中职学校机械基础

2025-03-05 版权声明 我要投稿

中职学校机械基础(共10篇)

中职学校机械基础 篇1

摘 要:机械基础课程是中职学校一门非常重要的机械类专业基础课程。随着新课改的不断推进,原有的教学模式无法满足现阶段中职教育的需求,因此教师一定要结合学生的实际情况在原有的教学基础上不断地进行改进和完善,进一步提高机械基础课程的教学质量。文章作者分析了现阶段机械基础教学存在的一些问题,并针对性地提出了一些措施,希望可以提高机械基础教学的效果和质量。

关键词:中职学校;机械基础课程;教学研究

一、我国中职机械基础课程教学的现状

1.学生自身的基础较差

进入中职学习的学生大多数都是一些中考成绩不理想的学生,这些学生普遍来说自身的基础比较差,学习的习惯也比较差,因此他们也很容易出现自卑的心理,学习积极性不高,对机械基础课程的学习没有兴趣。

2.教材五花八门

现阶段很多中职学校使用的教材都是各学校自行订的,教材五花八门,版本不一,有些是太简单了,知识点没讲清,有些则是本科教材的压缩,因此理论知识难度很大,使得理论和实践不能很好地进行结合。所以选用合适的教材很重要,教材的选用与内容的组织直接影响教学的质量。

3.教学方法较为单一,学生对机械基础课程没有兴趣

很多中职教师由于受到应试教育的影响颇深,导致其教学观念跟不上现阶段的要求,这部分教师在进行教学的过程中,只是一味地使用传统的“填鸭式”教学方法进行教学,而这种方式使学生完全处于一个被动接受知识的状态,教学方式的单一和内容的枯燥,导致学生对机械基础课程缺少学习兴趣,大大地降低了学生学习的积极性。

4.教学过程中师生缺少互动,课堂参与率低

教师在进行机械基础课程教学的时候,由于机械基础课程的知识面广、课程内容多,课时又是有限的,因此,教师为赶进度不停地进行理论知识的讲述,跟学生之间缺少互动和交流,很多学生不能集中注意力,不能全身心参与到课堂的学习中。

二、改进和创新机械基础课程的教学方法,提高其教学效率

1.凸显教学重点

机械基础课程主要包括常用结构、液压传动、机械传动以及常用结构四大部分,这其中常用结构以及机械传动又分为很多种类,这就会使学生在学习的过程中觉得这部分内容很繁杂,容易出现畏难情绪。想要学生掌握传送知识整体,教师在教学时就要将常见的往复式四冲程内燃机作为重点内容来进行讲解,让学生在进行一种机构的学习时就可以联想到另外几种机构,并进一步去引导学生对各种机构的相同点和不同点进行分析。

2.使用多媒体以及网络和传统教学相结合的手段进行教学

随着我国近年来教学的不断改革,中职课程系统也有了进一步的调整。当今世界网络技术和计算机技术水平越来越发达,应用的范围也越来越广泛,对于中职机械基础教学来说,将多媒体、网络与传统的教学进行结合的教学方式可以进一步地提高机械基础课程的教学质量。例如,教师可以将机械的图片、文字以及声音结合起来以PPT 的形式来进行课堂教学,这样的方式更加生动、活泼、形象,可以提高学生的学习兴趣,也便于学生进行知识点的理解。此外,教师也可以采用相关的动画、微课小视频等来进行机械基础课程的教学,这样可以将学习的内容更为直观、清晰、形象地展示给学生,并帮助学生在有效的时间内抓住重点进行学习,提高学生对机械基础课程的理解能力和学习积极性。

3.采用理论实践一体化的教学方式

教师可以采用理论和实践一体化的教学方式来进行机械基础课程的教学,让学生在课堂上就可以见到机器和机构。这样可以让学生在学习的过程中对课程内容有一个直观的印象,然后教师再进行课堂知识的讲解,学生对课堂知识进行分析以及实际操作,从而达到学习机械基础课程的最佳效果。目前,广东省肇庆市工业贸易学校已经具有多个理论与实际相结合的教学教室,很多机械类的专业课程都可以在这些教室里进行教学,如在《平面连杆机构》的教学过程中,我们在理实一体化教室里配备了牛头刨床横向进给机构、惯性筛以及剪板机等机构和机器,在课堂上让学生自行分析其所属机构,这就使学生对双摇杆机构、曲柄机构以及曲柄摇杆机构有了一个正确的认识。教师在教学的过程中讲的理论知识少了,但学生却学习和掌握到了更多的知识。

4.采用教学模型

在机械基础课程中,所有的知识都和现代机械工业有着密不可分的联系,都是建立在生产和实践的基础之上。所以在进行教学时,教师一定要将理论与实践结合起来,以增强学生的感性认识。教师在进行机械基础教学过程中可以采用电化教学、实物直观演示教学以及现场参观教学的方法,让传动系统运动起来,让学生在实际的操作中对系统的运动特?c和工作原理进行领悟和理解。

三、加大实习教学,将理论与实际联系起来,提高学生的实践动手能力

1.加强各课程内容之间的联系,提高学生的应用能力

“机械基础”是机械类课程中一门重要的基础课程,它与“金属材料与热处理”“工程力学”“机械制造工艺基础”以及“机械制图”等都有着密切的联系,教师在进行机械基础的教学时要与这些课程的内容进行结合,例如,在《轴》的教学中,我们应该结合这几门学科中的基础知识再以车床主轴箱为例进行轴的讲解,车床主轴箱这个例子涉及前面我们提到的好几个学科的知识点,即轴和齿轮等零件的尺寸确定、零件的结构图、热处理方式的选择以及加工工艺、末轮转速计算等。将各科之间的内容进行有效的结合,可以重新将原本孤立的知识整合起来形成一个系统的知识体系,从而在很大程度上提高学生分析问题和解决问题的能力。

