机械设计-密封件
机械密封结构
机械密封结构
从结构比较来看，单端面比双端面简单，在制造和装拆上较 容易，因而使用很普遍。双端面因要通入带液体（封液）至 密封腔内起“封堵”和润滑作用，就需另设一套装置。单端 面只适用于一般场合。双端面适用于强腐蚀、主温、带悬浮 颗粒及纤维的介质、气体介质、易燃易爆介质、易挥发粘度 低的介质、高真空、贵重物料及要求介质与空气隔绝且允许 内漏的情况。
机械密封结构
机械密封结构
机械密封结构
机械密封结构
第二节 密封特性与端面液膜承载能力
一、密封特性
1.轴承润滑理论
（1）两平行平板
贴近移动板的油层速度 贴近静止板的油层速度 各油层以不同速度 移动
FX
v
u
y
移动件
O
静止件
Y
油层间剪应力 与速度梯度油层
成正比
此式也称为牛顿粘性液摩擦定律 式中，A——移动板的面积 η——比例常数，即液体的粘度。
内装式受力情况比较好，刚开车时介质压力较低，由不太大 的弹簧力即可对摩擦面构成初始的密封，此时因端面比压较 小，容易形成液膜。内装式端面比压随介质压力增在而增大， 因而增加了密封的可靠性。
一般情况下内装式的介质泄漏方向与离心力方向相反，泄漏情况较外装 式好。所以在介质无腐蚀以及不影响弹簧机能时，应尽可能采用内装式 结构。
机械密封结构
4、单端面、双端面和多端面
按摩擦面对数分为单端面、 双端面和多端面。
单端面：指在密封机构中仅 有一对摩擦副。
双端面：指在密封机构中有 两对摩擦副，且两对摩擦副 处于相同封液压力下（图35）。
密封机构中有两对以上的摩 擦副且密封腔的压力逐渐降 低，根据摩擦副的对数分别 称为双端面、三端面和多端 面。
机械密封结构
机械密封的设计和选用
减少与腐弹簧应加保危险大的介质选用双端面密封；耐酸机械密封1—静环 2—动环 3—弹簧 4—波纹管说明：1)此结构为单弹簧聚四氟乙烯波纹管，外装式； 2)摩擦副由氧化铝陶瓷与填充玻璃纤维聚四氟乙烯组对，填充聚四氟乙烯耐磨端与纯聚四氟乙烯波纹管制成一体；3)弹簧可采用普通不锈钢制造低摩擦系数和热膨胀系数的材如选用热膨胀 热油泵用高温机械密封 1—内冲洗节流套 2—轴套 3—动环 4—金属波纹管静环组件 5—导流套 6—填料密封说明：1)采用冲洗、冷却结构以提高冷却效果，设置导流套增加冷却面积； 2)采用金属波纹管结构；3)采用低膨胀合金镶装石墨静环；可采取强防液氧泵低温机械密封1—动环2—静环 3—波纹管 4—弹簧 5—导流套说明：1)该结构适用工作温度为-196℃；2)采用静止式金属波纹管单端面结构；3)摩擦副材料组对为青铜对石墨；4)引入干燥氮气保护，稀释泄漏的氧气，吹扫密封件周围的空气，避免空气中的水汽在密封件与轴上冻结粒堵塞结构。
如外装式结构；采用应将弹簧与介质隔但当介质浓度高，杂质含量大时，须用双耐磨机械密封1—静环2—动环 3—波纹管 4—弹簧说明：1)此结构为双端面，橡胶波纹管结构；2)端面材料为碳化硅对碳化硅端面受力合理，尽量减小变形；减小载荷系数选用可靠的传动方式，如键、销高压中速机械密封1—弹簧2—动环 3—静环 4—耐磨涂层 5—防挤出挡圈说明：1)此结构用于压差7MPa，速度不大于15m/s的场合；2)静环由碳石墨制成，动环使用高弹性模量的硬质合金嵌件，且基环有足够的截面厚度，因而可适用于高压变工况的情况尽量减少旋转尽高速机械密封1—止推轴承2—动环 3—静环说明：1)该结构适用于大轴径及转速高达10 000 r/min的情况；2)动环由止推轴承定位，由键传递转矩；3)动环的浮动性好。
