机械密封零件的公差配合与技术要求

发表时间:2021.08.31 01:35

来源:机械密封

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为了使机械密封做到密封性能可靠,使用寿命长,对其零件的尺寸、配合、形位公差等均有相应的要求。关键尺寸一定要严格按公差要求加工,非关键尺寸在不影响密封性能和安装尺寸的前提下,可适当降低要求,这对于降低成本、普及推广机械密封技术均有好处。根据国内技术标准规定的机械密封技术条件及制造水平,参考国外同类产品的加工尺寸及精度要求,对常用机械密封零件的公差配合及技术要求介绍如下。


一、机械密封零件的公差与配合

关于机械密封零件的公差与配合,以内装式泵用机械密封零件为例作介绍,其他结构类型机械密封的主要零件配合及公差均可参考,并根据情况做适当调整,机械密封零件的公差与配合如图9-1所示。



①安装机械密封轴径公差;②弹簧座内径与轴公差;③推环内径与轴的配合公差;④推环接触密封圈处端面的内径偏差;⑤推环接触密封圈处端面的外径偏差;⑥传动套内径公差;⑦动环安装密封圈处内径公差;⑧动环内径与轴的配合公差;⑨传动套传动的动环外径公差;⑩撑环内径公差;⑪撑环外径公差;⑫镶环结构配合公差(此公差仅供参考,制造时应根据实际情况核算确定公差尺寸);⑬静环外径与压盖(或壳体)的配合公差;⑭静环内径偏差;⑮静环尾部与静环座(或壳体)的配合公差;⑯防转销与孔的配合公差。

釜用机械密封零件公差与配合基本与上述相同。根据反应釜搅拌轴的偏摆和振动较大的特点,动环内径尺寸一般比轴径大1mm,其尺寸为d+1,同样,静环内径尺寸相应应比轴径加大2~4mm,其尺寸为d+(2~4)。

表9-1、表9-2列出机械密封常用尺寸公差数值。




二、机械密封主要零件的技术要求

1 动、静环的形位公差与表面光洁度

图9-2为几种典型的机械密封动、静环零件图,图中表示了关键部位的形位公差与表面光洁度。密封端面是机械密封的最关键部位,其平面度要求≤0.0009mm,其表面粗糙度对于硬质材料一般要求为Ra≤0.2um,软质材料为Ra≤0.4um。其中平面度及垂直度公差见表9-3。




2 弹簧的技术要求

机械密封一般情况下采用圆柱螺旋压缩弹簧,根据机械密封使用特点,压缩弹簧的主要技术要求为:

弹簧产品图样应包括线径、中径(外径)、自由高度、工作高度、工作负荷、弹簧刚度、有效圈数、总圈数、材料等主要技术参数。

弹簧在工作高度(推荐选用自由高度的67%±5%为工作高度)的负荷数值一般应在试验负荷的62%~72%之间。


注:测定弹簧特性时,以弹簧压并高度时负荷数值作为试验负荷数值。

弹簧在工作高度时的工作负荷F的极限偏差按表9-4的规定。



弹簧外径D2(或内径D1)的极限偏差按表9-5的规定。



弹簧自由高度Ho的极限偏差按表9-6的规定。



弹簧在压缩到全变形量的10%时,其正常节距圈不应接触。

两端面经过磨削的弹簧,在自由状态下,弹簧轴心线对两端面的垂直度偏差<0. 05HO。

两端面并紧并磨平的弹簧,支承圈磨平部分大于或等于3/4圈。其表面粗糙度Ra为12. 5um,端头厚度不小于d/8。

弹簧表面应光滑,不得有裂纹、起刺等肉眼可见的有害缺陷.

近几年很多引进机械密封使用了波形弹簧,其中缠绕式波型弹簧用量较多。缠绕式波形弹簧结构见图9-3,其具有强度高、柔性好、结构形式紧凑、安装空间小等优点。它是用专用缠绕弹簧设备加工的,缠绕式波型弹簧技术要求如下:

缠绕式波型弹簧的波峰应呈圆弧形,不允许出现平顶或尖顶。

多层缠绕式波型弹簧相邻上下层的波峰及波谷要对齐.圆周方向角度错位不大于5°。

多层缠绕式波型弹簧相邻上下层的径向错边不大于0. 15mm。



缠绕式波型弹簧内外径尺寸偏差应符合表9-7的规定。



缠绕式波形弹簧自由高度尺寸偏差应符合表9-8、表9-9的规定。




缠绕式波形弹簧必须经过消除应力处理。残余变形不应超时0.5rnm(单片波型弹簧小于0.3mm)。

同一个缠绕式波形弹簧各波高度差应不超过表9-10及表9-11的规定(多层缠绕式波型弹簧仅指中间层的各波高度)。




缠绕式波形弹簧材料可选用SU302、SUS304、SUA631J1和SUSS632等,材料的化学成应符合GB/T3280-2008、GB/T4238-2007的规定,材料的尺寸精度要按表9-12规定。扁带材料外表光滑,无凹坑、划伤、断裂、裂缝和其他物理缺陷,边缘为圆形。



缠绕式波形弹簧工作负荷的允许偏差为该负荷的10%。各种类型缠绕式波形弹簧的疲劳性能应符合表9-13要求。



3  形橡胶密封圈的技术要求

由于橡胶是弹性材料,在负荷作用下发生变形,尤其是在压力高的场合合下,会使密封圈挤入密封间隙,影响浮动性而使密封失效。因此。要根据使用压力合理选择O形橡胶密封圈的硬度和其截面直径。一般高压时选择硬度较高的密封圈.低压时选择硬度较低的密封圈。常用橡胶O形圈的硬度为邵氏70±5。

制造机械密封用O形圈的模具分模面尽量避开内外侧及上下侧的工作面,一般采用45°开模,以保证良好的密封性能。截面尺寸要均匀,其截面形状参考图9-4.O形圈表面必须光滑平整,不得存在凹凸不平、气泡、杂质等缺陷。



O形橡胶密封圈内径极限偏差见表9-14,截面直径偏差见表9 15。




O形橡胶密封圈产品非工作面上用标记胶或油漆点表示胶料种类,标记见表9-16。



氟塑料全包覆O形圈内径极限偏差见表9-17,截面直径偏差见表9-18。



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