機械密封的尺寸

①密封環(huán)的主要尺寸  密封環(huán)的主要尺寸如圖5 49所示，有密封端面寬度b，端面內(nèi)直徑dl、外直徑d2，以及窄環(huán)高度h和密封環(huán)與軸配合間隙。

 

  動環(huán)和靜環(huán)密封端面為了有效地工作.相應(yīng)地做成一窄一寬。軟材料做窄環(huán)，硬材料做寬環(huán)，使窄環(huán)被均勻地磨損而不嵌入寬環(huán)中去。此時，軟材料的端面寬度為密封端面寬度b[其值為（dz dl）／2]。在強度、剛度允許的前提下，端面寬度b應(yīng)盡可能取小值，寬度太大 會導(dǎo)致冷卻、潤滑效果降低，端面磨損增大，摩擦功率增加。寬度b與摩擦副材料的匹配性、密封流體的潤滑性和摩擦性、機械密封自身的強度和剛度都有很大的關(guān)系：一般分為寬、中、窄3個尺寸系列，可取表5-17的推薦道：寬系列一般用于摩擦副材料匹配對摩擦磨損性能好的情況.如石墨／硬質(zhì)合金、石墨／碳化硅；密封流體潤滑性好.如不易揮發(fā)的油類和水；機械密封需剛性良好的情況：窄系列一般用于摩擦副材料摩擦性能較差的情況，如硬質(zhì)合金／硬質(zhì)合金、青銅／硬質(zhì)合金.以及飽和蒸氣壓高，易于揮發(fā)的密封介質(zhì)，顆粒介質(zhì)。中系列具有兼顧寬窄系列的優(yōu)點：   硬環(huán)端面寬度應(yīng)比軟環(huán)大1～3 mm。當(dāng)動環(huán)和靜環(huán)均為硬材料，則兩者可取相等寬度。     表5-17  密封環(huán)帶寬度b的推薦值

 

  軸徑d  16   35   55   70   100   120   寬度b   寬系列  2.5   3.0   4.0   5.0   6.0   7.0   中系列  2.0   2.5   3.0   4.0   5.0   5.0   窄系列  1.5   2.0   2.0   2.5   3.0   3.0

 

    窄環(huán)高度h取決于材料的強度、剛度及耐磨性，一般取2～3 mm。石墨、填充聚四氟乙烯、青銅等可取3 mm.硬質(zhì)合金可取2 mm。   當(dāng)平衡系數(shù)p、端面寬度b及平衡直徑九或有效直徑de確定后，即可由平衡系數(shù)p的計算公式（5-8）、式（5-17）或式（5-20）、式（5-21）算出端面內(nèi)徑矗1及外徑矗2。窄環(huán)端面內(nèi)、外徑處不允許倒角、倒棱。   對于密封環(huán)與軸的配合間隙，動環(huán)與靜環(huán)取值不同。對于動環(huán)，雖然與軸無相對運動，但為了保證具有一定浮動性以補償軸與靜環(huán)的偏斜和軸振動等影響，取直徑間隙e1=0.5～1 mm。對于靜環(huán)，因為它與軸有相對運動，其間隙值應(yīng)稍大，一般取直徑間隙e2=1～3 mm。石墨環(huán)、青銅環(huán)、填充聚四氟乙烯環(huán)，當(dāng)軸徑為16～100 mm時取e2為1 mm，軸徑110～120 mm時取2 mm 0硬質(zhì)合金環(huán)當(dāng)軸徑為16～100 mm時取2 mm，軸徑110～120mm時取3 mm。   ②密封圈尺寸  常用的密封圈有橡膠O形圈及聚四氟乙烯V形圈，為使二者可互換，設(shè)計時直徑方向公稱尺寸應(yīng)相同。圖5-50（a）、（b）分別為O形圈和V形圈與相關(guān)部位的尺寸。     圖5-50  密封圈及相關(guān)部件尺寸   安裝在動環(huán)或靜環(huán)上的橡膠0形圈的壓縮量要掌握適當(dāng)，過小會使密封性能差，過大會使安裝困難，摩擦阻力加大，且浮動性差。普通橡膠O形圈壓縮率一般取截面直徑的6％～10％，對軸的過盈量一般為1％～3％。表5-1 8為橡膠O形圈尺寸及壓縮率推薦值。0形圈的壓縮率是靠控制密封圈安裝溝槽的尺寸來保證的。O形圈安裝溝槽為矩形槽，如圖5-5 1（a）、（b）所示，分別為無套筒和有套筒。