工程机械密封方案设计
工程机械密封方案设计1. 工程机械密封方案的分类在工程机械中，有许多不同类型的密封方案可供选择，其中包括静态密封、动态密封和旋转密封。
静态密封用于防止液态或气体流出，例如管道连接处的垫片。
动态密封主要用于防止流体从一个运动部件到另一个运动部件的泄漏，例如活塞环。
旋转密封主要用于防止转动轴处的润滑油或液体泄漏，例如轴承处的密封圈。
2. 工程机械密封方案的设计原则工程机械密封方案的设计需要考虑以下几个原则：（1）适应工作环境。
工程机械通常需要在高温、高压、高速和重负荷的工作环境下工作，密封材料和结构必须能够适应这些恶劣条件。
（2）确保密封性能。
密封方案必须具有良好的密封性能，能够有效防止液态或气体泄漏。
（3）耐磨损和耐腐蚀。
工程机械常常需要长时间运行，密封件必须具有良好的耐磨损和耐腐蚀性能，以保证设备的长期可靠运行。
（4）易于安装和更换。
密封方案的安装和更换应该方便、快捷，以减少设备停机时间和维护成本。
3. 工程机械密封方案的材料选择密封材料的选择对于工程机械密封方案的设计至关重要。
常见的密封材料包括橡胶、聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯（PE）、尼龙等。
（1）橡胶密封件。
橡胶密封件具有良好的弹性和变形能力，适用于各种工程机械的密封应用。
常见的橡胶材料包括丁腈橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶和氟橡胶等。
（2）聚四氟乙烯密封件。
聚四氟乙烯具有优异的耐高温、耐腐蚀和低摩擦系数的特性，适用于高温、腐蚀性液体的密封应用。
（3）聚乙烯密封件。
聚乙烯具有良好的耐磨损性能，适用于一些高负荷、高速的工程机械密封应用。
4. 工程机械密封方案的应用案例以下是一些工程机械密封方案的应用案例：（1）混凝土搅拌车的密封方案。
混凝土搅拌车需要在高压、高速、高温的环境下工作，密封方案需要具有良好的耐磨损和耐高温的性能。
（2）挖掘机的液压缸密封方案。
挖掘机的液压缸需要在高负荷、高速、高温的环境下工作，密封方案需要具有良好的耐磨损和密封性能。
机械密封之全面讲解
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（四）密封环的主要技术要求
（１）平面度0.0009，硬质Ｒａ≤0.2，软质Ｒａ≤0.4，表 面不应有裂纹、划伤、气孔、疏松等缺陷。
（２）密封环端面与安装辅助密封圈处的平行度、垂直度按 ＧＢ１１８４－８０的７级精度要求。
（３）安装辅助密封圈处粗糙度：Ｒａ≤3.2，径向尺寸公 差Ｈ８或ｈ８。
❖两套密封沿同一方向布置，密封腔压力逐级降低, ❖用于高压场合。
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（十四）波纹管机械密封
❖去 掉 了 补 偿 环 密 封 圈 及 其 摩 擦 阻 力 ， 补 偿 环 密 封 圈 改 至 弹 簧 座 处 , 补偿环追随性提高.
