1、一、機械密封的發(fā)展機械密封最早于1885年在英國發(fā)明并獲得專利，首先獲得應用是在20世紀20年代的冷凍機裝置上，同時出現(xiàn)了研究和生產(chǎn)機械密封的專業(yè)公司（英國的Crane公司、德國的Pacific公司等）。 我國在20世紀60年代才相繼出現(xiàn)研究和生產(chǎn)機械密封的專業(yè)機構(gòu)（天津克蘭），目前已有四十年歷史，在普通機械密封領域技術(shù)及產(chǎn)品日趨成熟，大部分地方已能替代進口產(chǎn)品，性能接近國外產(chǎn)品。目前國內(nèi)具有規(guī)模的研究、生產(chǎn)廠家已有十余個，并在高參數(shù)密封及新技術(shù)方面取得一定突破。 二、對密封件的基本要求有：      1.在一定的壓力和溫度范圍內(nèi)具有良好的密封

2、性能。2.摩擦阻力小，摩擦系數(shù)穩(wěn)定。        3.磨損小，磨損后在一定程度上能自動補償，工作壽命長。 4.與工作介質(zhì)相適應。5.結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，價格低廉。三、 常用密封裝置的種類中，其中橡膠密封（包括橡-塑密封）的成型方法，大體上可分成以下三種方法：1.模壓成型  大多數(shù)橡膠密封件均應用此種成型方法，如各種擠壓密封、旋轉(zhuǎn)軸唇形密封、往復動唇形密封圈、復合密封、薄膜密封、波紋管形密封等。  2.加工成型  如矩形密封、活塞環(huán)密封、同軸密封（或滑環(huán)組合密封）等。  3.

3、板或條類型材  如橡膠、纖維增強橡膠、粘接石棉纖維、芳族聚酰胺纖維等，板或條類型材多半用于密封襯墊或填料，橡膠作為石棉及其代用品的粘合劑。四、從密封形式上大體可以分成：1）孔用密封圈 2）軸用密封圈 3）O型及星型密封圈 4）旋轉(zhuǎn)軸油封5）旋轉(zhuǎn)高壓油封6）緩沖環(huán)7）防塵圈8）填料式密封9）機械密封五、O形密封圈有著廣泛的優(yōu)勢： 1. 適合多種密封形式：靜態(tài)密封、動態(tài)密封 2. 適合多種運動方式：旋轉(zhuǎn)運動、軸向往復運動或組合運動 3. 適合多種不同的密封介質(zhì)：油、水、氣、化學介質(zhì)或其它混合介質(zhì) 4、設計簡單、安裝方便、成本低廉。5、材料品種多，可以根據(jù)不同的流體進行選擇：有丁腈橡膠（N

4、RB）、氟橡膠（FKM）、硅橡膠（VMQ）、乙丙橡膠（EPDM）、氯丁橡膠（CR）、丁基橡膠（BU）、聚四氟乙烯（PTFE）、天然橡膠（NR）6、O型密封圈的質(zhì)量、包括安裝質(zhì)量是防止系統(tǒng)中因氣體和液體的密封失效而造成主機“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象的關鍵因素。7、O 形圈的規(guī)格尺寸目前，國內(nèi)O 形圈的尺寸選用是根據(jù)新國標GB3452.1-92 來進行選用的。O 形圈的直徑：1.8 2.65 3.55 5.30 7.08、注意事項8.1 O 形圈壓縮量的確定 靜密封：a、對圓柱面密封取10-15；b、對平面靜密封取20-30。 往復運動密封：取10-15； 旋轉(zhuǎn)動密封：O 形圈內(nèi)徑比軸徑大3-5(焦耳

5、效應)，外徑壓縮量取3-8。8.2 O 形圈接觸面的光潔度對于靜密封一般不低于3.22-1.6 級，對于動密封環(huán)槽接觸面不低于1.6-0.8 級，對于壓力高時應取較高光潔度。8.3 O 形圈的擠出現(xiàn)象當壓力較高間隙較大時，O 形圈可能被流體壓力擠入密封間隙，設計時應注意壓力、間隙、O 形圈硬度、O 形圈斷面直徑這幾個因素的匹配，必要時在兩側(cè)可增加聚四氟乙烯擋圈。8.4 O 形圈的安裝 消除O 形圈安裝時進出入通道上零件各處的毛刺； 采用導引工具； 防止O 形圈裝于安裝槽后產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。8.5 O 形圈的存放(1)、O 形圈應避免存放在陽光直射、潮濕及空氣不流通的地方，以防止O 形圈加速老化，存

