机械设计手册之 密封装置

4.3.4 密封装置设计4.3.4 密封装置设计可拆密封装置：螺纹连接；承插式连接；螺栓法兰连接——螺栓—垫片—法兰密封系统。

原理：依靠螺栓预紧力把两部分设备或管道法兰环连在一起，同Array时压紧垫片，使连接处达到密封。

性能：较好的强度和密封性，结构简单，成本低廉，可多次重复拆卸，应用较广。

失效形式:主要表现为泄漏,泄漏量控制在工艺和环境允许的范围内。

本节内容提纲4.3.4.1 密封机理及分类4.3.4.2 影响密封性能的主要因素4.3.4.3 螺栓法兰连接设计4.3.4.4 高压密封设计图4-22 螺栓法兰连接结构1-螺栓；2-垫片；3-法兰4.3.4.1 密封机理及分类一、密封机理泄漏途径：渗透泄漏、界面泄漏。

渗透泄漏:通过垫片材料本体毛细管的渗透泄漏，除了受介质压力、温度、粘度、分子结构等流体状态性质影响外，主要与垫片的结构与材料性质有关，可通过对渗透性垫片材料添加某些填充剂进行改良，或与不透性材料组合成型来避免“渗透泄漏”；界面泄漏:沿着垫片与压紧面之间的泄漏，泄漏量大小主要与界面间隙尺寸有关。

压紧面就是指上、下法兰与垫片的接触面。

加工时压紧面上凹凸不平的间隙及压紧力不足是造成“界面泄漏”的直接原因。

“界面泄漏”是密封失效的主要途径。

螺栓法兰连接的整个工作过程可用：图4-23尚未预紧工况、预紧工况、操作工况来说明（a ）尚未预紧的工况将上、下法兰压紧面和垫片的接触处的微观尺寸放大，表面是凹凸不平的，这就是流体泄漏的通道。

（b ）预紧工况。

（无内压）拧紧螺栓，螺栓力通过法兰压紧面作用到垫片上。

垫片产生弹性或屈服变形，填满凹凸不平处，堵塞泄漏通道，形成初始密封条件。

引入概念1“预紧比压y”： 预紧(无内压)时，迫使垫片变形与压紧面密合，以形成初始密封条件，此时垫片单位面积上所需的最小压紧力，称为“垫片比压力”，用y 表示，也称为最小压紧应力，单位为MPa 。

在预紧工况下，如垫片单位面积上所受的压紧力小于比压力y ，介质即发生泄漏。

一、密封的分类：1、静密封：（1）根据工作压力：高压静密封、中压静密封、低压静密封（2）根据工作原理：法兰连接垫片密封、自紧密封、研合面密封、O形环密封、胶圈密封、填料密封、螺纹连接垫片密封、螺纹连接密封、承插连接密封、密封胶密封2、动密封：（1）根据密封面间是滑动还是旋转运动：往复密封、旋转密封（2）根据密封件与其做相对运动的零部件是否接触：A.接触式动密封a.按密封件的接触位置：圆周（径向）密封、端面（轴向）密封（机械密封）b.按密封原理：填料密封（毛毡密封、软填料密封、硬填料密封、挤压型密封、唇形密封）、油封密封、涨圈密封B.非接触式动密封：迷宫密封、动力密封（离心密封、浮环密封、螺旋密封、气压密封、喷射密封、水力密封、磁流密封等）C.无轴封密封（隔膜式、屏蔽式、磁力传动式）二、机械密封：机械端面密封是一种旋转传动件密封，是由一对或数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。

主要部件是动环和静环，一个随主轴旋转，一个固定不动构成机械密封的基本元件：端面摩擦副（动环、静环）、弹性元件（弹簧）、辅助密封（O形圈）、传动件（传动销、传动螺钉）、防转件（防转销）、紧固件（弹簧座、压环、压盖、紧钉螺钉、轴套）静环，又称为非补偿环动环，又称为补偿环由补偿环、弹性元件和副密封等构成的组件称为补偿环组件。