❖避免了补偿环密封圈因轴串、振动所产生的磨损。 ❖金属波纹管用于高温介质 ❖聚四氟乙烯波纹管用于腐蚀性介质。
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（十）平衡型和非平衡型机械密封 （1）平衡型：载荷系数K＜1.0 （用于高压场合） （2）非平衡型：载荷系数K≥1.0 （用于普通压力场合）
（十一）补偿机构形式
（1）磁力：系统压力较低时用 （2）波片弹簧、锥形弹簧、螺旋圆柱大弹簧、小弹簧 （3）橡胶波纹管、聚四氟乙烯波纹管、金属波纹管
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（六）旋转式和静止式机械密封（图1-2）
（1）旋转式：补偿机构（弹性元件）随轴旋转。) （由于安装方便，普 通密封大多采用，但易产生不平衡，不能用于高速, 且消耗搅拌功率
（2）静止式：补偿机构（弹性元件）不随轴旋转。（用于高速）
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（七）内装式和外装式机械密封（图1-3）
（2）泄漏量与摩擦副端面宽度关系不大 （3）窄的端面摩擦热少，温度梯度小，热变形小，磨损均匀； （4）从受力角度出发，窄的端面整体强度和刚度差，易损坏
机械设计手册之 密封装置
一、 非接触式动密封 1、间隙密封 间隙密封是靠相对运动件的配合面之间的微小间隙 防止泄漏而实现的密封，它的工作原理是基于流体黏性 摩擦理论，即当油液通过缝隙时存在一定的黏性阻力而 起密封作用。
2、离心密封 离心密封主要是利用轴在旋转时产生的离心力，将泄 漏出来的润滑油再甩回到油腔。也有在轴上直接开螺旋 槽，在紧贴轴承处安装一甩油环，将油再甩回去，螺旋 槽的旋转方向要保证轴在旋转时是使油甩到油腔里，而 不是相反，这种密封通常只能在单向回转的轴上使用。
法兰
缸体
金属空心 O 形环 压紧状态
缸体 金属空心 O 形环 自由状态
工作，温度范围为-250℃650℃。
Hale Waihona Puke 四、密封胶密封用刮涂、压注等方法将密封胶涂在要压紧的两个
面上，靠胶的浸润性填满密封面的凹凸不平处，形成 一层薄膜，能有效起到密封作用。它密封牢固，方法 简单，效果好，但耐温性差，通常用于150℃以下。
（4） 无机材料 石墨和工程陶瓷，如氧化铝瓷、 滑石瓷、金属陶瓷氧化硅等。主要用于垫片、软填料、 硬填料、密封件、机械密封、间隙密封等。可耐酸、 耐碱，最高可耐温度800℃。 （5） 金属材料 黑色金属有碳钢、铸铁、不锈钢 等，有色金属有铜、铝、锡、铅等，硬质合金有钨钴 硬质合金、钨钴钛硬质合金等，贵重金属有金、银、 铟、钽等。主要用于垫片、软填料、硬填料、成型填 料、防尘密封件、机械密封、间隙密封等。可耐酸、 耐碱，最高可耐温度450℃。贵重金属主要用于高真空、 高压和低温等场合。
法兰之间
上法兰 封头
轴承端盖和箱体之间
罐体 下法兰 垫片
密封垫片 轴承
垫片
法兰盖
轴承端盖 轴
管道 法兰
法兰和法 兰盖之间
高压机械用密封件的设计原理与优化方法
高压机械用密封件的设计原理与优化方法密封件是广泛应用于各类高压机械设备的重要部件，它的主要功能是防止介质泄漏和外部杂质进入机械设备中。
在高压机械设备中，密封件的设计和性能直接关系到设备的安全运行和效率。
设计原理：高压机械用密封件的设计原理主要包括密封原理、材料选择和结构设计。
1. 密封原理密封原理主要包括两种类型：静密封和动密封。
静密封是指密封件在静止状态下阻止介质泄漏；而动密封是指密封件在运动状态下实现设备的密封。
两者的设计原则和方法有所不同。
对于静密封，常用的原理包括压缩密封、摩擦密封和表面膜密封。
压缩密封是通过将密封件在接触面上施加足够的压力来实现密封；摩擦密封则是通过摩擦和接触面的高度精加工来形成密封；表面膜密封是利用表面膜层覆盖在接触面上以实现密封。
对于动密封，主要包括旋转密封、往复密封和摆动密封三种。
