ch2 填料密封改.ppt

第二章 填料密封;是在轴与壳体之间用弹塑性材料或具有弹性结构的元件堵塞流体泄漏通道的轴封装置。 它是一种最古老的密封形式，在我国已有上千年的历史。它最早是以棉、麻等纤维填塞在泄漏通道内阻止液体（或气体泄漏），主要用于提水机械的轴封。国外迟至1787年才使用填料密封。由于填料材料来源广泛，加工容易，价格便宜，操作简单，密封较可靠，所以沿用至今。 填料密封按其结构特点可分为：软填料密封、成型填料密封、硬填料密封和油封。;一、结构和密封原理;1）底衬套 ①材料：是用较软材料（如青铜）制成。 ②尺寸：其内径比轴杆直径稍大。 ③目的：是使轴杆不与铸铁或钢的本体而是与较软的青铜接触，故底衬套磨损后就需更换。为方便拆卸避免抽出整个轴杆，常将底衬套做成剖分的。;2）封液环 ①作用：在机器上采用有压紧力的填料箱时，工作介质仍会或多或少地泄漏。为此要想填料密封更可靠，就装上封液环。②安装：封液环通常装在填料之中靠近压盖的地方，丝孔与压力泵或压缩机相连，有压力的中性液由此进入环内，液体的压力须比填料箱的工作压力高0.1~0.3Mpa。③中性液体选择原则：它既不会弄脏工作介质，同时又能作为填料箱的润滑剂，使填料的使用寿命延长（特别是高速回转轴的填料箱，装上封液环更为有利）;3）压盖 ①尺寸：压盖的内径比轴径稍大，外径比填料箱内径稍小，上有螺孔，与填料箱体相配，用螺栓压紧②作用：填料磨损后，流体要漏出，则紧螺丝。;2.密封原理;2）原理： 当拧紧压盖螺栓时，柔性软填料受轴向压紧力作用→产生弹塑性变形→沿径向扩张→贴紧轴，由于轴表面的不平度，不可能使其在整个表面上全部接触，从而轴与填料相对运动时凸起的接触部位与凹入的非接触部位形成了微小的不规则的迷宫，造成流体的节流减压，也即所谓软填料的“迷宫效应”，使流体沿轴向的流动受到阻碍，因此被密封。;3）压紧力讨论 适度的压紧力能使轴与填料之间保持必要的流体润滑膜，减少摩擦磨损，延长使用寿命，而压紧力过小，泄漏严重，压紧力过大，则往往造成密封面呈干摩擦状态，出现异常磨损。因此，如何控制合理的压紧力是保证软填料密封具有良好密封性能的关键。;1. 填料箱主要尺寸;1）根据轴径查表2-1得填料截边长b;2）填料环数Z;3）填料室深度l;4）压盖法兰厚度;2.压紧载荷与压盖螺栓;2.压紧载荷与压盖螺栓;3.摩擦功率;4.泄漏量;三、密封填料的选择;三、软填料密封的特点及改进;3）改进办法 将填料一圈一圈地分零压紧，这种方法不太使用。 可分段压紧。两个填料箱迭加，外箱体底部兼作内箱体压盖。这样，每一填料箱中填料圈数较少，压紧力较均匀，总圈数适当增大，可提高密封能力。（图2-4）;2、自动补偿;3、散热;4、振动或摆动的影响;成型填料;一、 O形密封圈;一、 O形密封圈;优点： 结构简单，安装方便。 运动时的摩擦阻力小。 密封可靠，价格低廉。 O形密封圈尺寸和沟槽尺寸已标准化，选用和外购方便。 对中性好，不用调整， 同时因密封无方向性， 因此用一个O形密封圈 可密封住两个方向。;2．密封原理;受内压后O形圈向受力方向移动(图b)，被压到沟槽一侧改变其断面形状。此时密封接触面上的压力除安装时的压紧力之外，还要加上由于介质压力P的作用产生的接触压力，因此接触面上的压力分布随内压变化而变化。;2）作往复运动的O形密封圈;分析：轴作往复运动时的密封状态。 当轴第一次向右运动时，接触面上出现干摩擦，因摩擦力的作用，轴拖动O形圈内侧作弹性蠕动，O形圈内侧产生皱折，O形圈与轴间隙增大（图c）。同时附着在轴表面上的油被轴带入间隙，使间隙内的油压增大，油楔逐渐向右扩展。;当轴向左运动时，粘着在轴上的油重新获得能量，抵消部分内压。一部分油被带回油腔，但由于腔内有压力，所以带出的油不能全部返回油腔，仅能使已形成油膜略为变薄。;轴每往复运动一次，这种油楔扩展的过程就进行一次，轴向右运动时带出的油是比向左时带入的油多。所以油楔逐渐向右扩展，只需往复几次，就可形成如图d所示的油楔，最后导致泄漏。;3）旋转运动 焦尔效应：指橡胶在拉伸状态下受热产生收缩现象。 当O形圈内径比轴径小时，装在轴上的O形圈处于拉伸状态。轴旋转时，摩擦热引起O形圈收缩，促使本来已箍在轴上的O形圈对轴的箍紧力增大。如此越箍越紧，再加上橡胶的导热性较差，其结果大加速了橡胶的老化和磨损。 设计用在旋转轴上的O形圈时应使O形圈的内径比轴径稍大一些或相等。 ;3、O形圈的设计要点;矩（方）形槽：容易加工，安装方便，运动、固定用均可。 ;三角槽：容易加工，仅作固定用（静密封）。其底角一般为90o，也有用60o的等边三角槽。;燕尾槽：较难加工，安装不如矩形槽方便，但O形圈易固定，适用在活动锥面上。;（2）拉伸率和压缩率;沟槽