机械设计 润滑与密封设计
机械工程中的润滑与密封技术应用研究
机械工程中的润滑与密封技术应用研究随着现代机械工程的不断发展，润滑与密封技术在机械设备的设计和运行中起着至关重要的作用。
本文将从润滑技术和密封技术两个方面探讨其在机械工程中的应用与研究。
一、润滑技术的应用与研究润滑技术是机械设备中关键的一环，它可以减少机械零件之间的摩擦与磨损，降低能源损耗，延长机械设备的使用寿命。
润滑技术的应用与研究主要包括以下几个方面。
1.1 润滑油的选择和性能研究在机械设备中，合适的润滑油的选择对于保证机械设备的正常运行至关重要。
润滑油应具备良好的润滑性和降低摩擦系数的能力，同时还要有一定的抗氧化、抗腐蚀和抗磨损能力。
目前，研究人员通过实验研究和理论模拟，不断提升润滑油的性能，以适应高温、高压等恶劣工况下机械设备的润滑需求。
1.2 润滑脂的研究与改进除了润滑油外，润滑脂在机械设备中也有广泛的应用。
润滑脂可以填充机械设备中的空隙和缝隙，形成一层保护膜，减少摩擦和磨损。
近年来，研究人员对于润滑脂的成分、流动性、黏度等方面进行了深入的研究与改进，以提高润滑脂在机械设备中的效果和使用寿命。
1.3 润滑系统的设计与优化润滑系统对于机械设备的顺畅运行至关重要。
通过对润滑系统的设计和优化，可以提高润滑油的循环、过滤和冷却效果，保持润滑效果的稳定性。
同时，润滑系统的自动化控制也是研究的重点之一，通过智能化的控制手段，实时监测润滑状况，及时调整润滑参数，提高机械设备的运行效率和稳定性。
二、密封技术的应用与研究在机械工程中，有效的密封技术可以提高机械设备的工作效率和传动精度，减少能源消耗，防止外部杂质的进入，延长机械设备的使用寿命。
密封技术的应用与研究主要包括以下几个方面。
2.1 密封材料与结构的研究有效的密封技术离不开合适的密封材料和结构设计。
研究人员在密封材料方面通过深入研究材料的物理性能，如耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性等，选择合适的密封材料。
在结构设计方面，通过优化密封结构，如采用双层密封、气体密封等方式，提高密封效果和密封的可靠性。
机械设计手册：单行本 润滑与密封(第六版)
6.1油雾润滑工作原理、系统及装置 6.2油雾润滑系统的设计和计算
7.1油气润滑工作原理、系统及装置 7.2油气混合器及油气分配器 7.3专用油气润滑装置
1概述
2稀油润滑与液压 传动在技术性能、 参数计算方面的差
异和特点
3稀油润滑装置的 设计计算
3.1稀油润滑装置的主要技术性能参数 3.2稀油润滑系统技术性能参数的关系和有关计算 3.3高低压稀油润滑装置结构参数、自动控制和系列实例
5.1合成润滑剂的分类 5.2合成润滑剂的应用
6.1固体润滑剂的分类 6.2固体润滑剂的作用和特点 6.3常用固体润滑剂的使用方法和特性
7.1常用润滑油的换油指标 7.2润滑油代用的一般原则 7.3润滑油的掺配方法
8.1国内外润滑油、脂品种对照 8.2国内外润滑油、脂品种对照［1］
1 静 密 封 的 分 类 、1
7密封元件为热塑性 材料的旋转轴唇形密
封圈（摘自 GB/T .1—2007）
8单向密封橡胶密封 圈（摘自GB/T .1—
2000）
9.VD形橡胶密封圈 （摘自JB/T 6994— 2007）
10双向密封橡胶密封 圈（摘自GB/T — 2000）
0
111 往 复 运 动用橡胶防 尘密封圈 （摘自 GB/T — 2000）
0 2