旋转密封是指密封件实现在旋转轴上阻止介质泄漏；往复密封是指密封件随着运动的往复运动来实现密封；摆动密封是指密封件在摆动运动中实现设备的密封。
2. 材料选择密封件的材料选择是密封件设计中非常重要的一环。
它直接影响到密封件的耐压性、耐磨性和耐腐蚀性等性能。
常用的密封材料包括橡胶材料、金属材料和非金属材料等。
橡胶材料具有良好的弹性和耐腐蚀性能，在低压和一般介质条件下具有良好的密封效果；金属材料具有良好的耐压性和耐磨性能，在高压和严酷介质条件下能够保持密封效果；非金属材料如陶瓷材料和聚合物材料等，具有良好的耐高温和耐腐蚀性能，适用于特殊的高温和腐蚀介质条件。
在材料选择中，还需要考虑到密封件的耐磨性、耐侵蚀性、温度范围、化学稳定性和压力等特性，以确保密封件在长期运行中能够保持良好的性能。
3. 结构设计密封件的结构设计也是密封件设计中关键的一环，它直接影响到密封件的可靠性和密封效果。
在结构设计中，首先需要进行密封件的几何形状和尺寸设计。
几何形状和尺寸的设计需要考虑到密封件的密封面的接触压力、接触面积和形状等因素，以确保密封面的良好接触和密封效果。
机械设计中的机械密封设计
机械设计中的机械密封设计机械密封是机械设计中一个关键的技术要求，其主要功能是实现机械设备的密封性能，防止介质泄露或外部物质进入机械装置中。
在各种机械装置中，机械密封设计直接关系到设备的可靠性、运行效率和安全性。
本文将探讨机械密封设计的一些基本原则和常见类型。
一、机械密封设计的基本原则1. 密封设计考虑因素的综合分析：机械密封设计需要综合考虑多个因素，如介质的特性、工作条件、运行环境以及设备的结构特点等。
通过充分分析这些因素，能够选择适合的密封方案，提高密封的可靠性和性能。
2. 密封设计的材料选择：根据介质性质和工作条件，选择适合的密封材料非常重要。
常见的密封材料包括橡胶、金属、塑料、陶瓷等。
每种材料都有其特定的耐磨、耐腐蚀性能，必须根据具体情况选择合适的密封材料。
3. 密封的可靠性和维护性：机械密封设计需要考虑到设备的可靠性和维护性。
密封件的设计应保证其长久的工作寿命，并且方便维护和更换。
此外，还需预留检查和调整的装置，以便及时发现问题并进行维修调整。
二、常见的机械密封类型1. 静密封：静密封是指在两个零件接合面之间通过压缩、填充或焊接等方式形成的密封。
常见的静密封材料有平面垫片、O型圈、油封等。
静密封适用于无活动部件之间的密封，具有结构简单、易于制造和维护等优点。
2. 动密封：动密封是指在旋转或摆动的轴与静止壳体之间形成的密封。
常见的动密封类型包括填料密封、液体密封和机械密封等。
填料密封是通过填料填充轴封腔，通过填料与轴之间的摩擦来实现密封。
液体密封利用液体的表面张力形成密封。
机械密封通过密封环与轴封接触，通过摩擦力和压力来实现密封。
3. 常见问题及解决方法：在机械密封设计过程中，常会遇到一些常见的问题，例如泄漏、磨损、渗漏等。
对于这些问题，可以采取一些解决方法，如增加密封剂的填充量、更换适合的密封材料、调整密封部位的压力等。
机械密封设计是机械设计中的重要环节，合理的密封方案能够提高机械设备的工作效率和安全性。
全套机械密封件说明
GM37G系列机械密封件本系列属单端面密封，非平衡型符合DIN24960标准适用于水泵、污水泵、油泵、化工泵及潜水泵等。
一、概述：本系列属单端面密封，非平衡型符合DIN24960标准适用于水泵、污水泵、油泵、化工泵及潜水泵等。
二、主要技术参数压力：≤1.2MPa温度：-30℃～200℃转速：≤3000R/min密封介质：水、污水、油及一般腐蚀性液体中使用型号 d D1 D2 D L1 L2 L M37G-25 25 34 39 40 23.5 19.5 73 M37G-30 30 39 44 45 24.5 19.5 44 M37G-35 35 44 49 50 28.0 19.5 47.5 M37G-40 40 51 56 58 34.0 22.0 56 M37G-45 45 56 61 63 36.5 22.0 58.5 M37G-50 50 62 66 70 43.0 23.0 66 M37G-55 55 67 71 75 47.0 23.0 70 M37G-60 60 72 79 80 51.0 23.0 74 M37G-65 65 77 85 85 52.0 23.0 78 M37G-70 70 83 90 92 54.0 26.0 80 M37G-75 75 88 98 97 54.0 26.0 80 M37G-80 80 95 103 105 58.0 26.2 84.2GM121系列机械密封件本系列适用于污水、油类及一般弱腐蚀介质，静环有石墨环、硬质环、碳化硅环。
