第五讲机械零部件的润滑与密封

挡圈密封——用 在脂润滑中，防止润 滑油流入轴承将润滑 脂带走。
螺旋密封 轴必须按确定方向旋转
组合密封
间隙加迷宫密封 ——组合密封的一种型式，可以充分发
挥各自优点，提高密封效果。
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油杯、油链、油轮润滑
强制润滑：柱塞泵、叶片泵、齿轮泵 喷射润滑：油泵、喷射阀 油雾润滑：油雾发生器凝缩嘴 油气润滑：油泵、分配器、喷嘴
集中润滑 连续压力润滑：稀油润滑装置
分散润滑
干油润滑 集中润滑
间歇无压润滑：人工涂润滑脂
连续无压润滑：润滑脂填充在机壳中 间歇压力润滑：旋盖式与压注式油杯
间歇压力润滑：压注式油杯 压力润滑：手动干油站
气体润滑：强制供气润滑
常用润滑件
直通式压注油杯
接头式压注油杯
旋盖式压注油杯
常用润滑件
压配式压注油杯
弹簧盖油杯
常用润滑件
针阀式油杯
油环
润滑方式
1、手工定期润滑 —低速、轻载或不连续运转 用油量少 油嘴、油杯和油枪
2、油浴、油环和溅油润滑 —中速、中载的重要机械 连续供油，并冷却
转动件的圆周速度为 1m/s ≤ v ≤ 10～15m/s
1. 润滑油—性能指标
ຫໍສະໝຸດ Baidu
(1) 粘度 流体抵抗变形的能力称为粘度，以流体内摩擦阻力表示
F
X
v
u
y
移动件
O
平行板间油的层流流动
贴近移动板的油层速度 u v
贴近静止板的油层速度 u 0
静止件
u 各油层以不同速度 移动
油层间剪应力
Y
与速度梯度油层
du
成正比
dy
du
( 粘性流体粘性定律)
针入性
润滑脂越稠
承载 摩擦阻力
滴点：润滑脂受热后开始滴落的温度，表征耐高温的能力
润滑脂工作温度一般应低于滴点20 – 30 °C
润滑方法
间歇无压润滑：油壶、压配式压注油杯等
分散润滑 间歇压力润滑：直通式、接头式、旋盖式压注油杯
稀油润滑
连续无压润滑
油绳、油垫润滑：A型弹簧盖油杯 滴油润滑：针阀式注油杯
• 高压设备的密封 自紧式密封
C形密封局部结构 d<1000mm、P<32MPa、t<350℃
O形环密封结构（无缝金属管）
d<500~1000mm、P<280MPa、 t<350℃
• 高压设备的密封 自紧式密封
三角垫密封 d<1000mm、P>10MPa、t<350℃
其他几种密封结构
2、动密封 分类
减速箱的润滑
3、油雾润滑 —高速、轻载的齿轮和轴承
齿轮： 圆周速度为 v ＞ 5～15m/s 轴承： dn ＞ 600000mm·r/min(d为 轴承内径，n为工作转速) 油雾润滑装置的组成：
喷管、吸管和油量调节器
油雾润滑装置
4、压力供油润滑 —高速、重载、供油量要求大的重要部件
机床主轴箱、内燃机锻压设备等 压力供油装置的组成：
密封件大部分都有相应的标准和规格，应尽量选用 标准件。
根据被密封表面是否有相对运动，密封分为静密封 和动密封。
密封机理
所谓泄漏，就是流体通过密封面由一侧传递到另 一侧。被密封的介质往往以穿漏、渗透或扩散的形式 通过密封件泄漏。
密封机理：
•尽量减少设置密封部位； •堵塞或隔离——密封垫、密封胶、填料密封、机械密封等； •引出或注入——将泄漏的流体引回吸入室或注入密封室； •增加泄漏通道中的阻力——迷宫密封、间隙密封等； •在通道中增设做功元件——离心密封、螺旋密封等； •组合密封
9.00～11.00 13.5～16.5 19.8～24.2 28.8～35.2 41.4～50.6
查得运动粘度
再用公式