12同轴密 封件（摘自 GB/T .1— 1994）
0 3
13车恒德 （西安车氏） 密封
0
144 气 缸 用 密封圈（摘 自JB/T 6657— 1993）
0 5
15 YX形密 封圈
0
166 液 压 缸 活塞和活塞 杆密封用支 承环（摘自 GB/T .2 —1994）
17密封圈材料
18管法兰用非金属平 垫片
机械设计基础机械系统的润滑与密封设计
机械设计基础机械系统的润滑与密封设计机械系统的润滑和密封设计在机械工程领域中起着至关重要的作用。
合理的润滑设计可以减少机械零部件的摩擦和磨损，延长机械的使用寿命；而有效的密封设计则可以防止机械系统内外介质的泄漏，确保机械系统的正常运行。
本文将从润滑和密封两个方面进行讨论。
一、润滑设计润滑设计是指在机械系统中采用合适的润滑方式和润滑剂，以减小机械零部件的摩擦系数，降低机械磨损和能量损失的过程。
1.1 润滑方式的选择在润滑设计中，应根据机械系统的工作条件和要求选择合适的润滑方式，常见的润滑方式有干摩擦润滑、润滑膜润滑和混合润滑。
1.2 润滑剂的选择不同的机械系统需要选择不同的润滑剂，常见的润滑剂有液体润滑剂和固体润滑剂。
在选择液体润滑剂时，应考虑机械系统的工作温度、压力和速度等因素；而在选择固体润滑剂时，则应根据所需的耐磨性和耐高温性来选用。
二、密封设计密封设计是指在机械系统中采用合适的密封结构和材料，以防止介质的泄漏和外界物质的侵入。
2.1 密封结构的选择在密封设计中，应根据机械系统的工作条件和要求选择合适的密封结构。
常用的密封结构有梯形密封、O型密封和机械密封等。
不同的密封结构适用于不同的工作环境和工作压力。
2.2 密封材料的选择密封材料的选择直接影响到机械系统的密封性能和使用寿命。
在选择密封材料时，应根据介质的性质、温度和压力等因素来选择合适的材料。
常见的密封材料有橡胶、金属和高分子材料等。
三、润滑与密封的综合设计润滑和密封是机械系统中密切相关的两个方面，二者的综合设计可以取得更好的效果。
3.1 润滑与密封的协同作用在机械系统中，润滑剂有助于降低摩擦系数，从而减少能量损失和磨损。
而密封结构则可以防止润滑剂的泄漏和外界杂质的侵入，保证润滑效果的持久。
3.2 润滑与密封的优化设计通过合理的润滑与密封设计，可以提高机械系统的工作效率和使用寿命。
例如，在高速摩擦部位采用自润滑材料，并配备合适的密封结构，能够有效降低能量损失和磨损。
机械基础教材第九章润滑与密封知识ppt课件
聚碳酸
聚氯乙烯
铜
铝 酯（PC ABS （PVC）
）
90.1 198.2 118.7 90.3
Hale Waihona Puke 70.526§9.4 环境保护和安全防护
工作会产生噪声等物理污染的要加以抑制；机械中使用过的润滑油、 机油、金属切削液要加以处理；材料要容易回收和处理，可以再利用， 容易降解，表9-4为常见材料可回收的难以程度；材料种类不宜多，以便 回收处理；尽量不用有毒有害材料，必须采用时制成容易分离处理的零 件结构。
8
§9.1 摩擦与磨损 2.磨损过程 除液体摩擦外，其他摩擦都不可避免地会伴随着磨损。 机械零件典型的磨损过程分为三个阶段： 磨合磨损阶段、稳定磨损阶段、剧烈磨损阶段。
9
§9.1 摩擦与磨损
（1）磨合阶段 经过机械加工后的表面， 无论其表面粗糙度值如何小， 也达不到磨合后的标准，所 以相对运动的表面必然要经 过正常的磨合阶段。 磨合是一种有益磨损。 （2）稳定磨损阶段 经磨合后的摩擦副表面粗糙度值减小，磨损率趋于稳定和缓和，经历的时间也较 长，标志着零件的使用寿命。 （3）剧烈磨损阶段
