工程机械密封件分类及应用

　　根据密封结构的类型、密封机理、密封件形状和材料等，密封可按表29.2-1分类。
表29.2-1 密封的分类
对密封的基本要求是密封性好、安全可靠、寿命长，燕应力求结构紧凑，系统简单，制造维修方便，成本低廉，大多数密封件易损件，应保证互换性，实现标准化、系列化。
各种型式的密封，都有其特点和使用范围，设计密封时应先进行分析比较。
表29.2-2列出了各种常用密封方法的特征，表29.2-3为动密封的种类与应用范围。
密封类型 往复运动 转动 耐压性 耐高速性 耐热性 耐寒性 耐久性 用途 备注
填料密封 良 良 良 良 良 可 可 泵、水轮机、阀、高压釜。 可用缠绕填料、纺织填料或成型填料。
O形圈密封 良 可 良 可-良 可-良 可 可 活塞密封 可广泛用作静密封，此时耐久性良好。
Y形圈密封 优 × 优 良 良-可 可 可 活塞密封 有时作静密封
机械密封 × 优 优 优 优 优 优 泵、水轮机、高压釜、压气机、搅拌。可用不同的材料组合，包括金属波纹管密封
油封 （可） 优 可 优 良-可 可 可 轴承密封 或与其他密封并用，防尘
分瓣滑环密封 可 良 优 优 优 优 优 水轮机、汽轮机 多用石墨作滑环
迷宫式密封 优 优 优 优 优 优 优 汽轮机、泵、压气机 往复用时，宜高速，低速不用
浮动环密封 可 良 优 优 优 优 优 泵、压气机
离心密封和螺旋密封
× 优 良 良 良 良 优 泵
磁流体密封 × 优 可 优 良 优 优 压气机 只用于气体介质
表29.2-3 动密封的种类与应用范围
种类 真空（绝对压力）/MPa 压力（表压）/MPa 工作温度/℃ 线速度/m·s-1 泄漏率/ m·h-1 使用期限 应用举例
压紧填料密封 1.33×10-3 31.38 -240～600 20 10～1000 - 清水离心泵，柱塞泵、阀杆密封
接 触 型 成型填料 挤紧型 1.33×10-7 98.07 -45～230 10 0.001～0.1 6个月～1年 液压缸、水压缸
唇型 1.33×10-9 0.1～10
橡胶油封 油封 - 0.29 -30～150 12 3～6个月 轴承封油与防尘
防尘油封
硬填料密封 往复 - 294.20 -45～400 - 3个月～1年 活塞杆密封
旋转 - 6个月～1年 航空发动机主轴承封油
胀圈密封 往复 1.33×10-3 300 12 0.2%～1%吸气容积 3～6个月 汽油机、柴油机、压缩机、液压缸、航空发动机主轴承封油
旋转 0.2 -
机械密封 普通型 1.33×10-7 7.85 -196～400 30 0.1～150 6个月～1年 化工用、电厂用、炼油厂用的离心泵
液膜 - 31.38 -30～150 30～100 100～5000 1年以上 大型泵、透平压缩机
气膜 1.96 不限 不限 - 航空发动机
迷宫密封 1.33×10-5 19.61 600 不限 大 3年以上 蒸汽透平、燃气透平、迷宫活塞压缩机
非接触型 动力密封 离心密封 背叶轮 1.33×10-3 0.25 0～50 30 - 1年以上 矿浆泵
甩油环 油封 - 0 不限 不限 - 非易损件 轴承封油与防尘
防尘
螺旋密封 螺旋密封 1.33×10-3 2.45 -30～100 30 - 取决于轴承寿命 轴承封油、鼓风机封油
螺旋迷宫密封 - 70 锅炉给水泵辅助密封
其他 铁磁流体密封 1.33×10-13 （4.12） （-50～90） （70） - - -
全封闭密封
密封设计中的几个问题
密封用材料
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，要求密封材料具有不同的适用性。对密封材料的要求是：①材料致密性好，不易泄漏介质；②有适当的机械强度和硬度；③压缩性和回弹性好，永久性变形小；④高温下不软化、不分解，低温下不硬化、不脆裂；⑤抗腐蚀性能好，在酸、碱、油等介质中能长期工作，其体积一硬度变化小，且不粘附在金属表面上；⑥摩擦系数小，耐磨性好；⑦具有与密封面贴全的柔软性；⑧耐老化性好，经久耐用；⑨加工制造方便，价格便宜，取材容易。显然，任何一种材料要完全满足上述要求是不可能的，但具有优异密封性能的材料能够满足上述大部分要求。
可橡胶是最常用的密封材料，除橡胶外，适合于做密封材料的还有石墨带、聚四氟乙烯以及各种密封胶等，表29.2-4列出密封材料的分类和用途。
表29.2-2 常用密封方法的特征
类别 材料 用途
液体 高分子材料 液态密封胶、厌氧胶、热熔型密封胶
纤维 植物纤维 棉、麻、纸、软木 垫片、软填料、防尘密封件、夹布橡胶密封件
动物纤维 毛、毡、皮革 垫片、软填料、成型填料、油封、防尘密封件
纤维 矿物纤维 石棉 垫片、软填料
人造纤维 有机合成纤维、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维 软填料、夹布橡胶密封件

弹塑性体 橡胶 合成橡胶、天然橡胶 垫片、成型填料、油封、软填料、防尘密封件、全封闭密封件
塑料 氟塑料、尼龙、聚乙烯、酚醛塑性、氯化聚醚、聚苯硫醚 垫片、成型填料、油封、软填料、硬填料、活塞环、机械密封、防尘密封件、全封闭密封件
密封胶 液态密封胶、厌氧胶 垫片、导管联接、螺纹密封
无机材料 柔生石墨 天然石墨 垫片、软填料、密封件
碳石墨 焙烧碳、电化石墨 机械密封、硬填料、动力密封、间隙密封
工程陶瓷 氧化铝瓷、滑石瓷、金属陶瓷、氧化硅、硼化铬
金属 有色金属 铜、铝、铅、锌、锡及其合金 垫片、软填料、机械密封、迷宫密封、硬填料、间隙密封
黑色金属 碳钢、铸铁、不锈钢、堆焊合金、喷涂粉末 垫片、硬填料、机械密封、活塞环、间隙密封、防尘密封件、全封闭密封件、成型填料
硬质合金 钨钴硬质合金、钨钴钛硬质合金 机械密封
贵金属 金、银、铟、钽 高真空密封、高压密封、低温密封