密封設計手冊

前言

　　在機械設備中密封的功能是防止泄漏。起密封作用的零件稱為密封件，簡稱密封。密封件是機械產(chǎn)品中應用最廣的零部件之一。在石油、石化、化工等的生產(chǎn)、加工、儲運乃至銷售環(huán)節(jié)，常常伴隨著易燃、易爆、高溫、高壓、有毒有害和腐蝕等危險因素，機器及設備在使用中工作介質(zhì)和潤滑油的“跑、冒、滴、漏”，給生產(chǎn)帶來了極大危害?！　≡O備中的工作介質(zhì)或潤滑劑的泄漏，會造成浪費并污染環(huán)境，泄漏到環(huán)境中的物質(zhì)一般難以回收，嚴重污染了空氣、水以及土壤。例如，很多化工廠區(qū)氣味難聞，煙霧彌漫，對環(huán)境造成嚴重污染，嚴重危害職工的身體健康；易燃、易爆、劇毒、腐蝕性、放射性物質(zhì)的泄漏，有可能發(fā)生著火、爆炸、中毒等事故，造成廠毀人亡，會危及人身及設備的安全；環(huán)境中的氣體、灰塵、水等進入機械設備內(nèi)會導致軸承、齒輪等過早地磨損報廢，混入化工裝置內(nèi)會影響化工產(chǎn)品純度；流體機械內(nèi)部泄漏會影響容積效率等。隨著生產(chǎn)裝置的大型化，生產(chǎn)工藝向高溫、高壓、高速的方向發(fā)展，出現(xiàn)泄漏的機會越來越多，發(fā)生事故的危險越來越大，造成的經(jīng)濟損失也越來越大。往往一處管線、一臺設備的泄漏就有可能導致一片油井、一套裝置，乃至全廠停產(chǎn)，還極可能會引起火災、爆炸，造成人員傷亡等重大事故發(fā)生。因此，密封性能已成為評定機械產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標。密封的設計、制造所存在的問題已逐步引起人們的高度重視。　　目前可供參閱的書籍和文獻很欠缺，沒有系統(tǒng)介紹各種密封設計的手冊供設計和管理、施工人員使用、查閱。基于此現(xiàn)狀，本書從機械設計的實用性出發(fā)，詳細、系統(tǒng)地闡述了機械密封、液壓與氣動密封、墊密封、填料密封、膠密封、迷宮密封、螺旋密封、磁流體密封、高壓密封等各種常見密封的密封原理、基本結(jié)構、特點、使用性能、適用條件，并從理論上介紹了如何根據(jù)使用條件，合理地選擇密封材料、密封型式，正確進行密封結(jié)構的設計。書中還給出了各種標準密封件，為設計人員選用提供了方便。本書可供機械設計人員和施工技術人員使用，也可供高等院校機械類專業(yè)教師、學生使用?！　”緯筛镀?、常德功主編，汪傳生、周桂蓮、吳俊飛副主編。第1、2章由付平編寫，第3章由付平、常德功編寫，第4章由汪傳生、吳俊飛、欒德玉編寫，第5章由付平、周桂蓮、鄒玉靜編寫?！　∮捎诰幷咚剿?，書中難免存在不當之處，敬請廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書從機械設計的實用性出發(fā)，詳細、系統(tǒng)地闡述了機械密封、液壓與氣動密封、墊密封、填料密封、膠密封、迷宮密封、螺旋密封、磁流體密封、高壓密封等各種常見密封的原理、基本結(jié)構、特點、使用性能、適用條件，并介紹了如何根據(jù)使用條件，合理地選擇密封材料、密封型式，正確進行密封結(jié)構的設計。另外，書中還給出了符合國家標準的各種密封件，方便讀者選用。     本書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(yè)教師、學生學習、查閱和參考。