2.多进行实习教学,提高学生理论与实际结合的能力

中职教学更注重的是对学生实践能力的培养,但是学生在初中时接受的大多是理论知识,因此在升入中职后实践动手的能力就会比较弱。因此,在教学时教师一定要让学生在听与练相结合的教学形式中进行学习。教师先让学生根据自己提出的问题去仔细地观察演示操作,观察完后再进行实际的操作,在学生进行实际操作期间教师要不断地进行巡回指导。在这个过程中还要根据每个学生不同的领悟程度来进行个别辅导和集体辅导相结合的方式,对于那些动手能力和领悟能力差的学生一定要耐心地进行指导,让尖子生和学困生可以共同进步。

总之,笔者认为一个中职机械基础课程的教师一定要具备丰富的专业知识,并能够在以往传统的教学方式上进行突破和创新,将教学重点凸显出来,能使用多媒体以及网络和传统教学相结合的手段进行教学,采用理论实践一体化的教学方式,提高学生学习机械基础知识的兴趣。教师要利用先进的教学方式,针对不同领悟能力和操作能力的学生进行分层教学法,耐心指导每一个学生进行实际的操作练习,让学生能够在实际操作的过程中对机械基础的理论知识进行更好的理解,让学生能够树立起良好的专业意识,同时教师一定要注意对学生专业技能和职业道德的培养,进一步提高学生的专业技能,为学生后续课程的学习打下基础,让学生全方面地进行发展,为自己以后的就业打下基础。

参考文献:

中职学校机械基础 篇2

一、教学方法灵活多变,合理改革教材内容,让学生对本课程的学习产生浓厚的兴趣

我们面对的学生基础差,如果照本宣科显然是很不适合的,教师必须对教材进行取舍,教材内容取舍原则:以够用、实用为准。例如根据学生和我校的实际情况,一开始上绪论部分时决定不按教材顺序教学,而是由学生日常生活常见的机器和机构引入机械概念,浅显易懂。“疑是学之始,思之由”,由疑而使学生产生一种积极的思维状态,也便有了探索真理的愿望和契机。例如在讲解轴承这一部分,首先提出问题“古代有车吗?都有什么车?”一下就把学生的注意力集中了起来。接着又提出问题“现在的车为什么比古代的车速度快?”然后告诉学生古代的之所以比现在的车速度慢,主要是因为有两点,一是现在的车加上了发动机,二是轮子上加了现代轴承,才可以使轮子减少摩擦,转得飞快,那么今天我们就主要来讲轴承。接着再讲轴承的分类、组成、功用等等。

作为专业课程的教师,要不断更新调整课堂教学内容和教学方法,才能激发学生学习和热情。传统的教学手段是教师用粉笔、黑板、模型、实物、挂图进行教学。而模型、实物、挂图灵活性差,使用不方便,靠教师仔细地讲解比画来讲授机械零件的结构、作用和传动机构的原理,尽管教师讲得很卖劲,学生却听得云里雾里,与教师的期望值有很大的距离。而多媒体以其画面生动、直观有趣、表现力强等优点,可以将各种零件的外形、内部结构、零件间的相互运动展示给学生看,使学生能够通过动态的画面,较轻松地理解教师的教学意图。对增强学生的感性认识,提高他们的学习兴趣,均可以达到事半功倍的效果。例如,齿轮渐开线的形成与渐开线的性质内容较抽象,学生理解有一定的难度。渐开线的形成是一动直线沿着一个固定的圆作纯滚动,此滚动直线上某一点的轨迹为圆的渐开线。用动画将这一运动过程表现出来,演示给学生看,再来讲渐开线的性质就非常简单了。

另外,课堂教学内容也应有一定的梯度。在设计和组织课堂教学内容时,应根据各层次的学生实际情况区别对待,分别提出要求。如在教齿轮传动这一章时,把直齿圆柱齿轮传动的特点、基本参数、各部分尺寸计算、传动比、齿轮工作图的识读、装配及维护等知识作为基本要求,在讲解时也作为重点,要求所有学生,就是基础较差的学生也必须把握;而对于斜齿圆柱齿轮、蜗轮蜗杆作为较高要求进行教学,满足基础较好的学生的要求。这样,各层次的学生都有明确的学习目标。

二、加强实践性教学环节,提高专业技能

本课程不但有较强的理论性,而且与工程实际结合紧密,对课程中的内容光讲理论不实践,学生是难以掌握的。要进入车间教学,“工学结合”可以使学生、教学活动和生产实际紧密地联系起来,增强学生感性认识,加深对教材理论知识的理解。在学完曲柄摇杆机构后,组织学生到实习工厂参观,认真观察牛头刨床、往复式运输机和插床等设备的工作原理。让学生观察牛头刨床的进给动作,使学生发现进刀时慢,退刀时快,更进一步了解曲柄摇杆机构的急回特性。通过现场教学,让学生更清楚地理解了机械的工作原理,还可以对设备制造一些故障,指导学生进行维修;同时加强了学生对理论知识的理解及其动手能力,更重要的是可以提高学生的学习动力,培养学生的学习能力以及分析问题、解决问题的能力,真正地实现学以致用。

