机械装置的密封

机械装置密封有两个主要作用：①阻止液体、气体工作介质、润滑剂泄漏；②防止灰尘、水分进入润滑部位。密封装置的类型很多，两个具有相对运动的结合面之间必然有间隙比如减速器外伸轴与轴承端盖之间，它们之间的密封称为动密封。两个相对静止不动的结合面之间的密封称为静密封，比如减速器箱体与轴承端盖，减速器箱体与减速器箱盖。所有的静密封和大部分的动密封都是靠密封面互相靠近或嵌入以减少或消除间隙，达到密封的目的，这类密封方式称为接触式密封。密封面间有间隙，依靠各种方法减少密封间隙两侧的压力差而阻漏的密封方式称为非接触式密封。

一、静密封

1.研磨面密封

最简单的静密封靠结合面加工平整、光洁，在螺栓预紧力的作用下贴紧密封，要求结合面研磨加工，间隙小于5μm。见图15-8（a）。

2.垫片密封

参看图15-8（b），在结合面间加垫片，螺栓压紧使垫片产生弹塑性变形填满密封面上的不平，从而消除间隙，达到密封的作用。常温、低压、普通介质可用纸、橡胶、垫片；高压、特殊高低温可用聚四氟乙烯垫片；高温、高压可用金属垫片。

图15-8 静密封

（a）研磨面密封；（b）垫片密封；（c）密封胶密封；（d）O型图密封

3.密封胶密封

密封胶有一定的流动性，容易充满结合面的间隙，黏附在金属面上能大大减少泄漏，即使在较粗糙的表面上密封效果也很好。密封胶型号很多（如铁锚602），使用越来越广，使用时可查《机械设计手册》。见图15-8（c）。

4.O型圈密封

参看图15-8（d），在结合面上开密封圈槽，装入O型密封圈，利用其在结合面间形成严密的压力区来达到密封的目的。

二、动密封

两个具有相对运动的结合面之间的密封称为动密封，在这里主要分析回转轴的动密封。在回转轴的动密封中，有接触式、非接触式和组合式三种类型。

1.接触式密封

由于接触式密封是利用密封元件与结合面的压紧而起密封作用，必定产生摩擦磨损，因此这种密封方式不宜用于高速。

（1）毡圈密封

矩形断面的毡圈，安装在梯形的槽中，受变形压缩而对轴产生一定的压力，消除间隙，达到密封的目的。毡圈密封结构简单，一般只用于工作速度低（v＜4～5m/s），工作温度低（t＜90℃）的脂润滑处，主要起防尘作用。结构见图15-9。

图15-9 毡圈密封

（2）密封圈密封

密封圈用耐油橡胶、塑料或皮革等弹性材料制成，靠材料本身的弹力及弹簧的作用以一定压力紧套在轴上起密封作用。唇形密封圈用得很多，注意唇口方向：图15-10唇口朝内，目的是防漏油；唇口朝外，主要目的是防灰尘、杂质侵入。这种密封广泛用于油密封，也可用于脂密封和防尘，工作速度小于7m/s。

（3）机械密封

机械密封又称端面密封。图15-11是最简单的机械密封，动环1与轴固定在一起，随轴转动；静环2固定在机座端盖上。由于动环与静环端面在弹簧力的作用下互相贴紧，起到很好的密封作用。

图15-10 密封圈密封

图15-11 机械密封

机械密封的优点是动静环端面相对滑动，摩擦及磨损集中在密封元件上，对轴没有损伤；密封环若有磨损，在弹簧力的作用下仍能保持密合，密封性能可靠，使用寿命长。缺点是零件多，加工质量要求高，装配较复杂。这种密封方式用于常与灰尘、沙泥、污水等接触的工程机械、拖拉机、汽车的轮毂轴承处。工作速度可达30m/s。

2.非接触式密封

由于非接触式密封方式中密封面间有间隙，因此一般情况下，工作速度没有限制。

（1）间隙密封。如图15-12所示，在静止件（轴承端盖通孔）与转动件（轴）之间有很小间隙（0.1～0.3mm），利用其节流效应起到密封作用。可用于脂润滑轴承密封，若在端盖上车出环槽，在槽中填密封润滑脂，密封效果会更好。用于油润滑时，须在盖上车出螺旋槽，以便把欲向外流失的润滑油借螺旋的输送作用，送回到轴承腔内。螺旋的左右旋由轴的转向而定。

（2）挡油环密封。图15-13中，油润滑时，在轴上开出沟槽或装入一个油环，当轴转动时，利用其离心作用，可把欲向外流失的润滑油沿径向甩开，再经过轴承盖的集油腔和油孔流回。

图15-12 间隙密封

图15-13 挡油环密封

（3）迷宫式密封。图15-14中，旋转的零件与固定的密封零件之间作成迷宫（曲路）间隙，利用其节流作用达到密封的目的。间隙中充满密封润滑脂，密封效果会更好。根据部件结构分为径向、轴向两种。图15-14（a）径向曲路，径向间隙不大于0.1～0.2mm；图（b）轴向曲路，考虑轴的伸长，间隙大些，取1.5～2mm。这种密封方式效果好、可靠，但结构复杂，加工要求高。

3.组合密封

前面介绍的各种密封，各有各的优、缺点，在一些较重要的密封部位常同时采用几种密封组合使用的形式。图15-15是毡圈密封加迷宫密封的组合密封方式。可充分发挥各自的优点，提高密封效果。

图15-14 迷宫密封

（a）径向曲路；（b）轴向曲路

图15-15 组合密封