22
§9.3 机械的密封
(3)机械密封 橡胶密封圈的动环和静环之间用弹簧支撑，使摩擦面保持一定的压力，防 止润滑剂外泄。能承受的压力比唇形密封圈密封还要大一些。
机械密封
缝隙沟槽密封 23
§9.3 机械的密封
2.非接触式密封 轴与静止的机座之间不直接接触，存在一定的间隙。 (1)缝隙沟槽密封 在轴承座内孔挖几个圆弧槽，形成油封。 (2)曲路密封 以圆弧槽密封为常用。能承受的压力很小。 密封方式可组合使用,如右下图,以提高密封效果。
28
§9.4 环境保护和安全防护
机械设计中的润滑与密封技术
机械设计中的润滑与密封技术在机械设计中，润滑和密封技术被广泛应用于各种设备和机械系统中，以确保它们的正常运行和长期的可靠性。
润滑技术主要用于减少机械部件之间的摩擦和磨损，而密封技术则用于防止介质的泄漏和外界杂质的侵入。
本文将探讨机械设计中润滑与密封技术的重要性以及应用的各种方法。
1. 润滑技术的重要性润滑技术在机械设计中起着至关重要的作用。
首先，它能够减少机械部件之间的摩擦，从而减少能量损耗和热量的产生。
其次，润滑能够降低机械部件的磨损和腐蚀，延长机械系统的寿命。
此外，润滑还可以降低机械噪音和振动，提高机械系统的运行效率和平稳性。
2. 润滑技术的应用方法在机械设计中，有多种润滑技术可供选择。
常见的润滑方法包括干摩擦、边沿润滑、静压润滑、流体动压润滑等。
干摩擦是指在两个机械部件之间不使用润滑剂，而依靠表面的微小不平整度形成气体膜来减小摩擦。
边沿润滑则是通过在机械部件的边沿位置提供润滑剂，形成润滑膜来减少摩擦和磨损。
静压润滑和流体动压润滑是基于液体在机械部件的间隙内形成液膜来减小摩擦和磨损。
3. 密封技术的重要性密封技术在机械设计中同样具有重要的地位。
在很多机械系统中，需要保持介质的纯净性和防止外界杂质的侵入，以确保机械系统的正常运行。
此外，密封技术还能够防止介质的泄漏，保证生产过程的安全性和环境的卫生。
因此，密封技术在化工、石油、冶金、食品等行业中具有广泛的应用。
4. 密封技术的应用方法机械设计中有多种密封技术可供选择。
最常见的密封方法包括静态密封、动态密封和辅助密封。
静态密封是指在机械部件之间使用密封垫片或O型圈等零件进行密封，常用于管道连接、阀门和泵体等部件。
动态密封则是指在运动的机械部件之间使用轴封、活塞环等密封件，常见于发动机、液压缸等设备。
而辅助密封则是在静态和动态密封的基础上增加辅助密封元件，如密封油槽、密封腔等，以提供更可靠的密封效果。
5. 润滑与密封技术的创新与发展随着科技的进步和工程技术的不断发展，润滑与密封技术也在不断创新和改进。
机械基础教材第九章润滑与密封知识教案
第九章润滑与密封9.1摩擦与磨损 9.2 机械的润滑【章节名称】摩擦与磨损机械的润滑【教学目标与要求】一、知识目标1.了解摩擦和磨损的危害及磨损的种类。
2.了解润滑的作用、润滑剂的种类及性能和用途。
3.熟悉常用润滑方式及装置和常用机械零件的润滑。
二、能力目标1.通过了解摩擦副的摩擦状态和磨损形成机理，能够分析零件磨损的原因，提出减少磨损的具体措施。
2.能够根据工作条件正确选用润滑剂的代号及润滑的方式和装置。
三、素质目标1.提高学生对摩擦磨损的重视程度，做好机器的日常润滑维护与保养工作，保证设备正常运行，延长使用寿命。
2.了解润滑的作用，能够区分油润滑和脂润滑的特点及使用条件，能够认识润滑油或脂代号和用途。
3.熟悉油或脂的选择原则。
