密封的基礎(chǔ)知識(shí)大全

泄漏是機(jī)械設(shè)備常產(chǎn)生的故障之一。造成泄漏的原因主要有兩方面：一是由于機(jī)械加工的結(jié)果，機(jī)械產(chǎn)品的表面必然存在各種缺陷和形狀及尺寸偏差，因此，在機(jī)械零件聯(lián)接處不可避免地會(huì)產(chǎn)生間隙；二是密封兩側(cè)存在壓力差，工作介質(zhì)就會(huì)通過間隙而泄漏。
  減小或消除間隙是阻止泄漏的主要途徑。密封的作用就是將接合面間的間隙封住，隔離或切斷泄漏通道，增加泄漏通道中的阻力，或者在通道中加設(shè)小型做功元件，對(duì)泄漏物造成壓力，與引起泄漏的壓差部分抵消或完全平衡，以阻止泄漏。 
  對(duì)于真空系統(tǒng)的密封，除上述密封介質(zhì)直接通過密封面泄漏外，還要考慮下面兩種泄漏形式：
  滲漏：即在壓力差作用下，被密封的介質(zhì)通過密封件材料的毛細(xì)管{TodayHot}的泄漏稱為滲漏； 
  擴(kuò)散：即在濃度差作用下，被密封的介質(zhì)通過密封間隙或密封材料的毛細(xì)管產(chǎn)生的物質(zhì)傳遞成為擴(kuò)散。
  
  
  一、密封的分類 
  
  密封可分為相對(duì)靜止接合面間的靜密封和相對(duì)運(yùn)動(dòng)接合面間的動(dòng)密封兩大類。靜密封主要有點(diǎn)密封，膠密封和接觸密封三大類。根據(jù)工作壓力，靜密封由可分為中低壓靜密封和高壓靜密封。中低壓靜密封常用材質(zhì)較軟，墊片較寬的墊密封，高壓靜密封則用材料較硬，接觸寬度很窄的金屬墊片。動(dòng)密封可以分為旋轉(zhuǎn)密封和往復(fù)密封兩種基本類型。按密封件與其作用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件是否接觸，可以分為接觸式密封和非接觸式密封。一般說來，接觸式密封的密封性好，但受摩擦磨損限制，適用于密封面線速度較低的場(chǎng)合。非接觸式密封的密封性較差，適用于較高速度的場(chǎng)合。
  
  
  二、密封的選型 
  
  對(duì)密封的基本要求是密封性好，安全可靠，壽命長，并應(yīng)力求結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)簡單，制造維修方便，成本低廉。大多數(shù)密封件是易損件，應(yīng)保證互換性，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，系列化。
  