机械密封分类：根据端面接触状态：接触式机械密封、非接触式机械密封、半接触式密封根据静环安装位置：内装式密封、外装式密封根据介质泄漏方向：内流型、外流型根据弹簧元件运动状态：静止式密封、旋转式密封根据密封流体在密封端面引起的卸载程度：平衡型密封、非平衡型密封根据弹性元件的结构和布置：单弹簧式密封、多弹簧式密封、波纹管密封、膜片密封根据密封端面数目：单端面密封、双端面密封、多端面密封根据载荷程度不同：平衡型、非平衡型、过平衡型机械密封计算：1、端面液膜压力：机械密封端面间隙液膜的承载能力。

（1）液膜静压力：当密封间隙有微量泄漏时，由于密封环内外径压差促使流体流动，而流体通过缝隙受到密封面的节流作用，使压力逐步降低Pm=λpPm -------端面上平均液膜静压力，Paλ----液膜反压系数p---密封流体压力（2）液膜动压力：机械密封环端面即使经过精细的研磨加工，在微观上仍存在一定的波动，当两个端面彼此相对摩擦时，由于液膜作用会产生动压效应。

机械基础教学最好的机械设计手册》之直齿轮标题：机械基础教学最好的机械设计手册》之直齿轮在机械工程的学习中，一本好的参考书对于提高学生的理论知识和实践技能都至关重要。

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掌握直齿轮的设计原理和制造过程，对于理解机械传动的本质和进行有效的机械设计至关重要。

直齿轮的设计原理主要包括齿廓啮合基本定律、齿宽、压力角、模数等基本参数的选择。

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密封设计手册密封设备是工业生产中必不可少的一个重要组成部分，起着防止介质泄漏、保护设备的作用。

密封设备的设计和应用直接影响到设备的性能和工艺过程的稳定性。

以下是一份关于密封设计手册的2000字中文介绍。

第一部分：密封概述密封是指防止液体、气体、粉末等在设备工作过程中泄漏的装置。

在工业生产中，由于介质的不同，密封形式也各异，如常用的静密封、动密封、流体静压密封等。

密封设备的设计要综合考虑介质特性、工作环境、设备性能等因素，以确保设备的正常运行和生产效率。

第二部分：密封设计原理1.介质特性分析密封设计的首要任务是了解待封介质的特性，包括压力、温度、粘度、腐蚀性等，这些参数将直接决定密封材料的选择和密封结构的设计。

2.密封结构设计密封结构的设计应考虑到受力情况、工作环境和使用要求，例如采用弹簧加载、轴向和径向密封等结构形式，同时要具备易安装、易维护、长寿命等特点。

3.密封材料选择密封材料的选择直接关系到密封设备的性能和使用寿命，应综合考虑介质特性、工作温度、耐磨性和耐腐蚀性等因素，常用材料包括橡胶、聚四氟乙烯、金属等。

第三部分：密封设计手册1.密封材料的应用选择介绍不同类型的密封材料，包括橡胶密封、波纹管密封、金属密封等的特点及适用范围，以及材料的相关标准和规范。

2.密封结构的设计原理详细介绍不同密封结构的设计原理和应用场景，包括机械密封、装配密封、旋塞密封等，同时结合案例分析说明其优缺点和改进方向。

3.密封设计的工程实践通过案例分析介绍密封设计的工程实践，包括密封选型、结构设计、材料选择和性能测试等全过程，以实际案例验证密封设计手册的有效性和指导性。

第四部分：密封设备的性能测试密封设备的性能测试是保证设备安全运行和产品质量的关键环节。

介绍常用的密封性能测试方法，包括密封压力测试、密封温度测试、密封耐磨性测试等，指导读者如何正确选择测试方法并分析测试结果。

第五部分：密封设备的故障分析与处理密封设备在使用过程中可能会出现泄漏、磨损等故障，需要及时分析原因并采取有效措施进行处理。

机械常用密封装置的选择密封装置在现代人们日常生产和生活中是非常常见的设备部件，密封装置的使用寿命直接关系到机械的制造成本、使用成本和维护成本，也关系到生产效率及设备的安全运行，因此在机械设计时密封装置的选择对设备的总体质量是至关重要的。

密封装置可分为静密封和动密封两大类，具体分类、特点及应用如下：一、静密封装置分类、特点及应用①1、法兰连接垫片密封，在两法兰的密封面之间垫上不同型式的密封垫片，如非金属、非金属与金属的复合垫片或金属垫片。