三、结合学生专业教学,帮助学生培养技能意识

技能意识是学生建立专业爱好的基础,是学生深入学习专业知识的基本动力,培养好学生的专业技能意识对于促进学生的专业素质提高具有不可替代的作用。教师应利用课堂、讲座等多种形式跟学生介绍专业有关的新知识、新工艺、新材料和新技术以及专业发展前景,使学生熟悉所学专业的重要性及其在未来岗位和社会中的作用,帮助学生树立正确的专业思想,让他们热爱自己所学专业。如对机电班学生多穿插钳工、电工、普通车工有关的机械常识,而对于数控专业的学生多讲数控机床对机械本体刚度、精度、可靠性和灵活性的要求。一个好的专业教师要能把握职业走向,把握就业趋势,做学生的引路人,指导学生怎么去做。

总之,作为任教机械基础的老师要有丰富的专业知识,能对本专业驾轻就熟,利用较为先进的教学方法,针对不同层次的学生进行分层次教学。要让学生在动手过程中感受专业知识,帮助学生树立良好的专业意识,注重职业道德和专业技能的培养,让学生适应新形势,学好机械基础,提高学生专业综合素质,为进一步深造或就业打下扎实的基础。

参考文献

[1]孙大俊.机械基础[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.

中职学校机械基础 篇3

关键词:中职学校;课堂教学;有效性

在中职院校,《机械基础》是一门非常重要的基础课程,富有极强的理论性和实践性。但是这些院校的学生质量目前出现了下滑状况,学生缺少学习的积极性和求知欲望,同时由于本身缺少对相关知识的认识,所以在学习的时候会遇到很大的难度。加上当前教学与实际联系得不够紧密,严重影响了学生学习的兴趣。本文主要介绍了一些有效提高教学效率的方法,旨在提高中职院校机械基础课程的教学效率,培养学生的综合素质和能力。

一、加强理论联系实际,提高学生学习积极性

新课标实施的不断深入,给教育教学带来了新的方法和策略,教师不能再继续采用传统的教学方式开展教学活动。尤其是对于《机械基础》这样的课程,由于学生本身缺少对相关知识的认识,同时学科本身的难度较大,倘若教师还是为学生生硬地讲解书本上的内容,则会让学生对学习这门课程失去信心。但是如果教师能够把理论知识与实际相结合,就会让学生在实践中去慢慢理解和体会理论知识,同时通过实践的验证,让学生更加牢固、快速地掌握相关理论知识。

例如,在学习“轴承相关知识”时,教师可以先给学生讲解一些基础理论知识,此后,再带领学生进行实践,到工厂中看看轴承的实际结构是什么样的,尤其是分解开的每个小部件,然后教师可以采用问题式教学法,让学生回答在生活中哪些地方会用到轴承。通过这些理论有效联系实践的教学方法,可以让学生被自己的好奇心牵动着,支持自己不断地去寻找解决问题的方法,这样便能够有效地提高学生的学习热情和学习积极性,进而促使学习效率和教学效率得到稳步提升。

二、充分利用多媒体技术的辅助作用

《机械基础》对于学习者的抽象能力要求较高,同时需要更多的实践来支持,如果教师沿用传统的教学方式,就会让课堂变得枯燥和乏味,从而影响到课堂教学活动的质量。随着多媒体在教学中应用的范围越来越广,机械基础教学也应该考虑利用多媒体的辅助作用,以更好地开展课堂教学活动。通过利用多媒体的动画、图片和文字等功能,使教学内容能够更加生动、具体地展现在学生面前,形成较强的吸引力,从而带动学生进行高效学习。

例如,在讲解“铰链四杆机构类型的判别”时,可以把所学内容的虚拟图展现在多媒体屏幕上,让学生能够有一个很好的认识,能够清楚地看到整个结构,然后利用多媒体的动画功能,把每个零部件的组合与拆分利用动画展现在学生面前,让学生能够清楚地了解整个部件的构造。教师在进行每一个步骤的时候,可以在合适的位置配上相应的文字,让学生能够更加容易区分,以保证教学的质量和水平。

三、注重采用案例引导教学法

在教学的时候,联系实际能够使学生更加清楚和明白,所以教师在教学时,可以利用实际的案例,引导学生进行有效思维,以找到问题的正确答案。这样既能够让学生对于问题分析和理解的能力迅速提高,同时对于知识的理解也会更加深刻,以便在以后的实践中更好地应用所学习的知识,达到学以致用的目的。

例如,在讲解“齿轮传动”时,可以让学生观看一下身边应用到齿轮传动的事物,例如汽车的发动机,给学生讲解一下齿轮传统能够降低噪音,让学生对所学内容有更加深刻的理解,当学生在见到汽车发动机的时候就能够记起来齿轮传动,在学习齿轮传动的时候,也能够想起来在汽车发动机中有这样的应用。由于观看了实际的案例,所以学生会有一个非常深刻的印象,接触这些知识的时候,在脑海中会有一幅图片,对于学生学习和教师教学都有着重要的辅助作用。

综上所述,中职院校《机械基础》学科对于学生牢固掌握知识有着重要的影响作用,学生只有掌握了这些比较基础的知识,才能够顺利地开展实践。这就要求教师在教学中及时更新自己的教学方法和教学观念,采用新的教学方式开展教学。注重提升学生学习的主动性和积极性,让学生主动参与到学习中,这样就能够使教学效率得到很好的保证,使人才的培养更加科学。

参考文献:

[1]王颖莉.机械基础教学路上的改革与创新:浅谈如何提高机械基础教学质量及学生兴趣的培养[A].2014年4月现代教育教学探索学术交流会论文集[C],2014.

[2]何剑波.实现有效教学方法在机械基础教学中的实施要点[J].考试周刊,2014(94).