概述：本系列适用于污水、油类及一般弱腐蚀介质，静环有石墨环、硬质环、碳化硅环。
如果使用在较强的腐蚀性介质，可以改O型圈为F4V型圈。
本系列机械密封系YM120型改进型，改动环为O型圈调节型，利用弹簧座上的二只肖钉套在叶轮上的传动，使密封的左右旋得已控制，可以任意旋向，可以采用左图中的静环尺寸，安装更简单。
注：静环可以采用左边总图中的形式，且安装长度应为L尺寸减L2尺寸加起H尺寸等于总长。
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指的是用在专业机械的密封产品，满足液压系统的某一特殊 用途，如建立机械下的缓冲环、高保压密封环；高温机械下的高 温密封件和低温机械下的耐寒密封件；高压运转机器下的高压油 封等。
三、普通机械： 这里所指的普通机械是在一般压力、速度、温度等级等场合使用的液
压机械设备，它对于系统的安全性、工作任务的操作特性等没有十分特别 的要求，如普通油压机、普通机床、叉车、塑胶机等轻工机械等。
四、专业机械： 这里所指的专业机械是在特定压力、速度、温度等级及特殊场合应用
的专业液压机械设备，它对于系统的安全性、工作任务、操作特点、环境 情况等有着一定的专门要求，因此这类机械对于使用的密封产品都有着某 方面的特殊性能要求（如有特殊的可靠性、耐压性能、速度性能、温度性 能、耐久性能等安全性等等），这类机械如地面作业机械、起重机、煤矿 机械、ຫໍສະໝຸດ 铁机械、港口机械的部分维修设备等。
七、机器修理包： 对于机械设备液压系统的某一组件或单元体进行
维修时，需要更换的密封组合配件，使机械系统经过密 封件更换维修后其性能指标回复到正常形状，这种成组 供应的密封组合件叫做机器修理包。机器修理包内的密 封件必须完全满足原有配件的技术性能要求，才能使修 复后的机器投入正常的使用。
密封材料的分类
五、维修产品： 是对于正在使用的机械设备当出现液压系统故障时，急需更换的
液压密封件，或当液压设备需要进行系统改造时，重新选择合适的密封 件。这类产品的供应特点要求及时、准确、有效并可靠。
六、配套产品： 在工厂加工生产液压系统的液压油缸时，需要对于选用产品的技术、
性能、质量、标准、成本、供货周期等进行论证选择，使得液压设备能 满足技术先进、性能可靠、成本合理、供货及时、售后服务方便等优点。
机械设计基础
SW非标自动化设计
目录
常用密封型式 密封件的定义 七大密封件种类及其标准 密封材料的分类 常用密封件材料所适用的介质和使用的温度范围 常用密封垫片种类及其使用范围 O型密封圈的规格 O型密封圈的常用密封方式 O型密封圈的沟槽尺寸 O型圈的预拉伸率 O型圈的压缩率 骨架油封的规格 骨架油封的样式 常见的金属垫片
常用密封型式
O型胶圈、骨架油封、填料密封、迷宫式密封、摩擦副密封 （机械密封）、垫片密封、直接连接密封。
动密封、静密封。
密封件
密封件的定义： 密封件是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及
防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件的 材料或零件。
七大密封件种类及其标准
一、常规产品： 指普通液压机械设备中应用的密封产品，并且产品的产品
O型密封圈的规格
O型密封圈
O型密封圈的常用密封方式
O型密封圈的沟槽尺寸
O型圈的预拉伸率
O型圈的压缩率
骨架油封的规格
骨架油封