然后将螺纹或螺栓拧紧，拧紧力使垫片产生弹性或塑性变形，填塞密封面的不平处，达到密封的目的。

密封垫型式有平垫片、齿形垫片、透镜垫、金属丝垫等。

密封压力和温度与连接件的型式、垫片的型式、材料有关。

通常，法兰连接密封可用于温度范围为-70-600℃，压力大于1.333kap（绝压）、小于或等于35Mpa。

若采用特殊垫片，可用于更高的压力。

法兰连接垫片密封主要用于管道的连接。

2、自紧密封，密封元件不仅受外部连接件施加的力进行密封，而且还依靠介质的压力压紧密封元件进行密封，介质压力越高，对密封元件施加的压紧力就越大。

自紧密封主要用于无公害介质正压容器和设备的人孔、手孔的密封。

3、研和面密封，考两密封面的精密研配消除间隙，用外力压紧（如螺栓）来保证密封。

实际使用中，密封面往往涂敷密封胶，以提高严密性。

密封面粗糙度Ra=2-5um。

自由状态下，两密封面之间的间隙不大于0.05mm。

通常密封压力小于100Mpa及550℃的介质，螺栓受力较大。

多用于汽轮机、燃气轮机等气缸接合面。

4、O形环密封。

1）、非金属O形环，O形环装入密封沟槽后，其截面一般受到15%~30%的压缩变形。

在介质压力作用下，移到沟槽的一边，封闭需密封的间隙，达到密封的目的。

密封性能好，寿命长，结构紧凑，拆装方便。

选择不同的密封圈材质，可在-100~260℃的温度范围内使用，密封压力可达100Map。

主要用于气缸、油缸的缸体密封。

机械设计机械制图密封技术基础知识-工程在机械设计,机械制图时,常要用到各种各样的密封技术.1基础知识——密封概述1.1泄露泄露是机械设备常产生的故障之一，。

造成泄露的原因主要有两方面：一是由于机械加工的结果，机械产品的表面必然存在各种缺陷和形状及尺寸偏差，因此，在机械零件联接处不可避免地会产生间隙；二是密封两侧存在压力差，工作介质就会通过间隙而泄露。

减小或消除间隙是阻止泄露的主要途径。

密封的作用就是将接合面间的间隙封住，隔离或切断泄露通道，增加泄露通道中的阻力，或者在通道中加设小型做功元件，对泄露物造成压力，与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡，以阻止泄露。

对于真空系统的密封，除上述密封介质直接通过密封面泄露外，还要考虑下面两种泄露形式：渗漏。

即在压力差作用下，被密封的介质通过密封件材料的毛细管的泄露称为渗漏；扩散。

即在浓度差作用下，被密封的介质通过密封间隙或密封材料的毛细管产生的物质传递成为扩散。

1.2 密封的分类密封可分为相对静止接合面间的静密封和相对运动接合面间的动密封两大类。

静密封主要有点密封，胶密封和接触密封三大类。

根据工作压力，静密封由可分为中低压静密封和高压静密封。

中低压静密封常用材质较软，垫片较宽的垫密封，高压静密封则用材料较硬，接触宽度很窄的金属垫片。

动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。

按密封件与其作用相对运动的零部件是否接触，可以分为接触式密封和非接触式密封。

一般说来，接触式密封的密封性好，但受摩擦磨损限制，适用于密封面线速度较低的场合。

非接触式密封的密封性较差，适用于较高速度的场合。

1.3 密封的选型对密封的基本要求是密封性好，安全可靠，寿命长，并应力求结构紧凑，系统简单，制造维修方便，成本低廉。

大多数密封件是易损件，应保证互换性，实现标准化，系列化。

1.4 密封材料1.4.1 密封材料的种类及用途密封材料应满足密封功能的要求。

由于被密封的介质不同，以及设备的工作条件不同，要求密封材料的具有不同的适应性。

机械设计手册之-密封装置1. 密封装置的定义密封装置是指用于阻止流体、气体或固体颗粒从机械设备中漏出或进入的装置。

它在各种机械设备中起着关键的作用，确保设备的正常运行和操作的安全。

2. 密封装置的分类根据密封原理的不同，密封装置可以分为以下几种类型：2.1 静密封装置静密封装置是通过将两个或多个密封面紧密地贴合在一起，形成一个密封界面来实现密封的。