  
  三、密封材料 
  
  1、密封材料的種類及用途
  密封材料應(yīng)滿足密封功能的要求。由于被密封的介質(zhì)不同，以及設(shè)備的工作條件不同，要求密封材料的具有不同的適應(yīng)性。對(duì)密封材料的要求一般是：
  （1）材料致密性好，不易泄漏介質(zhì)；
  （2）有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度和硬度；
  （3）壓縮性和回彈性好，永久變形??；
  （4）高溫下不軟化，不分解，低溫下不硬化，不脆裂；
  （5）抗腐蝕性能好，在酸，堿，油等介質(zhì)中能長期工作，其體積和硬{HotTag}度變化小，且不粘附在金屬表面上；
  （6）摩擦系數(shù)小，耐磨性好；
  （7）具有與密封面結(jié)合的柔軟性；
  （8）耐老化性好，經(jīng)久耐用；
  （9）加工制造方便，價(jià)格便宜，取材容易。
  橡膠是最常用的密封材料。除橡膠外，適合于做密封材料的還有石墨等，聚四氟乙烯以及各種密封膠等。
  2、通用的橡膠密封制品材料
  通用的橡膠密封制品在國防，化工，煤炭，石油，冶金，交通運(yùn)輸和機(jī)械制造工業(yè)等方面的應(yīng)用越來越廣泛，已成為各種行業(yè)中的基礎(chǔ)件和配件。
  橡膠密封制品常用材料如下：
  （1）丁腈橡膠
  丁腈橡膠具有優(yōu)良的耐燃料油及芳香溶劑等性能，但不耐酮，酯和氯化氫等介質(zhì)，因此耐油密封制品以及采用丁腈橡膠為主。
  （2）氯丁橡膠
  氯丁橡膠具有良好的耐油和耐溶劑性能。它有較好的耐齒輪油和變壓器油性能，但不耐芳香族油。氯丁橡膠還具有優(yōu)良的耐天候老化和臭氧老化性能。氯丁橡膠的交聯(lián)斷裂溫度在200℃以上，通常用氯丁橡膠制作門窗密封條。氯丁橡膠對(duì)于無機(jī)酸也具有良好的耐腐蝕性。此外，由于氯丁橡膠還具有良好的撓曲性和不透氣性，可制成膜片和真空用的密封制品。
  （3）天然橡膠
  天然橡膠與多數(shù)合成橡膠相比，具有良好的綜合力學(xué)性能，耐寒性，較高的回彈性及耐磨性。天然橡膠不耐礦物油，但在植物油和醇類中較穩(wěn)定。在以正丁醇與精制蓖麻油混合液體組成的制動(dòng)液的液壓制動(dòng)系統(tǒng)中作為密封件的膠碗，膠圈均用天然橡膠制造，一般密封膠也常用天然橡膠制造。
  （4）氟橡膠
  氟橡膠具有突出的耐熱（200～250℃），耐油性能，可用于制造氣缸套密封圈，膠碗和旋轉(zhuǎn)唇形密封圈，能顯著地提高使用時(shí)間。
  （5）硅橡膠
  硅橡膠具有突出的耐高低溫，耐臭氧及耐天候老化性能，在-70～260℃的工作溫度范圍內(nèi)能保持其特有的使用彈性及耐臭氧，耐天候等優(yōu)點(diǎn)，適宜制作熱機(jī)構(gòu)中所需的密封墊，如強(qiáng)光源燈罩密封襯圈，閥墊等。由于硅橡膠不耐油，機(jī)械強(qiáng)度低，價(jià)格昂貴，因此不宜制作耐油密封制品。
  （6）三元乙丙橡膠
  三元乙丙橡膠的主鏈?zhǔn)遣缓p鍵的完全飽和的直鏈型結(jié)構(gòu)，其側(cè)鏈上有二烯涇，這樣就可用硫磺硫化。三元乙丙橡膠具有優(yōu)良的耐老化性，耐臭氧性，耐候性，耐熱性（可在120℃環(huán)境中長期使用），耐化學(xué)性（如醇，酸，強(qiáng)堿，氧化劑），但不耐脂肪族和芳香族類溶劑侵蝕。三元乙丙橡膠在橡膠中密度是最低的有高填充的特性，但缺乏自粘性和互粘性。此外，三元乙丙橡膠有突出的耐蒸汽性能，可制作耐蒸汽膜片等密封制品。三元乙丙橡膠已廣泛用于洗衣機(jī)，電視機(jī)中的配件和門窗密封制品，或多種復(fù)合體剖面的膠條生產(chǎn)中。
  （7）聚氨脂橡膠
  聚氨脂橡膠具有優(yōu)異的乃磨性和良好的不透氣性，使用溫度范圍一般為-20～80℃。此外，還具有中等耐油，耐氧及耐臭氧老化特性，但不耐酸堿、水、蒸汽和酮類等。適于制造各種橡膠密封制品，如油封、O形圈和隔膜等。
  （8）氯醚橡膠
  氯醚橡膠兼有丁腈橡膠，氯丁橡膠，丙烯酸酯橡膠的優(yōu)點(diǎn)，其耐油、耐熱、耐臭氧、耐燃、耐堿、耐水及耐有機(jī)溶劑性能都很好，并有良好的工藝性能，其耐寒性較差。在使用溫度不太低的情況下，氯醚橡膠仍是制造油封，各種密封圈，墊片，隔膜和防塵罩等密封制品的良好材料。
  （9）丙烯酸酯橡膠
  丙烯酸酯橡膠具有耐熱油（礦物油，潤滑油和燃料油），特別是在高溫下的耐油穩(wěn)定性能，一般可達(dá)175℃，間隙使用或短時(shí)間可耐溫200℃。它的缺點(diǎn)是耐寒性差。因此在非寒冷地區(qū)適合制作耐高溫油的油封，但不適合作高溫下受拉伸或壓縮應(yīng)力的密封制品。 四、墊密封 

