机械密封结构设计

项目

简图

特点与应用

密

封

环

结

构

整

体

结

构

常用于石墨、塑料、青铜等材料制成的密封环，断面过渡部分应具有较大的过渡半径。用于高压时，需按厚壁空心无底圆筒计算强度。用于摆动和强烈振动设备时，需考虑材料的疲劳强度

过

盈

连

接

常用于硬质合金、陶瓷等材料。用过盈方法装到密封座上，以便节省费用，但需要注意材料的许用应力不能超过允许极限。用于高温时，需要注意因温度影响而松动。为了使密封环装到密封座底部，密封座上需有退刀槽

喷涂或烧结

常用于硬质合金、陶瓷材料。采用喷涂方法将耐磨材料敷到密封座上。克服了过盈连接时耐磨材料在密封座上的松动，但喷涂技术要求高，否则会因亲和力不够而产生剥离，影响密封效果

堆

焊

将耐磨材料堆焊到密封座上，厚度2~3mm，但堆焊硬度不均匀，堆焊面易产生气孔和裂缝，设计和制造时需注意

动

环

传

动

方

式

并圈弹簧传动

利用弹簧末圈与弹簧座之间的过盈来传递转矩，过盈量取1~2mm(大直径者取大值)。弹簧两端各并2 圈(即推荐弹簧总圈数＝有效圈数+4圈)，弹簧的旋向应与轴的旋转方向相同。并圈弹簧的其余尺寸与普通弹簧相同

弹簧钩传动

弹簧两端钢丝头部在径向或轴向弯曲成小钩，一头钩在弹簧座的槽中，另一头钩在动环的槽中，既能传递转矩，结构又比较紧凑。带钩弹簧的其余尺寸与普通弹簧相同。弹簧旋向应与轴的旋向相同

传动套传动

在弹簧座上，“延伸”出一薄壁圆筒(即传动套)，借以传递转矩。此结构工作稳定可靠，并可利用传动套把零件预装成一个组件而便于装拆。但耗费材料多，在含有悬浮颗粒的介质中使用，可能出现堵塞现象。

图中弹簧套冲成凹槽，在动环上开槽，二者配合传动

动

环

传

动

方

式

传动销传动

弹簧座固定于轴上，通过传动销把动环与弹簧座连成一体，使动环与静环作相对旋转运动。传动销传动主要用于多弹簧类型的密封

拨叉传动

是一种金属与金属的凹凸传动方式。在动环及弹簧座上制出凹凸槽，借助于互相嵌合而传动。特别适用于复杂结构，能保证传动的可靠性

波纹管传动

波纹管座利用螺钉固定在轴上，通过波纹管直接传动

键或销钉传动

直接在轴上开键槽或销钉孔，然后装上键或销钉。这是一种可靠传动，常用于高速密封

静

环

固

定

方

式

浮装式固定

静环的台肩借助密封圈安装在压盖的台肩上，静环与压盖之间没有直接的硬接触面，利用密封圈的弹性变形使静环具有一定的补偿能力。因此，对压盖的制造和安装误差不敏感。是一种较常用的方法。浮装式固定需要安装防转销，以防止静环可能出现转动

托装式固定

静环依托在压盖上，同时用密封圈封闭静环与压盖之间的间隙。这是坚实的固定方式，适用于高压密封。但静环的补偿能力降低，需相应提高压盖的制造和安装精度要求

托装式固定也需要安装防转销

夹装式固定

静环被夹紧在压盖与密封腔的止口之间，压盖、密封腔与静环之间的间隙用垫片密封。介质作用在静环上的压力被压盖或密封腔承受，不会产生静环位移而破坏密封的现象。因此，特别适用外装式密封。采用此固定方式，静环不需制出辅助密封圈安装槽，对陶瓷等硬脆材质的静环很适用

静环完全无补偿能力，对压盖的制造安装精度要求严格

螺

旋

弹

簧

的

设

计

大弹簧　　　　　　　　　　　　　　　　小弹簧

轴径

大弹簧用于轴径65mm以下，小弹簧用于轴径大于35mm以上。小弹簧的个数随着轴径的增大而增多

弹簧丝直径和圈数

大弹簧的弹簧丝直径为2~8mm，有效圈数2~4圈，总圈数为3.5~5.5。小弹簧的弹簧丝直径0.8~1.5mm，有效圈数8~15圈，总圈数为9.5~16.5圈

两端部各合并3/4圈(并圈弹簧传动时两端各并2圈)磨平后作为支承圈

工作压缩量(工作变形量)

为极限压缩量(变形量)的2/3~3/4

弹簧力下降

弹簧力的下降不得超过10％~20％

技术要求

符合JB/T 7757.1—1995《机械密封用圆柱螺旋弹簧》标准中的规定