機械設計師入門系列：密封設計入門（簡體書）

《機械設計師入門系列：密封設計入門》面向密封設計入門級讀者的需求，注重理論和實際相結合，從實用性出發，全面系統介紹了工業生產中常用密封技術的主要內容和最新進展，重點闡述了填料密封、墊片密封、機械密封、非接觸密封等基本概念、基本理論、結構形式、密封特性、材料、使用維護和故障處理等知識及洩漏檢測技術，並通過實例展現了相關知識的應用。

《密封設計入門》適用于機械設計人員和工程施工技術人員，也可供高等院校機械類專業教師、學生學習、查閱和參考。

緒論
0.1 密封的機理與方法
0.2 密封的種類及其適用範圍
0.3 密封的主要性能指標和比較準則

第1章 墊片密封
1.1 中低壓設備和管道的墊片密封
1.1.1 墊片密封的原理和結構
1.1.2 墊片的種類及適用範圍
1.1.3 墊片的選擇
1.1.4 法蘭密封設計方法
1.1.5 墊片的保管及安裝技術
1.1.6 墊片密封的失效分析
1.2 高壓設備的密封
1.2.1 強制式密封
1.2.2 自緊式密封
1.2.3 高壓管道密封

第2章 填料密封
2.1 毛氈密封
2.2 軟填料密封
2.2.1 軟填料密封的結構及密封原理
2.2.2 軟填料密封的主要參數
2.2.3 軟填料密封材料的選用
2.2.4 軟填料密封的問題與改進
2.2.5 軟填料密封的安裝
2.3 硬填料密封
2.3.1 活塞環
2.3.2 活塞杆填料密封
2.3.3 無油潤滑活塞環、支承環及填料
2.4 成形填料密封
2.4.1 成形填料類型及適用範圍
2.4.2 O形圈的工作特性、結構及使用
2.4.3 橡膠唇形密封圈的工作特性及使用
2.4.4 塑料密封圈及皮革密封圈
2.5 油封
2.5.1 油封的基本結構及工作原理
2.5.2 油封的特點及類型
2.5.3 油封的主要性能參數
2.5.4 油封的使用

第3章 機械密封
3.1 機械密封的原理
3.1.1 機械密封的概念、結構、原理和特點
3.1.2 機械密封的分類
3.1.3 機械密封端面摩擦機理及摩擦狀態
3.1.4 機械密封的主要性能參數
3.2 機械密封的主要零件及材料
3.2.1 主要零件的結構形式
3.2.2 主要零件尺寸確定
3.2.3 機械密封常用材料及選擇
3.3 機械密封的典型結構與循環保護系統
3.3.1 典型結構
3.3.2 循環保護系統
3.4 機械密封的選擇、使用及維修
3.4.1 機械密封的選擇
3.4.2 機械密封的保管
3.4.3 機械密封的安裝
3.4.4 機械密封的運轉
3.4.5 機械密封的維修
3.5 機械密封的失效及分析
3.5.1 密封失效的定義及外部症狀
3.5.2 機械密封的失效形式
3.5.3 機械密封的失效分析方法
3.5.4 機械密封失效的診斷檢查
3.5.5 根據密封端面磨損痕跡分析失效原因
3.5.6 安裝、運轉等引起的故障分析
3.5.7 機械密封失效典型實例
3.5.8 機械密封故障處理實例

第4章 密封膠及膠黏劑
4.1 密封膠及膠黏劑的特點及應用
4.2 密封膠的種類及選用
4.3 膠黏劑使用原則

第5章 非接觸型密封
5.1 間隙密封
5.1.1 密封環
5.1.2 套筒密封
5.2 浮環密封
5.2.1 工作原理及特點
5.2.2 結構形式
5.2.3 結構要求、尺寸、技術要求及材料
5.2.4 封油系統
5.3 迷宮密封
5.3.1 結構形式和工作原理
5.3.2 主要尺寸參數及材料
5.4 動力密封
5.4.1 離心密封
5.4.2 螺旋密封
5.4.3 停車密封
5.5 磁流體密封
5.5.1 磁流體
5.5.2 磁流體密封工作原理及特點
5.5.3 磁流體密封的應用
5.6 全封閉密封
5.6.1 全封閉密封的原理
5.6.2 密閉式機泵
5.6.3 隔膜傳動
5.6.4 磁力傳動

