密封在机械设备中的核心作用是防止介质泄漏,

作者:HJC黄金城集团  日期:2025-12-15  浏览:  来源:HJC黄金城集团官网

密封在机械设备中的核心作用是防止介质泄漏,密封件是实现该功能的关键零部件。密封性能直接关系到 petrochemical、化工等行业的安全、环境与生产效益。在实际运行中,介质和润滑剂的跑、冒、滴、漏会带来资源浪费、环境污染、设备磨损和工艺数据波动,甚至引发火灾、爆炸等重大风险。因此,密封性能成为衡量机械部件质量的重要指标之一。

密封的基本分类与原理

- 静密封与动密封

- 静密封:密封面相对固定,常见于法兰、螺纹连接处、压力容器与盖等部位。

- 动密封:密封面之间存在相对运动,分为往复密封与旋转密封;按是否直接接触还可分为接触式、非接触式以及无轴封等组合形式。

- 动密封的特点

- 接触式密封:密封面相互接触、紧贴,密封性较好但易受摩擦磨损影响,适用于低线速度场合。

- 非接触式密封:密封件与运动件保留一定间隙,无机械摩擦,寿命较长,但密封性相对较弱,适用于高速场合。

- 组合式密封:将多种密封形式组合,以提升在复杂工况下的综合密封性能。

静密封的分类与应用要点

- 按工作压力

- 中低压静密封:多采用柔软垫材和较宽的垫片,贴合面适度变形以实现密封。

- 高压静密封:使用硬质材料和窄接触宽度的金属垫片,以承受更高的压力。

- 按工作原理分类

- 法兰连接垫片密封件、自紧密封、研合面密封、O形圈密封、胶圈密封、填料密封、螺纹连接垫片密封、承插连接密封、密封胶密封等多种形式。

动密封的分类与应用要点

- 按密封面的运动形式:往复密封、旋转密封。

- 按密封件与被密封件的接触方式:接触式、非接触式、无轴封等。

- 组合密封可在需要时结合多种形式以提升性能。一般而言,接触式密封密合性好、寿命受摩擦影响大,适于低线速度;非接触式寿命长、摩擦小,适于高速度场合。

主要材料与性能要点

- 丁腈橡胶(NBR):对燃料油和芳香溶剂有良好耐性;对酮、酯、氯化氢等介质耐受性较差,常用于耐油密封件。

- 氯丁橡胶(CR):耐油和耐溶剂性好,耐齿轮油和变压器油性能优,耐芳香族油较差;耐候、耐臭氧性好,适合制作门窗密封条等,对无机酸也有一定耐腐性。

- 天然橡胶(NR):力学性能综合较好、耐寒、回弹性高、耐磨;对矿物油不耐,在植物油与醇类体系中较稳定,广泛用于制动液密封件等。

- 氟橡胶(FKM):耐高温、耐油性突出,适合用于高温高压的密封件,如气缸套密封圈,显著提升寿命。

- 硅橡胶(VMQ):耐高低温、耐臭氧、耐天气性优越,-70~260℃区间均能保持弹性,常用于热源部件的垫圈、阀垫等;但耐油性差、机械强度较低、成本较高,不宜用于耐油场景。

- 三元乙丙橡胶(EPDM):完全饱和结构,耐老化、耐臭氧、耐候、耐热(可在120℃长期使用)、耐化学性(醇、酸、强碱、氧化剂)良好,耐脂肪族和芳香族溶剂较差;密度低、粘性较弱,广泛用于门窗密封、家电密封及蒸汽密封制品。

- 聚氨酯橡胶(PU):耐磨性好、不透气性强,工作温度通常在-20~80℃,耐油、耐氧、耐臭氧性能适中;不耐酸碱、水、蒸汽和酮类,常用于油封、O形圈、隔膜等。

- 氯醚橡胶(CR/CIIR 等混合体系):兼具多种橡胶材料优点,耐油、耐热、耐臭氧、耐燃、耐碱、耐水及耐多种有机溶剂,耐寒性相对较差,在不极低温的工况下可作为油封、密封圈、垫片、防尘罩等材料。

- 其他常用材料的要点:不同材料在耐油、耐高温、耐老化、耐腐蚀等方面各有侧重,需结合介质、温度、压力和线速度等工况条件进行匹配。

典型密封件及其应用要点

- 毛毡密封(主轴与轴承防尘密封件)

- 通过在壳体槽内填充毛毡圈来阻挡泄漏并实现润滑和防尘的自润滑功能。

- 适用于低速、常温、常压场景,温度通常不超过约90℃,多用于润滑脂、油和高粘度液体的密封;不宜用于气体密封。

- 转速适用范围与毛毡质量相关,粗毛毡适用较低转速,细毛毡在轴面抛光条件下可承受更高转速。

- 油封密封HJC黄金城集团

- 常为自紧唇型结构,内径略小于轴径以形成初始过盈,装配后借助密封唇与弹簧的作用实现径向抱紧与密封。

- 具有结构紧凑、安装简单、寿命较长、对振动和偏心具有一定容错性等优点,广泛用于液体密封、小型旋转传动装置以及防气、防尘场景;一般不适用于承受极高压力的场合。

- 法兰连接垫片密封件

- 将垫片放置在法兰等连接面之间,通过紧固件的压紧使垫片产生弹性与塑性变形,填平不平整处以实现密封。

- 材料类型多样,分为非金属、金属与金属复合垫片等,适用温度与压力范围取决于材料与结构形状。

- 机械密封

- 适用于泵等设备的主轴密封,由动环与静环构成,动环随轴旋转,静环固定,端面保持极薄的润滑膜以实现密封。

- 性能优越、寿命长,适用于各种黏度、腐蚀性强、含磨粒的介质,典型寿命可达数千至上万小时,工作条件覆盖极宽的温压线性。

- 挤压型密封(如O形圈等)

- 根据截面形状分为O形、方形等,O形圈应用最广。靠预压与介质压力共同作用使密封圈变形并封闭间隙。

- 结构紧凑、重量轻、摩擦小、拆装方便,适用于往复与旋转运动,耐压范围广、温度适中,成本低。

- 唇型密封

- 主要用于液压缸的活塞与活塞杆密封,靠唇缘的过盈量与介质压力产生自紧变形以封闭缝隙。

- 结构较复杂、体积较大、摩擦力较大但更易装填与更换,广泛用于往复密封,材料通常选用橡胶、皮革、聚四氨等,能适应高压条件(常见可达数十至百 MPa级别)。

以上要点可为非标设备设计与密封件选型提供基础导向,需结合具体介质性质、温度、压力、速度及寿命要求进行材料与结构的优化匹配。

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