中职学校机械基础 篇4

本项目增加了学生学习的趣味性,提升付出努力后的成就感。同时理论联系实践,使学生牢固掌握机械基础的三大块内容:机械机构、机械传动、轴系零件。本校用的《机械基础》教材有6个实训模块,本校没安排,内容设置得欠合理,其中减速器装拆模块已经囊括了其他模块关于螺纹、键、齿轮、轴承的实训。学生参加书中安排的实训,只是对连接固定、装配有所认识,而各种机构和各种传动的运动没有得到实践,其他方面的素质也没有提高。另外,本项目关联其他科目一起实施教学,学生对机械制图、钳工、车工等知识技能也有了进一步提高,同时认识到各课程间的关联性。

3.2提高和锻炼学生的关键就业技能

CDIO工程毕业生要求达到4个层面能力:工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力。后面几层可以算就业能力,中职学生除了专业知识和专业技能之外,也应具有就业技能(就业能力)。就业技能目前没有一个标准的定义,不难得出各行各业对就业技能的要求都少不了CDIO的三个核心技能:沟通技能、团队合作技能、解决问题技能。本项目分组进行,全组成员必须团结合作才能完成,期间学生相互之间必须有效沟通才能合作,而且教师只起引导作用,各项工作学生必须自主完成,查资料、构思、设计、加工、装配,各种软件使用,能够培养学生沟通、团队合作、解决问题的综合就业能力。

3.3以防雷排爆为主题,培养学生的爱国主义精神和社会责任感

中职学校色彩基础教育初探的论文 篇5

学生的色彩素养直接关系到审美能力的提高。学生对色彩理论有了更全面更深入的考察、研究、理解,就会眼界开阔,论文联盟http://底气充足,学习起来也就如鱼得水。文章探讨了如何在中职学校进行色彩基础教育,提出要激发学生的学习兴趣,让学生放飞想象,还要从色彩基础理论升华到艺术体验。

色彩教学;色彩素养;基础理论;艺术体验

1、从感性的启迪开始,激发学生的学习兴趣

托尔斯泰说过:“成功的教学需要的不是强制,而是激发学生的学习兴趣。”苏霍姆林斯基也认为:教师应当始终把引发学习和发展的内在动力即个性兴趣和求知欲摆在首位。激发学生的学习兴趣,是各科都要注意的问题,作为美术教育课来讲更为重要。学画是一种感性成分颇多的活动,因此不如从感性的启迪开始,让学生们带着兴趣从实践做起。

同学们在进行了一段时间的实践练习后,会积累一定量的感性认识。虽然这时的感性认识还不够完善,但毕竟是他们从第一手实践中得到的,是非常宝贵的理论雏形。同时,还需要让他们自己动手总结出来,以便于参考。比如,怎样协调好大色块与小色块之间的关系,怎样处理好亮部与暗部之间的关系,分清光源色、条件色、固有色的应用,弄明白物体的冷暖对比和写生色彩的一般变化规律。怎样处理好近处与远处之间的前后关系,色彩的冷暖变化规律,色彩的强弱变化规律,写生色彩的空间关系等,如此这样那样的问题又会引发很多很多他们自己的经验。学生们从作品的成败中得到了经验,把它与书本的理论条文加以印证后就成了他们自己的理论法宝。这样,他们就可用自己的东西去指导实践练习,做到手脑充分地结合起来,会起到事半功倍的功效。学生们就完全把握住了色彩课学习的主动性,充分调动了学习的积极性。

此时,教师应该适时的加以引导,提出新的问题和进一步的要求。如:怎样观察事物才能有效提高你对色彩美的发现能力?怎样去看绘画对象才能提高你的敏感度?怎样将你模糊感受到的美加以清晰化、条理化?怎样去组织与处理各种美的色彩关系?怎样去创造一种视觉征服力强的色彩境界?那么学生又会进入一个新的探索与发现的过程。

2、让学生放飞想象

根据研究学生艺术教学的心理学问题得知:人的视觉感知能力对于绘画学习最为重要,艺术形象或作品创造,没有一定想象力,是不可能完成的。这就需要大家在作画过程中,多留一些空间给自己,观察和分析它们的形状、结构和色调等,想想该怎样画如何画的问题。

大家在学习临摹色彩范画的过程中,我想作为美术初学者,都应该值得提倡的,临摹原稿色彩的优点,取长补短,为自己实际作画提供一定的指导作用。然而需要纠正的误区是,在我们水平还有待提高的学习阶段,我们不要太拘泥于“范画”的一些客观东西,要知道“范画”作者也是一蹴而就的感觉。我们临摹范画就没有必要也去那样模仿,而应该从整体的角度把握色彩关系。至于一个实体像不像,我们没有必要那么讲究。如果那样,也就失去了临摹的意义。因为我们现在正处于初级的学习阶段,对于“全因素”的色彩,还没有能力去理解吸收各种造型艺术作品的艺术特征。一些作画者往往存在一个平面的概念,以为实物的颜色是何颜色,就在画面中也表现出色彩,往往画面平面,没有形体感。这也是初学者普遍易犯的错误,也体现了作画者没有很好地把素描关系运用到色彩中,这就需要素描关系与色彩的有机结合,需要我们有必要重申一些极为重要的色彩理论。