静密封装置常用于静止不动的部件，如密封法兰、垫片等。

2.2 动密封装置动密封装置是通过在运动部件上采用特殊的密封结构，以防止泄漏。

动密封装置常用于旋转轴、活塞等运动部件，如密封圈、机械密封等。

2.3 持久密封装置持久密封装置是指安装在设备上的密封装置，通常在设备寿命期间不需要更换。

持久密封装置常用于永久性封堵，如焊接密封、胶封等。

3. 密封装置的设计原则设计密封装置时需要考虑以下几个方面的因素：3.1 密封材料的选择不同的工作条件和介质要求使用不同的密封材料。

一般来说，密封材料应具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐磨损等特性，以满足密封性的要求。

3.2 密封形状的设计密封形状的设计必须合理，能够保证密封面的紧密接触，并能够承受内外压力的作用。

同时，还需考虑密封形状的制造工艺和装配难度。

3.3 密封装置的润滑密封装置在工作时需要一定的润滑，以减小密封面的摩擦和磨损。

因此，在密封装置的设计中需要考虑润滑方式和润滑材料的选择。

3.4 密封装置的可靠性密封装置的可靠性是衡量其质量的重要指标。

在设计中，需要考虑密封装置的使用寿命、维修周期和维修难度，以保证其可靠性和经济性的平衡。

4. 密封装置的应用领域密封装置广泛应用于各个工业领域，包括但不限于以下几个方面：4.1 石油化工行业在石油化工行业中，密封装置用于各种管道、阀门、泵和压力容器等设备的密封，以确保介质的流通和防止泄漏。

4.2 机械制造业在机械制造业中，密封装置用于各类传动装置、轴承、减速器和液压系统等部件的密封，以确保设备的正常运行和工作效率。

密封一.泄露泄露是机械设备常产生的故障之一。

造成泄露的原因主要有两方面：一是由于机械加工的结果，机械产品的表面必然存在各种缺陷和形状及尺寸偏差，因此，在机械零件联接处不可避免地会产生间隙；二是密封两侧存在压力差，工作介质就会通过间隙而泄露。

减小或消除间隙是阻止泄露的主要途径。

密封的作用就是将接合面间的间隙封住，隔离或切断泄露通道，增加泄露通道中的阻力，或者在通道中加设小型做功元件，对泄露物造成压力，与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡，以阻止泄露。

对于真空系统的密封，除上述密封介质直接通过密封面泄露外，还要考虑下面两种泄露形式：渗漏。

即在压力差作用下，被密封的介质通过密封件材料的毛细管的泄露称为渗漏；扩散。

即在浓度差作用下，被密封的介质通过密封间隙或密封材料的毛细管产生的物质传递成为扩散。

二.常用密封1. O型密封圈O型密封圈简称O型圈，开始出现在19世纪中叶，当时用它作蒸汽机汽缸的密封元件。

O型橡胶密封圈有如下的优点：1）密封部位结构简单，安装部位紧凑，重量较轻；2）有自密封作用，往往只用一个密封件便能完成密封；3）密封性能较好，用作静密封时几乎可以做到没有泄露；4）运动摩擦阻力很小，对于压力交变的场合也能适应；5）尺寸和沟槽已标准化，成本低，便于使用和外购。

2. V型密封圈V型密封圈为一种唇形密封圈，是使用最早使用最多的成型填料之一。

它主要用于往复运动，作活塞或活塞杆的密封。

很少用于转动中或作静密封。

V形密封圈有下列特点：1）密封性能良好；2）允许一定的偏心载荷、和偏心运动；3）可以多圈重叠使用，并通过调节压紧力来获得最大密封效果；4）耐冲击压力和振动压力；5）当填料不能从轴向装入时，可以开切口使用，只要安装时将切口互相错开，不影响密封效果。

其缺点是摩擦阻力较其他成型填料的大。

3. Y型密封圈活塞密封用的V形和Y形密封圈在形状上略有不同，V形圈的唇长，底部与唇部同厚度或略大于唇部厚度。

Y形圈的唇短，底部厚，这是为了克服V形圈常常不能稳定安放而设计的，同时可增大唇的强度，以免唇根部被撕裂。

【机械设计】7种机械设计中常用的密封形式机械设计时，如何选择密封的方式？本文带您了解机械设计中常见的动密封形式。

分别是填料密封、机械密封、干气密封、迷宫密封、油封密封、动力密封和螺旋密封。

01填料密封填料密封按其结构特点可分为：软填料密封、硬填料密封、成型填料密封。

1、软填料密封软填料类型：盘根盘根通常由较柔软的线状物编织而成，通过截面积是正方形的条状物填充在密封腔体内，靠压盖产生压紧力，压紧填料，迫使填料压紧在密封表面(轴的外表面和密封腔)上，产生密封效果的径向力，因而起密封作用。