(3) 润滑油的选择
温度
压力 润滑油牌号一般为
cSt
40 °C时运动粘 度的平均值。
转换为动力粘度
用于流体动力学计算
外载大 — 难形成油膜 — 选粘度高的油
粘度 粘度
• 高压设备的密封 强制密封
平垫密封结构(Al/Cu) d<800mm、P<32MPa、t<200℃
卡扎里密封结构 d>1000mm、P>30MPa、t<350℃
• 高压设备的密封 自紧式密封
双锥环密封结构
d:400~2000mm、P：6.4~35MPa、 t:0~400℃
伍德密封结构 d<1000mm、P>30MPa、t<350℃
dy
比例常数，即动力粘度
动力粘度 ( 用于流体动力学计算 )
设长宽高各为 1m 的流体，若 上下两面发生 1m/s 的相对滑动， 所需施加的力为 1N 时， 则该流 体的粘度为 1 个国际单位制的动力 粘度记为 Pa.s
1 Pa s 1 N s / m2
运动粘度 (润滑油的粘度)
油泵、油箱、 过滤器、冷却 器、 压力调节阀和油 量调节阀等。
齿轮减速器的压力供油系统简图
A－油泵 B－复式过滤器 C－冷却器 D－单向阀 E－压力表 F－流量控制阀 G－调压阀 T－油槽
二、密封 —阻止液体、气体工作介质或润滑剂泄漏，防止
灰尘、水分进入润滑部位。
密封的选择
使用时，应根据压力、速度、工作温度等工作条 件，选择经济、合理的密封类型和结构。
速度高 — 摩擦大 — 选粘度低的油
温度高 — 油变稀 — 选粘度高的油 比压大 — 油易挤出 — 选粘度高的油
0C
粘度－温度曲线
2. 润滑脂
钙基 抗水性好、耐热性差、价廉 钠基 抗水性差、耐热性好、防腐性较好 锂基 抗水性和耐热性好 铝基 抗水性好、有防锈作用、耐热性差
主要指标
针入性：表征润滑脂稀稠
密封可靠，密封件 不易损坏，但结构较复 杂。
轴向式
径向式
因考虑到 轴要伸长，轴 向间隙取大些， 宜1．5～2mm。
径向间隙 不大于0．1— 0．2mm。
离心式密封
利用旋转件带动流体 产生离心力以克服泄漏。
甩油密封 — 油润滑
在轴上开出沟槽或安 装甩油环，把欲流出的油 沿径向甩开，经集油腔及 与轴承腔相通的油孔流回。
全损耗系统用油 （GB443—89）
轴承油 （SH0017—90）
L-AN10 L-AN15 L-AN22 L-AN32 L-AN46 L-AN68 L-AN100 L-AN150
L-FC10 L-FC15 L-FC22 L-FC32 L-FC46
9.00～11.00 13.5～16.5 19.8～24.2 28.8～35.2 41.4～50.6 61.2～74.8 90.0～110 135～165
常用软填料
软填料密封的压力分布
举例
软填料密封
新型软填料密封结构
举例
硬填料密封
活 塞 环
活塞环密封及泄漏通道
活塞环切口形式
举例
结构简单， 一般只用于低速 （v ＜ 4～5m/s） 脂润滑处，主要 起防尘作用。
压盖轴向压紧
填料产生径向 力抱紧在轴上
毛毡密封
O形 密封圈
J形密封圈
密封圈密封—密封
圈由弹性材料制成、它靠 自身弹力或弹簧压紧力的 作用而套在轴上起密封作 用。
动密封
接触式密封 非接触式密封
无轴封密封
毛毡密封 填料密封 软填料密封
硬填料密封 挤压型密封 成型填料密封 唇形密封 油封密封
胀圈密封
油封密封 机械密封
浮动环密封 迷宫密封 离心密封 螺旋密封 气压密封 喷射密封 水力密封 磁流体密封
隔膜式密封 屏蔽式密封 磁力传动式密封
举例
软填料密封
A：软填料渗漏 B:箱壁侧泄漏 C:轴侧泄漏
“自紧作用”
U形密封圈
机械密封（端面密封）
通过石墨块与旋转盘 的接触实现密封。
1—动密封环 2—静密封环 3—弹簧
间隙密封
利用节流槽的节流效 应防尘和防漏。
迷宫密封
—脂润滑或油润滑，轴 的转速较高，但工作温度 不高于密封用脂的滴点。
将旋转件与静止件 之间的间隙做成迷宫曲 路形式，在间隙中充填 润滑油或润滑脂以加强 密封效果。
机械零部件的润滑与密封
一、润滑
—向承载的两个摩擦表面引入润滑剂，是减少摩擦
力及磨损等表面破坏的有效措施之一。
润滑时，应首先根据工况等条件，正确选择润滑剂和润 滑方式。
润滑剂的主要作用为：
1、降低摩擦功耗、节约能源； 2、减少或防止机器摩擦副零件的磨损； 3、降低温升 4、防锈 5、缓冲、吸振 6、清洗摩擦表面，密封和防尘
连续压力润滑：电动干油站、风动干油站、多点干油站
整体润滑：材料本身实现润滑，如石墨、尼龙、聚四氟乙烯、氮化硼等
固体润滑 覆盖膜润滑：石墨、尼龙、聚四氟乙烯、氮化硼、二硫化钼等材料表面薄膜 组合、复合材料润滑：石墨、尼龙、聚四氟乙烯、氮化硼等与其他形成复合材料 粉末润滑：将石墨、尼龙、聚四氟乙烯、氮化硼等粉末涂覆或飞扬撒在摩擦表面
动力粘度 与同温下该流体密度 的比值

单位换算
国际单位制 m2 / s
物理单位 cm2 / s 称为 St (斯)
常用单位 mm2 / s cSt(厘斯)
1 cSt 10 2 St 10 6 m2 / s
(2) 常用润滑油
表14-2 常用润滑油的主要性质及用途
名称
牌号
运动粘度/cSt (40°c)
1、静密封
结合面平整、光 洁，在螺栓固紧压力 下贴紧而密封。
一般，结合面的 间隙小于5µm,且需 研磨加工。
研合面密封
垫片密封
密封胶密封
填料密封
非金属O形 环密封
金属空心O 形环密封
自 紧 密 封
举例
• 中低压设备或管道中的垫片密封
垫片泄漏形式
• 垫片种类
•非金属垫片：橡胶垫、石棉、石棉橡胶板、柔性石棉垫和聚四氟乙烯垫等； •半金属垫片/金属复合垫片：金属包垫、金属缠绕垫 •金属垫片：铜、铝、低碳钢、不锈钢、铬镍合金钢、钛等