了解几种常用的润滑装置及特点。
掌握轴承的润滑剂的选择方法。
四、教学要求1.了解摩擦和磨损的种类及形成机理，为提高零件的使用寿命减少磨损，能根据工作条件分析零件的磨损原因，并提出减少磨损的方法。
2.使学生了解润滑剂的种类及用途。
3.掌握常用的几种润滑方式的特点。
熟悉轴承的润滑剂的选择方法。
【教学重点】1.磨擦分类中的边界磨擦与混合磨擦的形成。
磨损种类中的疲劳磨损的形成机理。
2.润滑剂的特性及用途。
3.润滑方式的选择及轴承润滑剂与润滑方式的确定。
【难点分析】1.边界磨擦和疲劳磨损的形成机理。
2.油或脂润滑的确定。
3.润滑方式的选择依据。
【教学方法】讲授为主，配以课件或录像演示，与学生共同回忆实习中所见到的润滑方式，分析选择该种润滑方式的根据，最后归纳小结。
【学生分析】1.学生对摩擦的危害重视不够，通过学习本节内容，使学生能够正视摩擦和磨损的现实，对机器的润滑重要性有一定的认识。
2.该内容理论性较强，讲课中一定要联系实际，以提高学生的兴趣和效果，如磨料磨损可举眼不柔沙的实例。
【教学资源】机械基础在线开放课程．“中国职教MOOC”频道，高等教育出版社。
【教学安排】3学时（180分钟）【教学过程】一、检查旧课掌握情况及讲评作业二、导入新课生活中普遍存在着磨擦，如人走路时鞋底与地面的摩擦，时间久了鞋底要磨损。
机械润滑与密封
机械润滑与密封一、润滑1、摩擦：摩擦现象是自然界中普遍存在的物理现象。
摩擦会使机器效率降低，温度升高，表面磨损。
过大磨损会使机器丧失精度，产生振动和噪音，缩短寿命。
世界上使用的能源大约有1/3-1/2 消耗于摩擦。
如果能够尽力减少无用的摩擦消耗，便可大量节省能源。
2、润滑的作用和润滑技术机械中的可动零、部件，在压力下接触而作相对运动时，其接触表面间就会产生摩擦，造成能量损耗和机械磨损，影响机械运动精度和使用寿命。
因此，在机械设计中，考虑降低摩擦，减轻磨损，是非常重要的问题，其措施之一就是采用润滑。
3、润滑的作用：（1）减少摩擦，减轻磨损加入润滑剂后，在摩擦表面形成一层油膜，可防止金属直接接触，从而大大减少摩擦磨损和机械功率的损耗。
（2）降温冷却摩擦表面经润滑后其摩擦因数大为降低，使摩擦发热量减少；当采用液体润滑剂循环润滑时，润滑油流过摩擦表面带走部分摩擦热量，起散热降温作用，保证运动副的温度不会升得过高。
（3）清洗作用润滑油流过摩擦表面时，能够带走磨损落下的金属磨屑和污物。
（4）防止腐蚀润滑剂中都含有防腐、防锈添加剂，吸附于零件表面的油膜，可避免或减少由腐蚀引起的损坏。
（5）缓冲减振作用润滑剂都有在金属表面附着的能力，且本身的剪切阻力小，所以在运动副表面受到冲击载荷时，具有吸振的能力。
（6）密封作用润滑脂具有自封作用，一方面可以防止润滑剂流失，另一方面可以防止水分和杂质的侵入。
润滑技术包括正确地选用润滑剂、采用合理的润滑方式并保持润滑剂的质量等。
二、润滑剂及其选用生产中常用的润滑剂包括润滑油、润滑脂、固体润滑剂、气体润滑剂及添加剂等几大类。
其中矿物油和皂基润滑脂性能稳定、成本低，应用最广。
固体润滑剂如石墨、二硫化钼等耐高温、高压能力强，常用在高压、低速、高温处或不允许有油、脂污染的场合，也可以作为润滑油或润滑脂的添加剂使用。
气体润滑剂包括空气、氢气及一些惰性气体，其摩擦因数很小，在轻载高速时有良好的润滑性能。
机械设计基本原理
机械设计基本原理机械设计是一门涉及机械工程领域的重要学科，它研究与设计各种机械装置、零件、系统和工艺过程的基本原理。