6、放O 形圈的適宜溫度為0-20，適宜的空氣濕度為70以上。另外，還應避免輻射、煙霧、昆蟲、嚙齒類生物、灰塵、砂粒、機械損傷等破壞。(2)、O形圈存放處距熱源1 米以上，不允許同酸、堿、溶劑及油脂等液體、氣體接觸。存放時不允許使用任何產(chǎn)生臭氧的裝置。(3)、不允許受壓、拉伸或其他變形形式，不允許用細繩，鐵絲等將制品穿栓懸掛起來。(4)、O 形圈一般用塑料袋裝，有效保管期為2-3 年。六、孔用密封1、斯特封，格來圈適用與高壓，高速的環(huán)境，缺點是低壓情況下泄漏量大。2、聚氨酯類密封件要盡量避免安裝在水乙二醇系列的液壓油內(nèi)，已防聚氨酯在高壓下產(chǎn)生水解，使密封失效。七、軸用密封八、油封基礎知識1.橡膠唇

7、口材料的選擇1.1油封膠料適應的工作溫度膠料種類丁腈橡膠氫化丁腈膠丙烯酸酯膠硅橡膠氟橡膠溫度范圍-40+125-50+150-25+150-60+250-25+2251.2唇口溫升與軸徑、轉(zhuǎn)速的關系 1.3膠料硬度的選擇一般膠料硬度選HSA75,當軸徑大于150mm或密封腔體壓力高于0.03Mpa時膠料硬度選HSA80。當轉(zhuǎn)速大于4000rpm時,一般不選用丁腈橡膠。2、 為了保證油封的密封效果和較長的使用壽命，與之相配的軸和殼體必須要達到一定的要求，否則將會受到嚴重影響。 1.旋轉(zhuǎn)軸的要求 1.1軸的材料要求 一般要求材料為碳鋼或碳素合金鋼，特殊介質(zhì)時使用不銹鋼。軸要進行調(diào)質(zhì)處理，洛氏硬度H

8、RC4045以上，特殊要求時還要更高一點。調(diào)質(zhì)處理時間要長一點，速度要慢，盡量保證其表面組織結(jié)構(gòu)均勻。 高速油封軸鍍鉻時，鍍層要合適，不要使鉻層剝落以影響油封密封。1.2軸的表面粗糙度軸的表面粗糙度與密封件的線速度有關系（參看右圖）。其表面粗糙度隨著油封線速度的增加，光潔度要求也越高，但并不是越高越好。太光滑的表面存不住潤滑油膜，將會使橡膠體與軸直接產(chǎn)生干摩擦，這樣反而會縮短油封使用壽命。一般來講，軸的表面粗糙度不要超過Ra0.2,否則會使密封效果變差。國家標準規(guī)定（GB1801）軸的表面粗糙度為Ra0.20.63，Rmax0.82.51.3軸的倒角為了安裝油封時不損壞油封唇口，軸應該進行合理

9、的倒角，并且還要保證無毛刺和劃痕。軸的倒角如下表要求： 1.4軸的精度軸的精度對密封性能影響不大，但一般不超過h11（GB1301）。國外對于無壓油封一般為h9h11,但對于有壓油封大都采用h8。2.殼體的要求2.1殼體的材料殼體的材料由用戶根據(jù)使用情況自己確定。2.2殼體的倒角 倒角角度一般為1530°（國標規(guī)定為1525° GB13871-92）,倒角長度l為0.10.15b (b為油封寬度)。 2.3殼體的精度等級 一般殼體精度等級規(guī)定為H8，但考慮到實際情況，內(nèi)包骨架油封精度等級可采用H9,而外露骨架油封精度等級采用H8（我國標準均規(guī)定為H8級）。 2.4殼體的表面

10、粗糙度 殼體的表面粗糙度一般不低于Ra3.2,對于外露骨架油封，要適當提高。3.油封的靜態(tài)偏心量 對于普通結(jié)構(gòu)油封來講，其靜態(tài)許可偏心量隨著軸的直徑變大而加大，過大的偏心量會影響其密封性能。4.動態(tài)偏心量 對于普通結(jié)構(gòu)油封來講，其動態(tài)許可偏心量隨著軸的轉(zhuǎn)速變大而減小，過大的跳動會影響其密封性能。5、油封的安裝1 安裝前應檢查油封，確保油封清潔和完好無損；2 油封在安裝前應涂抹適量的潤滑劑，防塵用的油封應涂抹適量的潤滑脂；3 軸的端部和腔體的內(nèi)孔口部應有符合GB13871規(guī)定的倒角；4 安裝垂直度是油封的一個重要特性（見表25中給出的垂直度公差），為了保證垂直度的要求，必須通過一定的專用夾具來實

