皮革及金属材料经模压或车削加工成型的环状密封圈。
成型填料按工作特性分为挤压型密封圈和唇形密封圈两类;按材料可分为橡胶类、塑料类、皮革类和金属类。各种材料的挤压型密封圈中橡胶挤压型密封圈应用最广,其中O形圈历
史最悠久,最典型。唇形密封圈的类型很多,有V形、U形、L形、J形和Y形等。
5.1 O型密封圈
O型密封圈简称O型圈,开始出现在19世纪中叶,当时用它作蒸汽机汽缸的密封元件。
O型橡胶密封圈有如下的优点:
1) 密封部位结构简单,安装部位紧凑,重量较轻;
2) 有自密封作用,往往只用 一个密封件便能完成密封;
3) 密封性能较好,用作静密封时几乎可以做到没有泄露;
4) 运动摩擦阻力很小,对于压力交变的场合也能适应;
5)尺寸和沟槽已标准化,成本低,便于使用和外购。
5.2 V型密封圈
V型密封圈为一种唇形密封圈,是使用最早使用最多的成型填料之一。它主要用于往复运动,作活塞或活塞杆的密封。很少用于转动中或作静密封。
V形密封圈有下列特点:
1)密封性能良好;
2)允许一定的偏心载荷、和偏心运动;
3)可以多圈重叠使用,并通过调节压紧力来获得最大密封效果;
4)耐冲击压力和振动压力;
5)当填料不能从轴向装入时,可以开切口使用,只要安装时将切口互相错开,不影响密封效果。其缺点是摩擦阻力较其他成型填料的大。
5.3 Y型密封圈
活塞密封用的U形和Y形密封圈在形状上略有不同,U形圈的唇长,底部与唇部同厚度或略大于唇部厚度。Y形圈的纯短,底部厚,这是为了克服U形圈常常不能稳定安放而设计的,同
时可增大唇的强度,以免唇根部被撕裂。
5.4 鼓形和山形密封圈的结构
5.4.1 鼓形密封圈的结构
鼓形密封圈又称活塞密封圈,它是为单向和双向工作的活塞而设计的。密封圈的截面、衬套或挡环的结构与活塞的设计有很大关系。由于有各种性能的要求,所以鼓形密封圈的结
构也不可能是一致的。
5.5 J形和L形密封圈
J形和L形密封圈,都是用于工作压力不大于1MPa的气压或液压机械设备的密封。J形密封圈的是用于活塞杆密封
6.基础知识——油封和防尘密封
6.1 油封
油封,即润滑油的密封。它常用于各种机械的轴承处,特别是滚动轴承部位。其功能在于把油腔和外界隔离,对内封油,对外封尘。
油封与其他密封比较有下列优点:
1) 油封重量轻,耗材少。
2) 油封的安装位置小,轴向尺寸小,容易加工。
3) 密封性能好,使用寿命较长,对机器的振动和主轴的偏心都有一定的适应性。
4) 拆卸容易,检修方便。
5) 价格便宜。
6.2 防尘密封
油封可作防尘密封的件使用。但是在粉尘严重或是为了保护其他密封件时,常常使用专门的防尘密封。
防尘密封的材料,油压机械多用橡胶,气压机械多用毛毡,飞机和寒带工作的油缸为了对付活塞杆外部结冰而用金属,化工部门为防止活塞杆上的粘着物也用金属。
防尘密封对保护关键性的液压设备是十分重要的。渗入尘土,不仅磨损密封件,而且会大大的磨损导向套和活塞杆。此外,杂质进入液压介质中,也会影响操作阀和泵的功能,在