 

  聚四氟乙烯V形圈由兩側(cè)密封唇進行密封，屬自緊式密封，介質(zhì)壓力越高，密封性能越好。為使低壓時也有良好的密封性能，V形圈的內(nèi)徑必須比軸徑小，.外徑比安裝尺寸大。V形圈一般與推環(huán)或撐環(huán)一起安裝，以使V形圈兩側(cè)密封唇緊貼在內(nèi)外環(huán)形的密封表面。V形圈的安裝尺寸如圖5-5 0（b）所示，內(nèi)徑比軸徑尺寸小0.4～0.5 mm，外徑比安裝處尺寸大0.3～0.4 mm。   表5-18  橡膠。形圈尺寸及壓縮率推薦值

 

內(nèi)徑Dl／mm   （16～18）   （30～60）   （85～120） 截面直徑d2／mm     4     5   6 壓縮率   6％～10％   6％～9％   6％～8.5％

 

  ③彈簧的確定  機械密封中采用的彈性元件有圓柱螺旋彈簧、波形彈簧、碟形彈簧和波紋管。波形彈簧和碟形彈簧具有軸向尺寸小、剛度大、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點，但軸向位移和彈簧力較小，一般適用于軸向尺寸要求很緊湊的輕型機械密封。波紋管常用于高溫、低溫、強腐蝕等特殊條件。圓柱螺旋彈簧使用zui廣，又可分為普通彈簧、并圈彈簧（兩端的并圈各為2圈）和帶鉤彈簧，后兩者用于動環(huán)采用彈簧傳動的機械密封。

  動環(huán)和靜環(huán)密封端面為了有效地工作.相應(yīng)地做成一窄一寬。軟材料做窄環(huán)，硬材料做寬環(huán)，使窄環(huán)被均勻地磨損而不嵌入寬環(huán)中去。此時，軟材料的端面寬度為密封端面寬度b[其值為（dz dl）／2]。在強度、剛度允許的前提下，端面寬度b應(yīng)盡可能取小值，寬度太大 會導(dǎo)致冷卻、潤滑效果降低，端面磨損增大，摩擦功率增加。寬度b與摩擦副材料的匹配性、密封流體的潤滑性和摩擦性、機械密封自身的強度和剛度都有很大的關(guān)系：一般分為寬、中、窄3個尺寸系列，可取表5-17的推薦道：寬系列一般用于摩擦副材料匹配對摩擦磨損性能好的情況.如石墨／硬質(zhì)合金、石墨／碳化硅；密封流體潤滑性好.如不易揮發(fā)的油類和水；機械密封需剛性良好的情況：窄系列一般用于摩擦副材料摩擦性能較差的情況，如硬質(zhì)合金／硬質(zhì)合金、青銅／硬質(zhì)合金.以及飽和蒸氣壓高，易于揮發(fā)的密封介質(zhì)，顆粒介質(zhì)。中系列具有兼顧寬窄系列的優(yōu)點：  硬環(huán)端面寬度應(yīng)比軟環(huán)大1～3 mm。當(dāng)動環(huán)和靜環(huán)均為硬材料，則兩者可取相等寬度。  表5-17  密封環(huán)帶寬度b的推薦值

 

  軸徑d  16   35   55   70   100   120   寬度b   寬系列  2.5   3.0   4.0   5.0   6.0   7.0   中系列  2.0   2.5   3.0   4.0   5.0   5.0   窄系列  1.5   2.0   2.0   2.5   3.0   3.0