3、从色彩基础理论升华到艺术体验

我们要理解色彩是由光而产生的,光的照射让有颜色的物体反射出不同的色彩,同时也正是光的作用,人的视觉对色彩有了感受。由此我们可以引申出:不同的物体表面质感不同,在光的作用下反射出的色彩必然不同;因为人的视觉感受能力不同,对色彩感觉也存在差异,进而,人的视觉心理对色彩就存在着不同认识与选择。物体呈现出的色彩有三部分组成,首先是物体本身的固有色,是指在日光照射下物体反射出的颜色。其次是光源色,它是光源本身的色彩倾向,不同光源照射在同一物体上会产生不同的色彩变化。第三是环境色,是指物体所处环境的色彩,他是由环境色光的影响而产生的严肃,物体在不同的环境色影响下,会产生不同的色彩变化。

首先,我们要认识色彩的基本属性,所谓色彩“三要素”即:色相、明度、纯度。它是决定画面色彩的主要原因。我们平时看到的色彩世界,正是由于这三要素的变化与组合,形成了五彩斑斓的景象。人们对色彩的不同感受与认识正是基于对这三要素的不同认识。

其次,对色彩混合的认识。不同色彩经混合后,得出新的色彩,这是非常浅显的常识,我们无需让学生死记色彩混合后所以规律,但对三原色的不同混合所获得色彩以及色彩混合后大体色彩倾向要让学生理解。

再次,是色彩的对比与调和。色彩组合所产生的`美感,离不开色彩的对比与调和。我们要注意培养自身的直觉敏感。然而,要始终以色彩原理为基础。

绘画学习与学生的情绪也有密切的关系。有人认为审美的知觉,就是一种情绪的知觉。对艺术作品的理解,往往是从作品具有一定的情绪体验开始的。色彩的体现更有说服力,在作画过程中,情绪对学习来说也是至关重要的。艺术作品如何有感人作用,就在于它的吸引力,如何把作画者引入,这就要求先调节自己的心态,稳定情绪。让我们得去“喜欢”它。

色彩的临摹、写生以及默画有机的结合对于迅速提高自身的作画与理解能力有明显作用。写生画的掌握,对培养学生的观察力、有意注意等有很好的作用。命题画(默画)对学生的想象力、创造性思维能力等的发展提供了良好的条件,然而以上的能力最终要由临摹为基础。因为对于初学者来说,感知、观察、想象等方面的心理过程都离写生、命题画存在一定距离。这就要求大家把色彩的临摹、写生与默画结合起来。在临摹阶段,作画者应该有一定记忆与思考,看范画如何表现光及环境对物的色彩产生的影响。在写生与默画中,心中一定要有底。不是说心中一点“东西”没有,而应该把自己平时临摹记忆的东西拿出来。对比实体的色彩与范画色彩的差异,并很好的结合。作画者也必须得掺入自己的意识,仔细的研究色彩其中的奥妙。为需要去“处理”画面。这样反复练习,对于提高自己的能力有很大帮助。

中职学校机械基础 篇6

10数控4 班:黎国彪

本学期的工作已经结束了,在本学期的班级管理工作中,本着“以人为本”的思想对学生进行了宽松式教育。总体来说还算正常,和上学期相比较有着明显的差异:大部分学生都非常懂事,所以本学期的工作基本不费力;班风呈继续保持积极、活跃及较强的学习氛围;学生专业技能得到很大的提高。现将一期来的工作做以下总结:

一、耐心细致、严格要求是做好中职班主任工作的基本原则。

由于学生刚进入中职阶段,如果按普通学生那样去要求他们,肯定会使班级工作受到影响。所以,要做好中职教班工作就要做耐心细致的工作,绝不意味着放松对他们的管理。在管理与教育上我利用早自习及课余时间对学生进行爱国主义教育,教育他们热爱劳动,讲文明讲礼貌,教育他们向雷锋学习,帮助他们培养热爱劳动的观念。积极配合学校政教处的工作,利用各种形式对学生进行纪律教育和日常行为规范的教育。使其不断提高认识,端正思想。树立学生中好的典型,一旦发现好人好事便即时给予奖励,以个别的典型事例教育全班、带动全班。让班级快速形成一种良好风气。同时,又制订出相应的惩罚措施。对那些明知故犯、屡教不改的人给予严惩。

二、学会正确关爱,营造温馨班级、对后进生耐心教育,但不能迁就。在班级管理中,我努力将自己 “ 与人为善 ” 的爱心和班集体 “ 普遍的友爱 ” 倾注 1

给班上的行为习惯差的学生,尤其是本学期又经历了一次大的合班,在班集体中,我总精心营造一种平等、和谐、友爱的气氛给他们以更多的关注,更多的投入,让他们体验集体的温暖和同学间的友谊,让他们感受到自己在班上有一席之地。在吸收这些后进生 参与班级管理时,让他们在管理中克服自身不良的行为习惯。、严爱优等生。优等生,谁都爱他们。也正因为如此,优等生的缺点往往容易被忽视,掩盖,被原谅、袒护。但小的缺点也会造成大的隐患,对这类学生,我从不宠坏他们,更不迁就他们。时时提醒他们“做学问得先做人”,做一个正直的人,热情的人,向上的人。优生不单纯是学业要优,更重要的是人品要优,心胸要广,心理要健康。成天被人赞誉的学生,只能在理智深沉的爱之中,严格要求,警钟常敲,才能克服自身的弱点,扬起风帆前进。、博爱中等生。中等生往往是一个班中容易忽略的群体,他们有比较稳定的心理状态,他们既不像优等生那样容易产生优越感,也不像后进生那样容易自暴自弃。他们是班级体的一面镜子,他们希望老师重视他们,但又害怕抛头露面。对这类学生我掌握他们的心理特点,调动他们的积极因素,正确对待他们的反复,始终如一地尊重、理解、信任他们。