第6章 洩漏檢測技術
6.1 洩漏檢測的基本概念
6.2 檢漏分類及方法
6.3 檢漏方法的選擇
參考文獻
……

中國常用油封的結構形式與尺寸規格可參閱相關標準。
2.5.3油封的主要性能參數
要使油封在理想狀態下工作，既要使油封的泄漏量少，又要使其磨損量小，工作壽命長，就要使油封對于軸有足夠的徑向箍緊力和對軸偏心有較好的追隨補償性。同時使唇口與軸的接觸面處于良好的潤滑狀態。
（1）唇口比壓
唇口比壓是指在單位圓周上的油封唇口對軸的箍緊力，它是表征唇口摩擦面上線接觸應力大小的重要特性參數。對于唇口摩擦工況及密封壽命有直接影響。必須有足夠的唇口比壓，才能獲得密封效果；但唇口比壓過大，唇口把軸箍得過緊，會使摩擦面上的油膜遭到破壞，油封的壽命將會大大縮短。因此必須將油封的唇口比壓控制在適當的范圍內，其常用數值，根據經驗推薦：低速型為1 50～220N／m；高速型為95～1 30N／m。
（2）過盈量
油封的過盈量是指在自由狀態（未裝彈簧）時唇口直徑與軸徑之差。過盈量可產生一部分徑向比壓，并能補償軸的偏心，過盈量過小會降低密封性，過大會產生大量的摩擦熱，從而引起橡膠材料的焦耳熱效應，加速唇口老化龜裂。這對高速型油封更加明顯。一般應根據使用條件確定適當的過盈量，通常為0.2～0.5mm。油封形式及軸徑不同，過盈量的取值也不同，軸徑大而無簧時，選大過盈量；軸徑小而無簧時，可選稍大過盈量；低速型選用稍小值；高速型選取小值。
（3）彈簧的工作載荷
彈簧的工作載荷主要取決于密封介質的壓差，當壓差小于0.1MPa時，可不必設置彈簧，采用無彈簧型油封。由于油封在運轉中唇部膠料會因摩擦發熱而軟化，增大熱變形及磨損，造成應力松弛。單靠唇口的過盈和彈性變形難以保證足夠的唇口徑向力，所以當密封介質壓力大于0.1MPa，便需加設彈簧來維持一定的徑向壓力，使油膜穩定，且對軸的偏心能起一定的補償作用。對于有彈簧的油封，由彈簧產生的徑向力約占整個徑向力的60％，說明彈簧力的大小對油封的密封性有很大的影響。
（4）唇口結構尺寸
為了使唇口徑向接觸壓力呈尖角形分布，減少唇口摩擦熱的產生，有利于潤滑油膜的穩定，油封唇口應與軸呈線接觸狀態。密封唇口接觸寬度典型值為0.1～0.15mm，經500～1000h的跑合運轉后，接觸寬度增至0.2～0.3mm。在含磨粒性的介質環境中，接觸寬度可能進一步增加至0.5～0.7mm，甚至更多。如果密封介質的壓力增大，則唇口的接觸面寬度應適當增大。
為了使油封獲得良好的密封效果，油側的接觸角α=40°～60°，空氣側的接觸角β=20°～35°，彈簧中心與密封唇口中心要有一軸向偏置量，其值一般為0.4～0.7mm，彈簧偏向腰部側（圖2—65）。
2.5.4油封的使用
油封的合理選用（包括材質和形式）和正確安裝，是保證油封密封性能的重要因素之一。