新型柱塞泵的密封结构设计+solidworks模型+CAD图纸(9)
由式3-6得到： =141.8MPa ,则 [ ]成立
证明选用螺栓等级合适。
3. 密封形式
本设计选用软填料密封对密封结构进行改进，软填料密封是轴封的最古老形式，它既适应于各种旋转运动、往复运动的轴、杆密封，也适应于低速螺旋运动。尽管多数回转机械的轴密封已被机械密封所代替，但应用现代新型填料的软填料密封仍获得广泛应用，尤其是在高温、强腐蚀和含固相颗粒介质工况下应用更为广泛。软填料密封尽管结构简单、应用广泛，并且对其软填料的开发研究、密封性能研究、结构设计理论等进行了许多卓有成效的工作。
图6 solidworks做的密封模型图
3.1 填料密封材料
软填料的密封填料通常由橡胶、柔性石墨、纤文等制成，并填充润滑剂和填充剂。[9]根据密封填料的性能比较:
表 3.1 柔性石墨填料与聚四氟乙烯填料的性能比较
聚四氟乙烯填料 柔性石墨填料
密封的可靠性 寿命短，可靠性差 寿命长、耐磨、可靠性高、摩擦大
填料的工作温度 -40~180℃ -200~600℃
工作温度 常温-40~250℃ 可优先选用 需安装定位器，适应蒸汽介质
中温-60~450℃ 必须加散热片，成本增加10%~20% 不需要安装散热片，经济性好，外形尺寸小，密封性能好，需安装定位器
高温450~600℃ 不能使用 可以使用
禁用介质 熔融状碱金属、氟元素 高温、高浓度、强氧化剂
根据柱塞泵对温度的要求，选取聚四氟乙烯圈和台阶形压套的结构填充。填料中的压力一般以出口压力的2/3计算。即 。
3.2 填料腔技术参数
根据现代机械设计师手册p6-71,可知填料腔内壁的表面粗糙度 与压盖配合取
3.3 密封填料根数
本设计采用聚四氟乙烯圈和台阶形压套的结构填充。改变了 O形圈与聚四氟乙烯圈的接触状态,采用 3个内嵌 O形圈的压套并隔开 O形圈的形式进行替换。[10]
所以确定密封填料的根数为n=3.
3.4 填料腔的结构设计
1.柱塞杆 2.液压缸体 3.聚四氟乙烯填料圈
4.O型圈 5.压套 6.压盖
图3.4 填料腔结构简图
填料腔除设有装填料的空间外，还应设计相应的冷却(包括散热)、润滑、液封或冲洗结构。其填料腔设计原则是：
①容易加工;
②散热有效，接通冷却液比较方便;
③留有液封孔口，且位置要恰当，便于与高压封液相联通;
④转轴应与机械密封互换等。表3.3为填料腔的结构型式。表3.4表示填料腔的润滑、冲洗和冷却方式。[11]
3.4.1 填料腔的结构形式
表3-3 填料腔的结构形式
类型 特点和应用
简单填料箱 结构简单紧凑，未采用改善填料箱工况的辅助措施，仅用于低参范围或不允许外接辅助管线的场合，常用于阀门等
封液填料箱 引入封液改善润滑，扩大工作参数范围。机械泵类产品常用，亦可用于气相介质
填料旋转式填料箱 填料处于旋转状态，摩擦面位于填料外圆面，散热效果良好，可用于高效旋转设备，不磨损轴
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