三、加强学生品质、素质教育。

面对学生即将进入社会,踏上工作岗们的需要,让学生树立正确的人生观,学会处事,学会做事,学会做人,加强学生全方面的培养。

班主任工作需要不断创新和学习,尤其是像我们年轻人。班

中职学校机械基础 篇7

中等职业学校在以服务为宗旨,以就业为导向的办学思想指导下,不断深化教学改革,使教学内容适应社会对人才需求的要求。在长期的教学实践中,本人对工科专业教学内容的改革做过一些尝试,收到一定的效果,但那只是单门科程的,非综合的。通过为中国农业出版社编写《机械制图》担任主编后,对教学内容改革的实践、认识达到了一个新的高度。《机械制图》与《极限配合与技术测量技术》这两门课程的整合,对中等职业学校而言是必要的,是可行的。结合《机械制图》教材的编写,谈谈是如何对《机械制图》与《极限配合与技术测量技术》这两门课程进行整合的,与同仁商榷。

1 整合的必要性

1.1 课程的任务和性质

机械制图课程的任务是,培养学生具有一定的空间想象能力和基本的绘图能力,具有一定的识读机械图样能力和初步的图示表达能力,能够绘制简单的图形。具体要求有三个方面,一是能识读中等复杂程度的零件图,其中内容有技术要求,极限配合、表面粗糙度、形位公差的符号及代号,这些内容正是《极限配合与技术测量技术》中的教学内容。二是能识读中等复杂程度的部件装配图,其中内容有零件之间的相对位置、配合性质、连接形式,配合性质仍然是《极限配合与技术测量技术》中的教学内容。三是绘制简单的图形。

极限配合与技术测量技术课程的任务是,熟悉极限配合标准,了解形位公差基本内容,了解表面粗糙度概念及内容。具体要求有:一是掌握极限配合的计算方法及代号的标注和识读。二是掌握形位公差代号的含义和标注方法。三是掌握表面粗糙度符号、代号的标注方法。四是掌握计量器具的使用方法。

这两门课程都是实践性和应用性很强的专业技术基础课,教学内容是密切相关、紧密配合的,对学生动手能力、专业能力及综合素质的形成具有非常重要的作用。课程内容虽然不可相互替代,但是具有强烈的互补性。教学目的是让学生既能看懂机械图样,又能准确把握技术要求,两者缺一不可。

1.2 学生及课程设置现状

毫不讳言的讲,中等职业学校的生源数量在骤减,同时学生的知识基础也大幅度降低,升学无望不得已进入中职校,学校也降低门槛招收一部分初中没毕业的学生,给教学造成很大的困难。而机械制图课的学习需要空间想象能力,极限配合与技术测量技术课的学习需要具有实践能力,并且极限配合与技术测量技术课又是的机械制图课基础,学生在学习时非常吃力,因绝大多数学生没有接触过工业生产,树立不起来尺寸公差、配合等概念,感到难学。任课老师想尽千方百计改进教学方法,以提高教学效果。但有一个障碍任课老师不好逾越,那就是这两门课是单独开设,教学内容相互独立,就像是火车路上的两条钢轨,并行而进,任课老师各教各的。知识的融会贯通,能力的迁移,多数是靠学生自己去实现。事实上,效果是不太好的。如果我们把这两门课整合在一起,学习内容互相渗透,融会贯通,那么就大大降低难度,便于老师教,便于学生学,对提高教学效果,达到教学目的是行之有效的途径。

1.3 人才市场对中职学生的需求现状

中等职业学校的培养目标是培养技能型人才,这是由其学校性质和办学层次决定而区别于大专、大学。中职机械类专业的学生毕业后多数是进企业工作,随着现代企业对人才需求的变化,企业不缺少大学毕业的工程技术人员,而大量需求的是技能型人才。中职学生在企业中更多的从事产品的制造、装配、设备维修等一线工作,这就需要在中等职业学校学习期间,一定要学习好机械制图、极限配合等专业基础知识,而且具备一定的专业技能,并具备解决实际问题的灵活性与独立工作能力。

2 具体做法

整合时遵循以下几个原则:一是把《机械制图》与《极限配合与技术测量技术》这两门课整合为一门课,以机械制图为主,名称仍为《机械制图》。二是以使用为主,够用为度对教学内容进行有效取舍。三是降低难度。四是减少课时数。

整合方案:第一章制图基本知识(12学时)。第一节制图国家标准的基本规定(2学时),图线、图纸的幅面及格式、比例。第二节尺寸标注(2学时),基本规则、尺寸要素、常用尺寸标注方法。第三节几何作图(8学时),绘图工具、斜度与锥度、圆的等分与圆弧连接、平面图形的画法。第二章投影制图(32学时),第一节正投影法与三视图(2学时),正投影法、三视图的形成与投影规律。第二节点、线、面的投影(8学时),点的投影、直线的投影、平面的投影。第三节几何体的投影(6学时),基本几何体及投影、基本几何体的尺寸标注。第四节截交线与相贯线(8学时),平面截切棱锥、平面截割圆柱、平面截切球、两圆柱相贯。第五节组合体的投影(8学时),组合体的类型、组合体的画法、组合体的识读。第三章轴测图(4学时),第一节正等测图(2学时),第二节斜二测图(2学时)。第四章机件的表达方法(14学时),第一节视图(2学时),基本视图、向视图、局部视图。第二节剖视图(8学时),剖视图的形成、剖视图的画法与标注、剖视图的种类。第三节断面图(2学时),移出断面图、重合断面图。第四节其他表达方法(2学时),局部放大图、简化画法。第五章标准件与常用件(14学时),第一节螺纹连接件(6学时),螺纹、螺纹连接的画法。第二节齿轮(4学时),齿轮的种类、直齿圆柱齿轮的几何要素、直齿圆柱齿轮的画法。第三节键、销连接(2学时),键连接、销连接。第四节滚动轴承(1学时),滚动轴承的结构、滚动轴承的画法。第五节弹簧(1学时),弹簧的画法。第六章孔、轴尺寸的极限与配合(10学时),第一节极限与配合(4学时)尺寸的术语及定义、偏差的术语及定义、公差、尺寸的标注。第二节形状和位置公差(6学时),形位公差的基本概念,内容含零件的几何要素、形状和位置公差、形位公差的项目及符号;形位公差的标注,内容含形位公差的代号和基准符号、被测要素的标注、基准要素的标注、形位公差标注示例。第三节表面粗糙度(2学时),基本术语、表面粗糙度标注。第七章紧固件与装配图的识读(14学时),第一节、零件图(8学时),零件图的基本内容、识读零件图。第二节、装配图(6学时),配合的术语及定义、基准制、配合的标注、装配图的基本内容、识读装配图。