机械设计在工业制造、交通运输、能源开发以及其他各个领域都扮演着重要的角色。
本文将介绍机械设计的基本原理和一些常用的设计技巧。
一、机械设计的基本原理1.1 可靠性原理机械设计的首要原则是确保设计的可靠性。
在设计过程中，需要考虑各种外部力和力矩对机械系统的作用，以及系统内部各个零部件之间的相互作用。
通过合理的结构设计、材料选择和力学分析，可以确保机械系统在各种工况下均能正常运行，达到预期效果。
1.2 功能性原理机械设计的另一个重要原则是满足设计要求的功能性。
机械系统的设计应该能够完成既定的任务，并且能够适应各种工况变化。
例如，一个汽车发动机的设计应该能够提供足够的动力和扭矩，确保车辆在不同的速度和负载下都能正常运行。
1.3 经济性原理经济性是机械设计的重要考量因素之一。
在设计过程中，需要综合考虑投资成本、运行成本和维护成本等因素，以实现成本最优化。
合理的材料选择、结构设计和工艺流程可以降低成本，提高机械系统的经济效益。
1.4 优化原理机械设计的目标是使系统能够以最佳的性能和最小的成本实现所需的功能。
通过应用数学建模和优化算法，可以对机械系统进行综合分析和优化设计。
例如，可以使用有限元分析来预测结构的应力和变形，并对结构参数进行优化，以满足设计要求。
二、机械设计的常用技巧2.1 合理选用材料材料的选择在机械设计中起着至关重要的作用。
不同的材料具有不同的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性等特点。
合理选材可以提高机械系统的可靠性和性能。
2.2 优化结构设计结构设计是机械设计中的核心环节之一。
通过考虑各种力和力矩的作用，采用合适的结构形式和连接方式，可以提高机械系统的承载能力和抗疲劳性能。
2.3 使用标准件在机械设计中，使用标准件可以降低成本、提高生产效率和保证零部件的互换性。
标准件通常具有一定的标准化尺寸和工艺要求，可以直接购买或加工。
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8.2.2动密封
接触式动密封
1.密封圈密封
液压油缸密封
8.2. 2动密封
接触式动密封
2.毡圈密封
毡圈密封
8.2.3动密封
接触式动密封
3.油封密封
油封密封
8.2.2动密封
非接触式动密封
1.迷宫密封
环槽
直通式迷宫密封 轴向迷宫密封
径向迷宫密封
8.2.2动密封
非接触式动密封
2. 离心密封
8.2.2动密封
低速、边界润滑的滑动轴承：定期加脂、 密封好时润滑油 混合润滑时：飞溅润滑、油环、油链 液体动压 ：压力供油
表8-3滑动轴承的脂润滑选择
8.1 .3典型零部件润滑方式的选择的选择
3、齿轮传动
开式和半开式齿轮传动：定期加油或加脂
闭式齿轮传动浸油润滑：
v 12m/s
直齿轮传动浸油深度建议0.7倍齿高(≥10mm) 锥齿轮传动浸油深度建议达到整个齿宽 多级传动应保证各级传动的润滑 保证有困难时可借助油轮
8.2密封结构设计
分类
静密封：相对静止的零件间的密封 动密封：相对运动的零件间的密封
接触式密封：相互接触实现密封的方法 非接触式密封：不接触的条件下实现密封的方法
8.2.1静密封
1.直接接触密封
8.2.1静密封
2.垫片密封
8.2.1静密封
3.密封胶密封
8.2.1静密封
4.密封圈密封ຫໍສະໝຸດ .1 .3典型零部件润滑方式的选择
4、蜗杆传动
蜗杆下置，浸油一个齿高 加挡油盘
8.1 .3典型零部件润滑方式的选择
4、蜗杆传动