 

  窄環(huán)高度h取決于材料的強度、剛度及耐磨性，一般取2～3 mm。石墨、填充聚四氟乙烯、青銅等可取3 mm.硬質(zhì)合金可取2 mm。  當(dāng)平衡系數(shù)p、端面寬度b及平衡直徑九或有效直徑de確定后，即可由平衡系數(shù)p的計算公式（5-8）、式（5-17）或式（5-20）、式（5-21）算出端面內(nèi)徑矗1及外徑矗2。窄環(huán)端面內(nèi)、外徑處不允許倒角、倒棱。  對于密封環(huán)與軸的配合間隙，動環(huán)與靜環(huán)取值不同。對于動環(huán)，雖然與軸無相對運動，但為了保證具有一定浮動性以補償軸與靜環(huán)的偏斜和軸振動等影響，取直徑間隙e1=0.5～1 mm。對于靜環(huán)，因為它與軸有相對運動，其間隙值應(yīng)稍大，一般取直徑間隙e2=1～3 mm。石墨環(huán)、青銅環(huán)、填充聚四氟乙烯環(huán)，當(dāng)軸徑為16～100 mm時取e2為1 mm，軸徑110～120 mm時取2 mm 0硬質(zhì)合金環(huán)當(dāng)軸徑為16～100 mm時取2 mm，軸徑110～120mm時取3 mm。  ②密封圈尺寸  常用的密封圈有橡膠O形圈及聚四氟乙烯V形圈，為使二者可互換，設(shè)計時直徑方向公稱尺寸應(yīng)相同。圖5-50（a）、（b）分別為O形圈和V形圈與相關(guān)部位的尺寸。 圖5-50  密封圈及相關(guān)部件尺寸  安裝在動環(huán)或靜環(huán)上的橡膠0形圈的壓縮量要掌握適當(dāng)，過小會使密封性能差，過大會使安裝困難，摩擦阻力加大，且浮動性差。普通橡膠O形圈壓縮率一般取截面直徑的6％～10％，對軸的過盈量一般為1％～3％。表5-1 8為橡膠O形圈尺寸及壓縮率推薦值。0形圈的壓縮率是靠控制密封圈安裝溝槽的尺寸來保證的。O形圈安裝溝槽為矩形槽，如圖5-5 1（a）、（b）所示，分別為無套筒和有套筒。

 

  聚四氟乙烯V形圈由兩側(cè)密封唇進行密封，屬自緊式密封，介質(zhì)壓力越高，密封性能越好。為使低壓時也有良好的密封性能，V形圈的內(nèi)徑必須比軸徑小，.外徑比安裝尺寸大。V形圈一般與推環(huán)或撐環(huán)一起安裝，以使V形圈兩側(cè)密封唇緊貼在內(nèi)外環(huán)形的密封表面。V形圈的安裝尺寸如圖5-5 0（b）所示，內(nèi)徑比軸徑尺寸小0.4～0.5 mm，外徑比安裝處尺寸大0.3～0.4 mm。 表5-18  橡膠。形圈尺寸及壓縮率推薦值

 

內(nèi)徑Dl／mm   （16～18）   （30～60）   （85～120） 截面直徑d2／mm     4     5   6 壓縮率   6％～10％   6％～9％   6％～8.5％

 

  ③彈簧的確定  機械密封中采用的彈性元件有圓柱螺旋彈簧、波形彈簧、碟形彈簧和波紋管。波形彈簧和碟形彈簧具有軸向尺寸小、剛度大、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點，但軸向位移和彈簧力較小，一般適用于軸向尺寸要求很緊湊的輕型機械密封。波紋管常用于高溫、低溫、強腐蝕等特殊條件。圓柱螺旋彈簧使用zui廣，又可分為普通彈簧、并圈彈簧（兩端的并圈各為2圈）和帶鉤彈簧，后兩者用于動環(huán)采用彈簧傳動的機械密封。

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