3 心得体会

3.1规定了每一章节的教学内容和学时数,两门课的总学时由240学时降为102学时。删掉了大量的理论性过强,对中等职业学生不使用的内容,解决了《极限配合与技术测量基础》教材的学科本位思想,理论体系较深,与学生就业岗位有较大距离,学用不一致,极不适应中等职业教育的培养目标的问题。

3.2极限配合与测量技术基础课的内容穿插在机械制图课的内容中间,两者紧密结合,浑然一体,学习了极限配合与测量技术基础课的内容,紧接着就能为学习机械制图内容所用,做到学以致用。

3.3新编《机械制图》总体难度降低,易于学习。制图课以识读图样为主,课程难度大大降低,极限配合与测量技术基础课程克服了概念多,名词术语多,原则规定多,使学生感到枯糙、乏味,兴趣不高,造成“理论一套套,实际难做到”的问题。

3.4课程的整合绝对不是两门课程的简单叠加,而是以知识的综合应用为线索,将所涉及的教学内容有机的结合在一起,整体优化,形成新的课程。课程整合减少了知识的分割和学科间的隔离,把受教育者所需要的不同的知识体系统一联结起来,从内容上说,涵盖了两门课程的重要知识点,对中职生来说已经够用。

3.5教学改革必须以中职教育的特点为基本点,以学生的特点为出发点,以市场的需求为落脚点;以就业目的,按需设教,按需施教,不能照搬教学计划、教学大纲,必须创新教学思路,改革教学方法,调整教学内容。

摘要:《机械制图》与《极限配合与技术测量基础》两门课程是实践性和应用性很强的专业技术基础课,教学内容是密切相关、紧密配合的,对学生动手能力、专业能力及综合素质的形成具有非常重要的作用。结合《机械制图》教材的编写实践,谈谈是如何对《机械制图》与《极限配合与技术测量技术》这两门课进行整合的。

中职《机械基础》课程教学探究 篇8

【关键词】中职 教学 探究

【中图分类号】G71【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)16-0050-01

《机械基础》是中职机械类专业的一门主干必修课程,它是学生后续学习专业课程的基础,同时又与生产实际有着密切的联系,对生产实际有一定的指导意义。通过这门课程的学习,要求中职学生掌握机械传动、常用机构和轴系零件,以及液压传动的基本知识、工作原理、应用特点;懂得分析机械工作原理的基本方法,并能作简单的有关计算。但是针对中职学生对理论课不感兴趣,基础差、抽象思维能力相对较弱的特点,学生不但觉得难学,教师也觉得难教。难学,在于此课程与中学阶段的基础课程联系较小,学生接受有一定的难度,而且它还综合了许多机械类专业基础课程;难教,在于它要求教师灵活熟练地运用课程相关知识点,联系实际,把枯燥乏味的书本知识变成学生想学、乐学的工程知识和技能。为摆脱该课程难学、难教的困境,笔者结合自身的教学实践,对《机械基础》的课程教学做了如下探究。

一、教师在教学实践中的导引

1.1以直观教学入手,运用先进的教学手段,注重学生形象思维的培养

《机械基础》课程中概念多,理论抽象,对于基础差、抽象思维能力弱的中职学生而言有一定的难度。那么如何解决这个问题并给予学生正确的导引呢?笔者认为,应根据学生的实际学习情况,结合学生的年龄特点,充分运用直观教学和先进的教学手段引起他们的兴趣,调动积极性,从而提高学习效率。

1.1.1采用实物模型教学

在本课教学中,接触最多的就是机构。每当引进一个新的机构时,我们应该以机构的模型导入,让学生首先通过有动感、有颜色和形象逼真的模型来激发他们的学习兴趣。因为心理学研究表明,人对事物感知的印象是先入为主的,有了感性认识,就大大减低了学生对机构的认识难度。

1.1.2采用多媒体教学

《机械基础》课程会涉及到很多概念和具体的图形,而传统的黑板式教学篇幅又极为有限,所以在板书设计时难免会碰到不便之处。对于一些包含关系较多的内容,若采用下拉式菜单的形式,会因内容拉得太长、太远,使学生学了“后头”,忘了“前头”,造成不连贯的概念。先进的多媒体教学手段与呆板的黑板相比,更能创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境,我们可以把有关的教学内容进行分层显示,诱导学生深入浅出,从而达到提纲挈领、融会贯通、系统地掌握有关知识的效果。