書籍目錄

第1章　密封技術基礎　1.1　概述　1.2　密封的分類　　1.2.1　靜密封的分類、特點及應用　　1.2.2　動密封的分類、特點及應用　1.3　密封的選型　1.4　密封材料　1.5　加工工藝第2章　機械密封　2.1　機械密封的基本結(jié)構、工作原理和特點　　2.1.1　機械密封的基本結(jié)構、工作原理　　2.1.2　機械密封的基本類型　　2.1.3　機械密封的特點　2.2　機械密封的計算　　2.2.1　端面液膜壓力　　2.2.2　載荷系數(shù)　　2.2.3　端面比壓　　2.2.4　幾何參數(shù)計算　　2.2.5　pv值　　2.2.6　摩擦功率　2.3　機械密封結(jié)構設計　　2.3.1　機械密封的設計步驟　　2.3.2　機械密封的結(jié)構選型　　2.3.3　機械密封的主要零件　2.4　機械密封常用材料及選擇　　2.4.1　密封副材料及選擇　　2.4.2　輔助密封材料及選擇　　2.4.3　彈簧和波紋管材料及選擇　　2.4.4　金屬構件材料　　2.4.5　典型工況下機械密封材料選擇　2.5　機械密封的典型結(jié)構　　2.5.1　泵用機械密封　　2.5.2　壓縮機用機械密封　　2.5.3　工藝設備用機械密封　2.6　機械密封輔助系統(tǒng)　　2.6.1　沖洗　　2.6.2　冷卻　　2.6.3　過濾　　2.6.4　潤滑　2.7　機械密封技術的新進展　　2.7.1　流體阻塞密封技術　　2.7.2　表面改形密封技術　　2.7.3　控制平衡比密封技術　　2.7.4　平行面密封技術　　2.7.5　多端面密封技術　　2.7.6　組合密封技術　　2.7.7　可控機械密封第3章　液壓、氣動密封　3.1　液壓、氣動密封概述　　3.1.1　液壓、氣動密封類型　　3.1.2　液壓、氣動工作介質(zhì)　　3.1.3　液壓、氣動密封用材料　3.2　液壓密封　　……第4章　其他密封第5章　密封件參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　密封技術基礎　　1.1　概述　　在石油、石化、化工等的生產(chǎn)、加工、儲運乃至銷售環(huán)節(jié)，常常伴隨著易燃、易爆、高溫、高壓、有毒有害和腐蝕等危險因素，“跑、冒、滴、漏”在工業(yè)生產(chǎn)中普遍存在，是個“老、大、難”問題。泄漏給生產(chǎn)帶來了極大危害。隨著生產(chǎn)裝置的大型化，生產(chǎn)工藝向高溫、高壓、高速的方向發(fā)展，出現(xiàn)泄漏的機會越來越多，發(fā)生事故的危險越來越大，造成的經(jīng)濟損失也越來越大。往往一處管線、一臺設備的泄漏就有可能導致一片油井、一套裝置，乃至全廠停產(chǎn)，還極可能會引起火災、爆炸，造成人員傷亡等重大事故?？梢哉f，泄漏對工業(yè)安全生產(chǎn)有很大的威脅。　　泄漏是指由于密閉的容器、管道、設備等內(nèi)外兩側(cè)存在壓力差，因此在其使用過程中，內(nèi)部介質(zhì)在不允許流動的部位通過孔、毛細管等缺陷滲出、漏失或允許流動的部位流動量超過允許量的一種現(xiàn)象。設備中的工作介質(zhì)或潤滑劑的泄漏，會造成浪費并污染環(huán)境，泄漏到環(huán)境中的物質(zhì)一般難以回收，嚴重污染了空氣、水以及土壤。例如，很多化工廠區(qū)氣味難聞，煙霧彌漫，對環(huán)境造成嚴重污染，嚴重危害職工的身體健康；易燃、易爆、劇毒、腐蝕性、放射性物質(zhì)的泄漏，有可能發(fā)生著火、爆炸、中毒等事故，造成廠毀人亡，會危及人身及設備的安全；環(huán)境中的氣體、灰塵、水等進入機械設備內(nèi)會導致軸承、齒輪等過早地磨損報廢，混入化工裝置內(nèi)會影響化工產(chǎn)品純度；流體機械內(nèi)部泄漏會影響容積效率等?；て髽I(yè)連續(xù)生產(chǎn)中的密封故障是造成非計劃停車的主要原因。據(jù)統(tǒng)計，60％的非計劃停車事故與密封故障有關。密封性能是評定機械產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標。　　造成泄漏的原因主要有兩方面：一是由于機械加工的結(jié)果，機械產(chǎn)品的表面存在各種缺陷和形狀及尺寸誤差，因此在機械零件連接處不可避免地會產(chǎn)生間隙；二是密封兩側(cè)存在壓力差，工作介質(zhì)就會通過間隙而泄漏。消除或減少任一因素都可以阻止或減少泄漏。就一般設備而言，減小或消除間隙是阻止泄漏的主要途徑。密封的作用就是將接合面間的間隙封住、隔離或切斷泄漏通道，增加泄漏通道中的阻力，或者在通道中加設小型做功元件，對泄漏物質(zhì)造成壓力，與引起泄漏的壓差部分抵消或完全平衡，以阻止泄漏。對于真空系統(tǒng)的密封，除上述密封介質(zhì)直接通過密封面泄漏外，還要考慮滲漏和擴散兩種泄漏形式。　　密封作用的有效性可以用密封度來衡量。密封度是指單位時間內(nèi)介質(zhì)的體積或質(zhì)量的泄漏量，用泄漏率來表示。密封的泄漏量為零的理想情況稱為零泄漏。對于離心泵、離心式壓縮機、離心式風機、管式加熱爐、塔、管殼式換熱器、貯罐、汽輪機、鍋爐、電動機等通用設備的完好標準，都要求做到無泄漏。一般來講，靜密封可能達到無泄漏，但對于動密封由于接觸密封面的任何相對位移都會給接合表面上的粗糙處泄漏介質(zhì)創(chuàng)造條件，要達到零泄漏是特別困難的，甚至是不可能的。無泄漏是指泄漏量在規(guī)定的范圍內(nèi)，如泄漏率經(jīng)常保持在0.5‰以下，并無明顯泄漏。工程上常對重要的密封規(guī)定密封度的許用值。

編輯推薦

　　《密封設計手冊》為國內(nèi)第一本全面、詳實介紹密封設計的工具書，適合機械設計人員、機械工程師查閱和參考。從機械設計人員的實際需求出發(fā)，重點介紹各種典型密封的原理、結(jié)構、使用性能、使用性能、適用場合等，如何依據(jù)具體的使用條件來合理選擇密封材料和密封型式并進行結(jié)構的設計。

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