　　墊密封廣泛應(yīng)用于管道，壓力容器以及各種殼體的結(jié)合面的靜密封中。墊密封有非金屬密封墊，非金屬與金屬組合密封墊和金屬密封墊三大類。其常用材料有橡膠，皮革，石棉，軟木，聚四氟乙烯，鋼，鐵，銅和不銹鋼等。
　　墊密封的泄漏有三種形式：界面泄漏，滲透泄漏和破壞性泄漏。其中以前二者為主要形式。 
　　1、概述
　　密封材料的功能是填充構(gòu)形復(fù)雜且不利施工的間隙，以起密封作用。密封材料主要有三種類型：
　?。?）硫化型的橡膠墊片或密封圈；
　?。?）非硫化型的密封膠帶；
　?。?）無固定形狀的膏狀或膩?zhàn)訝畹囊后w密封膠。
　　2、密封膠的分類
　　密封膠的品種及類型很多。為了滿足同一使用要求，可以使用幾種不同基料的密封膠；而同一種基料又能制造出不同性能和不同的用途的密封膠。從密封膠的制造者和使用者兩方面考慮，密封膠有多種分類方法。一般可按下述四種方法進(jìn)行分類。
　?。?）按密封膠基料分類
　　a、橡膠型
　　此類密封膠以橡膠為基料。常用橡膠有聚硫橡膠，硅橡膠，聚氨酯橡膠，氯丁橡膠和丁基橡膠等。
　　b、樹脂型
　　此類密封膠以樹脂為基料。常用樹脂有環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂、聚丙烯酸樹脂、聚氯乙烯樹脂等。
　　c、油基型
　　此類密封膠以油料為基料。常用的油類有各種植物油如亞麻油，蓖麻油和桐油，以及動(dòng)物油（如魚油）等。
　?。?）按密封膠硫化方法分類
　　此類密封膠系列利用空氣中的水分進(jìn)行硫化。它主要包括單組分的聚氨酯、硅橡膠和聚硫橡膠等。其聚合物基料中含有活性基因，能同空氣中的水發(fā)生反應(yīng)，形成交聯(lián)鍵，使密封膠硫化成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。大氣中的濕氣作為硫化反應(yīng)中的催化劑。
　　a、化學(xué)硫化型密封膠
　　雙組分的聚氨酯、硅橡膠、聚硫橡膠、氯丁橡膠和環(huán)氧樹脂密封膠都屬于這一類，一般在室溫條件下完成硫化。某些單組分的氯磺化聚乙烯和氯丁橡膠密封膠以及聚氯乙烯溶膠糊狀密封膠（如汽車用點(diǎn)焊膠），則須在加條件下經(jīng)化學(xué)反應(yīng)完成硫化。
　　b、熱轉(zhuǎn)變型密封膠
　　用增塑劑分散的聚氯乙烯樹脂和含有瀝青的橡膠并用的密封膠是兩個(gè)不同類型的熱轉(zhuǎn)變體系 。乙烯基樹脂增塑體在室溫下是液態(tài)懸浮體，通過加熱轉(zhuǎn)化為固體而硬化；而橡膠——瀝青并用密封膠則為熱熔性的。
　　c、氧化硬化型密封膠
　　表面干燥的嵌縫或安裝玻璃用密封膠屬這種類型，主要以干性和半干性植物油為基材。著中類油料可以是精制聚合的、吹制的或化學(xué)改性的。用環(huán)烷酸鈷作催干劑加速表面干燥而內(nèi)部不硬化；環(huán)烷酸鉛可使表面和內(nèi)部都硬化；而環(huán)烷酸錳使內(nèi)部硬化更有效。
　　d、溶劑揮發(fā)凝固型密封膠
　　這是以溶劑揮發(fā)后無粘性高聚物為基料的密封膠。這一類密封膠主要有丁基相交、高分子量聚異丁烯、一定聚合程度的丙烯酸酯、氯磺化聚乙烯以及氯丁橡膠等密封膠。
　　e、不干性能夠永久塑性密封膠
　　這類密封膠通常包括以聚丁烯、中等分子量的聚異丁烯、高粘度的非氧化性粘接料如苯乙烯基油、不干性植物油、吹制半干性油或丁基橡膠為基料的密封膠。
　　（3）按密封膠形態(tài)分類
　　a、膏狀密封膠
　　這類密封膠屬低級(jí)別密封膠，通常采用3種主要材料：油和樹脂；聚丁烯；瀝青。常用于密封小窗戶的固定玻璃，其接縫移動(dòng)變形量最大為 +5%或-5%，使用有效期一般為2年。
　　b、液態(tài)彈性體密封膠
　　這類密封膠包括經(jīng)硫化可形成彈性狀態(tài)的液態(tài)聚合物。他們具有承受重復(fù)的接縫變形能力。液態(tài)彈性體密封膠使用壽命一般為15～20年。這類密封膠具有高的粘接力和剪切強(qiáng)度，室溫下具有良好的柔軟性。其缺點(diǎn)為價(jià)格高，通常情況下需要底膠，雙組分密封膠現(xiàn)場(chǎng)混合不方便，硫化時(shí)對(duì)溫度和濕度敏感等。
　　c、熱熔密封膠
　　熱熔密封膠又稱為熱施工型密封膠，是指以彈性體同熱塑性樹脂摻合物為基料的密封膠。
　　熱熔密封膠可配制成性能接近于液體彈性密封膠，但它比液體彈性體密封膠優(yōu)越的是不需要加入硫化劑。
　　d、液體密封膠
　　這類密封膠主要用于機(jī)械結(jié)合面的密封，以代替固體密封材料（紙片、石棉、軟木和硫化橡膠），以防止機(jī)械內(nèi)部流體從結(jié)合面泄漏，所以液體密封膠又稱為液體墊圈。
　?。?）按密封膠施工后性能分類
　　a、固化型密封膠
　　這類密封膠又可分為剛性和柔性兩類。剛性密封膠硫化或凝固后形成的固體，很少具有彈性；柔性密封膠在硫化后具有彈性及柔軟性。
　　剛性密封膠的特點(diǎn)是不能彎曲，通常接縫不可移動(dòng)。
　　柔性密封膠經(jīng)硫化后保持柔軟性。
　　b、非固化型密封膠
　　這類密封膠是軟質(zhì)凝固性的密封膠，施工后仍保持不干性（增粘劑不斷地遷移到表面）狀態(tài)。這種膠通常為膏狀，可用刮刀或刷子施用到接縫中，可以配合出不同粘度和不同性能的密封膠使用。
　?。?）常用密封膠的種類
　　在前面密封膠的分類中列舉了多種方法，其中應(yīng)用最廣泛的是將密封膠分為硫化型和非硫化型兩大類。在硫化型密封膠中應(yīng)用最廣泛的是室溫硫化型，加溫硫化型用的較少。非硫化型密封膠有液體密封膠和膩?zhàn)?。此外，在加上常用的厭氧膠。密封膠的選用，應(yīng)根據(jù)使用條件、密封件的材料和密封面狀態(tài)、密封介質(zhì)的種類和特性以及涂敷工藝等要求綜合考慮。一般情況下當(dāng)受力較大，且受沖擊力及交變力時(shí)，應(yīng)選用強(qiáng)度較高的密封膠；當(dāng)變溫差很大時(shí)，應(yīng)選用韌性好的密封膠。
　　 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。膏狀密封可用刮刀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。
　?。?）國產(chǎn)密封膠
　　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。
　　（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。
　?。?）厭氧膠
　　（4）其他硫化型密封膠
　?。?）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?zhàn)訝畹挠址Q非硫化型膩?zhàn)?。這類膠對(duì)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(chǔ)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。 
　　 