如果蜗杆直径较小，无法直接接触油面或无法保证浸油深度， 可在蜗杆轴上加装溅油盘，将油输送到蜗轮轮齿上。
8.1 .3典型零部件润滑方式的选择
减速箱（中的滚动轴承）润滑
润滑脂润滑
8.1 .3典型零部件润滑方式的选择
3、齿轮传动
剖分面倾斜式箱体
8.1 .3典型零部件润滑方式的选择
3、齿轮传动
圆周速度v>12m/s的齿轮传动应采用喷 油润滑
喷油润滑
8.1 .3典型零部件润滑方式的选择
4、蜗杆传动
当蜗杆的线速度较低时（vs<4~5m/s），采用蜗杆下置方式， 当蜗杆的线速度较高时（vs>4~5m/s），为避免蜗杆搅油的 功率损失过大，采用蜗杆上置方式。
40 40 40 23 12 60 60 60 30 15
油雾润滑
>60 >60 >60 ---
8.1 .3典型零部件润滑方式的选择
1、滚动轴承润滑：
采用脂润滑时装脂量不超过可填充空间的1/3~1/2 采用浸油润滑时油面高度不应超过最下方滚动体 中心
8.1 .3典型零部件润滑方式的选择
2、滑动轴承润滑
8.1润滑系统设计
8.1.1常用 润滑剂 8.1.2 常用润滑方式和润滑装置介 绍 8.1.3典型零件的润滑方式选择
8.1.1常用 润滑剂
润滑剂的类型和特性
气体、液体、固体、半固体 表8-1
润滑油的黏度及其特性
方便测量运动黏度和方便动力计算的动力黏度
润滑脂及其质量指标
稠度（锥入度）和滴点
添加剂：加入润滑剂中的少量物质
8.1.2常用润滑方式和润滑装置介绍 1.人工定期加油（脂）润滑
图8-3人工定期加油油杯
8.1.2常用润滑方式和润滑装置介绍 1.人工定期加油（脂）润滑
8.1.2常用润滑方式和润滑装置介绍
2.连续滴油润滑
图8-4连续润滑油杯
8.1.2常用润滑方式和润滑装置介绍
3.浸油与飞溅润滑
图8-5浸油润滑
非接触式动密封
3. 螺旋密封（单向）
本章总结
常用润滑方式 常用密封装置（标准密封件）
8.1.2常用润滑方式和润滑装置介绍
4.油环、油链润滑
图8-6油环
油链
8.1.2常用润滑方式和润滑装置
5.压力供油润滑
连续供油的部位较多时，采用 润滑成本高，效果好，且散热好
8.1.2常用润滑方式和润滑装置
油雾润滑
8.1.2常用润滑方式和润滑装置
定时定量集中自动润滑系统
8.1 .3典型零部件润滑方式的选择
1、滚动轴承润滑
滚动轴承dn值与润滑方法 (×104) 表8-2
（d：滚动轴承内径，mm；n：滚动轴承转速，r/min）
油润滑 轴承类型 深沟球轴承 角接触球轴 承 圆柱滚子轴 承 圆锥滚子轴 承 推力球轴承 脂润滑 16 16 12 10 4
浸油润滑
25 25 25 16 6
滴油润滑 压力供油润 滑
第8章机械系统的功能结构设计
肖丽英
第8章机械系统的功能结构设计
润滑和密封是保证机械系统功能的重要措 施 为减少机械工作时的摩擦和磨损，机械系 统应进行润滑系统的设计 为避免润滑剂的泄漏，进行机械系统的密 封设计
第8章机械系统的功能结构设计
润滑的作用 1.减少摩擦与磨损（减摩，减磨） 2.提高散热能力（散热） 3.清洗工作表面（清洗）、防锈 4.有时加强密封效果（密封）
结构设计应保证可以向滚动轴承工作 空间中补充润滑脂，同时应保证润滑 油无法进入滚动轴承工作空间。 保证润滑油有足够的流量。
油润滑
滚动轴承润滑方式
8.2密封结构设计
密封目的：防止介质泄漏 介质有：装置内的润滑剂、装置外的灰尘和 水气等 密封的要求： 1、无泄漏 2、密封可靠，寿命长 3、摩擦阻力小 4、易加工，经济性好