11、現(xiàn)。安裝時盡量采用機械設備來安裝。表6 油封對軸的垂直度軸的直徑范圍25以下25-8080以上垂直度公差0.10.20.3針對不同結(jié)構(gòu)的安裝形式，要采用不同的專用夾具。下面圖示為基本夾具型式。 6、影響油封性能的因素影響油封密封性能的因素很多。據(jù)不完全統(tǒng)計，有近百種因素會影響油封的密封性能和使用壽命，除了油封本身的材料、結(jié)構(gòu)等因素外，還有密封介質(zhì)、環(huán)境溫度、腔體壓力、旋轉(zhuǎn)速度、線速度、潤滑、軸的質(zhì)量、殼體的質(zhì)量、相關件的質(zhì)量、裝配等諸多因素有關。 1.密封介質(zhì)不適應的介質(zhì)將會直接影響到油封的密封性能和使用壽命，因此再選定好介質(zhì)后再確定膠料，同樣的，一旦選定膠料，密封介質(zhì)也不要隨便更換。對于含有

12、磷酸脂的介質(zhì)，只能選用氟橡膠類制品；而對于剎車油介質(zhì)來講，千萬不能選用氟橡膠。 2.溫度低溫會使橡膠唇口變脆，高溫卻會使橡膠老化而導致唇口變硬。這些都會使油封喪失性能而導致泄漏。一般來講，高溫會直接影響油封的使用壽命。 高溫情況下，油的粘度降低，還有可能分解出對橡膠材料有影響的氧化物，同時橡膠材料在高溫介質(zhì)中會產(chǎn)生溶脹或者析出，改變了油封的斷面結(jié)構(gòu)。高溫情況下，膠料性能迅速下降，使油封徑向力變小。 26型氟橡膠在不同高溫下的使用時間項 目使 用 溫 度 （）230260288315使用時間（h）3000100024048 過氧化物硫化的丁腈橡膠熱空氣老化性能變化溫度時間h拉伸強度MPa扯斷伸長

13、率硬 度邵爾A-13.23806812010006.42092150726.82090 不同溫度下膠料的性能變化項 目室 溫80100拉伸強度MPa13.56.52.8長度伸長率%2608045從上面幾個表中可以看出,溫度對性能的影響和使用壽命的影響。而造成溫度上升的因素有：轉(zhuǎn)速、軸的表面粗糙度、不良的潤滑以及軸承的發(fā)熱等諸多因素。 3.壓力對密封性能的影響對于普通油封，一般要求工作壓力不大于0.03MPa，實際上即使稍微增高一點，即達到0.05MPa左右，對中、低速油封密封性能影響不大。但過高的壓力將會迫使油封唇口打褶，還會使跑合接觸面積加大，摩擦力加大，溫度驟升。下圖為壓力與線速度的關系圖

14、。 4.速度對密封性能的影響速度的提高，導致摩擦熱的增加和溫度上升，當唇口溫度超過該油封產(chǎn)品材料使用極限，并且長時間處于該極限狀態(tài)時，膠料就會失效或者縮短油封使用壽命。要保證一定的速度，就必須選用合理的軸，包括軸的硬度、表面粗糙度、安裝精度等各方面的因素。左圖是摩擦系數(shù)和軸的表面粗糙度的關系摩擦的加大，導致膠料的磨損，是油封唇口形狀改變，失去密封機能，導致泄漏。右圖是對于丁腈橡膠來講的漏油率和轉(zhuǎn)速的關系。當然它還與使用時間有關系，這只是指在一定的內(nèi)的漏油率。 5.裝配對泄漏的影響裝配不良，對密封性能影響很大，尤其是偏心度、軸的跳動和油封裝配對軸的垂直度，這些都會造成油封的疲勞、偏磨損等一系列影

15、響密封性能的因素。因此合理地選擇控制參數(shù)，是保證密封性能和使用壽命的必要前提。為了減小軸的徑向跳動對性能的影響，除了選用高精度的軸承外，還要盡量使油封靠近軸承。裝配環(huán)境也是影響泄漏的重要因素。不潔的環(huán)境，可能會使粉塵、細屑、沙粒等物質(zhì)夾持在跑合面上，損傷軸或油封唇后面，造成漏油。 6.油封的徑向力對泄漏的影響油封的徑向力在不同的周期是有變化的。裝到軸上10秒徑向力下降20，三小時后保持穩(wěn)定，這時的徑向力已經(jīng)下降了35。如果考慮到溫度的升高變化，徑向力下降的更多。高溫情況下，油封的徑向力主要來源于彈簧的補償。若沒有徑向力，在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，由于離心力的作用，唇口將會離開旋轉(zhuǎn)軸圓柱面而造成泄漏。徑向力不能太小，但也不能