七、填料密封 

　　填料密封是一種最古老的密封方式，在中國已有上千年的歷史。它最早以棉、麻的纖維填塞在泄漏通道內(nèi)來阻止液流泄漏，主要用作提水機(jī)械的密封。
　　填料密封主要用作動(dòng)密封。它廣泛用作離心泵、壓縮機(jī)、真空泵、攪拌機(jī)和船舶螺旋槳的轉(zhuǎn)軸密封，往復(fù)式壓縮機(jī)、制冷機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)軸封，以及各種閥門閥桿的旋動(dòng)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(shí)，填料應(yīng)有足夠的浮動(dòng)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，最常用的有下面四類：絞合填料、編結(jié)填料、塑性填料、金屬填料。
　　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。
　　2、塑性填料 
　　塑性填料是幾經(jīng)膜具壓制成型的填料。
　　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、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)品性能引起人們的極大的注意，而且作為壓縮填料的彈性和柔軟性也極為良好，其缺點(diǎn)僅在于有滲透泄漏，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(huì)下降，因此，碳纖維填料是一種最為理想和最有希望的填料。`


八、填料的選擇 

　　選擇填料時(shí)，應(yīng)考慮：機(jī)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(yùn)動(dòng)速度等，其中尤以介質(zhì)的腐蝕性（以pH值表示），pH值及使用溫度為最重要。
　　

九、填料的合理裝填 

　　填料的合理裝填應(yīng)按下列步驟進(jìn)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(dòng)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(duì)成卷包裝的填料，使用時(shí)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，切口最好呈450斜面，對(duì)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(shí)應(yīng)一圈一圈裝填，不得同時(shí)裝填幾圈。
　　6、取一只與填料強(qiáng)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(duì)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、最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。 
　　 

十、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)用最廣，其中O形圈歷史最悠久，最典型。唇形密封圈的類型很多，有V形、U形、L形、J形和Y形等。
　　

十一、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(shí)用它作蒸汽機(jī)汽缸的密封元件。
　　O型橡膠密封圈有如下的優(yōu)點(diǎn)：
　　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(gè)密封件便能完成密封；
　　3、密封性能較好，用作靜密封時(shí)幾乎可以做到?jīng)]有泄漏；
　　4、運(yùn)動(dòng)摩擦阻力很小，對(duì)于壓力交變的場(chǎng)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

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