软填料适用场合：盘根填料所选择的制造材料，决定了盘根的密封效果，一般来说盘根制造材料要受工作介质温度、压力及酸碱度的限制，且盘根所工作的机械设备的表面粗糙程度、偏心及线速度等，也会对盘根的材质选择有所要求。

石墨盘根能耐高温、高压，是解决高温、高压密封问题的最有效的产品之一。

耐腐蚀，密封性能优异，且作用稳定、可靠。

芳纶盘根是一种高强度的有机纤维，编织成的盘根再经浸渍聚四氟乙烯乳液和润滑剂。

聚四氟乙烯盘根是以纯聚四氟乙烯分散树脂为原料,先制成生料薄膜,再经过捻线,编强织成盘根.可广泛用于食品、制药、造纸化纤等有较高清洁度要求，和有强腐蚀性介质的阀门、泵上。

2、硬填料密封硬填料密封有开口环和分瓣环两类。

02机械密封机封总是由旋转部件（黄色部分）和静止部件（橙色部分）两大部分组成，两相对运动的动，静环面成为密封的主密封面。

机械密封亦称端面密封，按国家有关标准定义为：由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动，而构成的防止流体泄漏的装置。

03干气密封干气密封即“干运转气体密封”是将开槽密封技术用于气体密封的一种新型轴端密封，属于非接触密封。

特点：密封性能好，寿命长，不需密封油系统，功率消耗少，操作简单及运行维护费用低。

干气密封作为不需任何密封端面冷却和润滑用油的无维修密封系统，正取代浮环密封和迷宫密封而成为石化行业高速离心压缩机轴封的主体密封。

密封装置模版1. 简介本文档旨在为密封装置的设计和制造提供一个模版，以确保密封装置的功能和安全性。

密封装置主要用于防止液体或气体泄漏，以保护设备的完整性和安全运行。

2. 要求- 密封装置必须能够有效地防止液体或气体泄漏。

- 密封装置必须符合相关标准和法规的要求。

- 密封装置应具有耐久性和可维护性，以便进行定期维修和更换。

- 密封装置的设计应尽量简单，减少零部件和装配过程的复杂性。

3. 设计要点- 密封装置应根据具体应用的需求而设计，包括液体或气体的性质、压力和温度等因素。

- 密封装置的材料选择应考虑其耐腐蚀性、耐高温性和耐磨损性。

- 密封装置的几何形状和尺寸应与设备的要求相适应，确保密封装置能够完全覆盖和密封相应的接口。

- 密封装置的安装和拆卸应方便快捷，同时保证安全性，防止误操作导致泄漏事故。

4. 制造流程1. 设计阶段：- 根据具体需求和要求，确定密封装置的材料、形状和尺寸。

- 绘制密封装置的三维模型，并进行仿真和优化。

2. 材料采购：- 购买符合要求的材料，包括密封材料、垫片、密封圈等。

3. 切割和加工：- 根据设计图纸，使用适当的工具将材料切割成所需形状。

- 对切割好的材料进行加工，使其符合密封装置的要求。

4. 组装和测试：- 使用专用工具将各个零部件组装到一起。

- 对组装好的密封装置进行性能和安全性测试，确保其符合要求。

5. 成品检验：- 对成品进行全面的检验，包括尺寸、材料和功能等方面。

- 修复或更换不符合要求的部分，确保成品的质量和可靠性。

6. 包装和交付：- 对成品进行适当的包装，保护其免受损坏和污染。

- 安全地交付密封装置给客户或使用部门。

5. 维护和保养- 密封装置应定期检查和保养，包括清洁、润滑和更换磨损部件等。

- 密封装置的维护记录应及时更新，并按照要求保存和归档。

- 若出现泄漏或其他异常情况，应及时采取措施修复或更换密封装置。

以上为密封装置模版的主要内容，具体设计和制造过程应根据实际情况进行调整和补充。