机械密封的尺寸

    动环和静环密封端面为了有效地工作.相应地做成一窄一宽。软材料做窄环，硬材料做宽环，使窄环被均匀地磨损而不嵌入宽环中去。此时，软材料的端面宽度为密封端面宽度b[其值为(dz—dl)／2]。在强度、刚度允许的前提下，端面宽度b应尽可能取小值，宽度太大÷会导致冷却、润滑效果降低，端面磨损增大，摩擦功率增加。宽度b与摩擦副材料的匹配性、密封流体的润滑性和摩擦性、机械密封自身的强度和刚度都有很大的关系：一般分为宽、中、窄3个尺寸系列，可取表5-17的**道：宽系列一般用于摩擦副材料匹配对摩擦磨损性能好的情况.如石墨／硬质合金、石墨／碳化硅；密封流体润滑性好.如不易挥发的油类和水；机械密封需刚性良好的情况：窄系列一般用于摩擦副材料摩擦性能较差的情况，如硬质合金／硬质合金、青铜／硬质合金.以及饱和蒸气压高，易于挥发的密封介质，颗粒介质。中系列具有兼顾宽窄系列的优点：

    硬环端面宽度应比软环大1～3 mm。当动环和静环均为硬材料，则两者可取相等宽度。

 

  表5-17  密封环带宽度b的**值

 

    窄环高度h取决于材料的强度、刚度及**性，一般取2～3 mm。石墨、填充聚四氟乙烯、青铜等可取3 mm.硬质合金可取2 mm。

    当平衡系数p、端面宽度b及平衡直径九或有效直径de确定后，即可由平衡系数p的计算公式(5-8)、式(5-17)或式(5-20)、式(5-21)算出端面内径矗1及外径矗2。窄环端面内、外径处不允许倒角、倒棱。

    对于密封环与轴的配合间隙，动环与静环取值不同。对于动环，虽然与轴无相对运动，但为了**具有一定浮动性以补偿轴与静环的偏斜和轴振动等影响，取直径间隙e1=0.5～1 mm。对于静环，因为它与轴有相对运动，其间隙值应稍大，一般取直径间隙e2=1～3 mm。石墨环、青铜环、填充聚四氟乙烯环，当轴径为16～100 mm时取e2为1 mm，轴径110～120 mm时取2 mm 0硬质合金环当轴径为16～100 mm时取2 mm，轴径110～120mm时取3 mm。

    ②密封圈尺寸  常用的密封圈有橡胶O形圈及聚四氟乙烯V形圈，为使二者可互换，设计时直径方向公称尺寸应相同。图5-50(a)、(b)分别为O形圈和V形圈与相关部位的尺寸。

 

 

图5-50  密封圈及相关部件尺寸

    安装在动环或静环上的橡胶0形圈的压缩量要掌握适当，过小会使密封性能差，过大会使安装困难，摩擦阻力加大，且浮动性差。普通橡胶O形圈压缩率一般取截面直径的6％～10％，对轴的过盈量一般为1％～3％。表5-1 8为橡胶O形圈尺寸及压缩率**值。0形圈的压缩率是靠控制密封圈安装沟槽的尺寸来**的。O形圈安装沟槽为矩形槽，如图5-5 1(a)、(b)所示，分别为无套筒和有套筒。

    聚四氟乙烯V形圈由两侧密封唇进行密封，属自紧式密封，介质压力越高，密封性能越好。为使低压时也有良好的密封性能，V形圈的内径**比轴径小，.外径比安装尺寸大。V形圈一般与推环或撑环一起安装，以使V形圈两侧密封唇紧贴在内外环形的密封表面。V形圈的安装尺寸如图5-5 0(b)所示，内径比轴径尺寸小0.4～0.5 mm，外径比安装处尺寸大0.3～0.4 mm。

 

表5-18  橡胶。形圈尺寸及压缩率**值

    ③弹簧的确定  机械密封中采用的弹性元件有圆柱螺旋弹簧、波形弹簧、碟形弹簧和波纹管。波形弹簧和碟形弹簧具有轴向尺寸小、刚度大、结构紧凑的优点，但轴向位移和弹簧力较小，一般适用于轴向尺寸要求很紧凑的轻型机械密封。波纹管常用于高温、低温、强腐蚀等特殊条件。圆柱螺旋弹簧使用较广，又可分为普通弹簧、并圈弹簧(两端的并圈各为2圈)和带钩弹簧，后两者用于动环采用弹簧传动的机械密封。