1.1.3现场教学,提高学生的感性认识

在教学过程中,有些问题仅仅借助挂图、模型和实物等并不能使学生深刻理解所学知识在生产实践中的作用,所以一定要抓住学生对车间和现场的好奇心,组织学生到实习车间和生产企业中实地观察,进行现场教学。如讲授“轮系”部分可组织学生到校实习工厂实地观察车床CA6140,通过学生现场亲眼观看实物的外观、构造,了解车床主轴变速箱中不同齿轮间的相互啮合以及车床在粗加工和精加工工件过程中获得高低不同的转速,从而对轮系的具体实践应用获得比较深刻的印象。

1.2用良好、灵活的教学方法提高教学效果

1.2.1启发式教学法

在教学实践中,需在明确课堂教学的作用、掌握课程特点、分析和精选教材内容的基礎上,采用与内容特点相适应的具体教学方法。备课应当包括教学内容备课和教学方法备课,要有周密细致的计划、设计和安排,采用多种多样的教学方法。本人在教学实践中主要采用启发式教学法,针对职校学生情绪不够稳定,注意力分散等问题,上课时一般以问题的形式将重要内容展现出来,让学生带着问题阅读或讨论,找出答案。以小组的形式选代表回答或单独回答问题的方式进行,并给回答正确的小组或个人加分,激发学生的学习热情,培养学生的自学能力。

1.2.2有针对性、分层次教学

通过课堂小测验,检查作业情况,随时掌握学生学习动态,及时进行教学上的查缺补漏。有针对性地对共性问题进行全班辅导。每个学生的理解水平和接受知识快慢程度不同,这样就应该在教学过程中以人为本,尊重学生理解能力上的个体差异,进行分层次教学,决不能一锅端。如果个别学生学习有困难,可进行强化辅导。

1.3建立良好的师生关系,营造和谐的学习氛围

职校生在注重学习成绩的中、小学时期处于被批评且不被欣赏的环境中,因此,职校生更需要教师的关爱。作为教师平时应多观察、了解学生,有针对性地从思想、生活、学习上关心学生,成为学生的良师益友,这样学生就会“亲其师,信其道”,对所教的课程产生兴趣,进而转化成学习的动力。此外,笔者还尽可能去发现他们身上的优点和进步,让他们感受到老师的肯定,从而更好地进行自我约束。

二、教材剖析与运用及拓宽视野

2.1整合教材内容,优化课程内容,做到突出教学重点

以培养目标为导向,社会对于中职毕业生的实际动手能力要求越来越高。为增强实践操作能力,中职学生的实习时间增多,而理论课授课时间相对减少。教材的有些部分理论性较强,压缩起来有一定的难度,应根据学生将来的工作或继续学习的需要来决定哪些内容必须讲透,哪些可以略讲、不讲。以“必需、够用”为原则,精心筛选书本内容,注重基本概念及其在实践中的应用。由于《机械基础》课程内容表面看起来很散,重点不是很突出,所以教师在讲课中要注意突出重点,从教学实际出发,灵活处理教学内容。

2.2注重知识的类比与联系,指导生产实践

知识的横向类比与联系是指本课程章节之间的类比与联系,教师注重把握这点,能使学生在学习上起到温故知新的良好效果,提高学习效率。如:在讲授液压千斤顶的基本工作原理时,将其与螺旋千斤顶做类比,利用列表格的方式,将两者从构成、工作原理再到两者共性做比较,学生不但一目了然,更容易接受新内容。

知识的纵向类比与联系是指本课程与相关课程的类比与联系,如讲授普通V带带轮材料时,这部分内容与《金属工艺》密切联系,结合其中铸铁件与钢的特性差异,讲解普通V带带轮常采用灰铸铁制造,带速较高时可采用铸钢。这样根据不同的应用场合选择适合的材料,避免选材的不足或浪费。

2.3 介绍本专业领域最新的发展动态和方向

为了拓宽学生的视野,教师应经常浏览网络上国内外先进的加工方法和机械信息并将这些资料整理好,纳入到课程教学的内容中,使学生掌握本专业领域最新的发展动态和方向,从而丰富理论课教学,更激发学生的学习兴趣,使学生产生学习的动力并明确今后的努力方向。

参考文献:

[1]李文静.《机械基础》课直观教学的新尝试[J].河北能源职业技术学院学报,2001.

[2][美]Diane Heacox.差异教学[M].北京:中国轻工业出版社,2004.

中职学校机械基础 篇9

旅游业的快速发展,对该行业从业人员的计算机应用水平提出了更高的要求,而目前国内职业教育旅游专业的计算机课程教学内容重复、陈旧,与实际需要相脱节,本文分析了目前中职计算机教学中存在的问题,针对传统教学模式,提出了一套针对旅游专业的可行的计算机基础模块化教学的实施方法及考核方式。

前言

旅游业快速发展,旅游人才的需求规格也在提升。目前国内的大部分旅游企业向着经营品牌化、服务多样化方向发展。因此,既拥有计算机应用技术又掌握旅游管理、旅游产品设计、旅游产品营销等知识的综合性人才特别受欢迎。中职学校旅游专业培养的学生作为旅游业的主力军,从大部分旅游相关专业毕业生的调查来看,目前中职学校计算机应用课程存在着教学内容重复、陈旧,与实际需要相脱节,教学方法灵活性不高,评价考核办法单一等问题。学生在校期间学习计算机应用基础课程成绩不错,可是到了旅游企业却无法应用计算机相关知识。因此,该专业的计算机应用基础课程改革显得尤为重要。

一、目前中职计算机基础课程教学中存在的问题

教育部要求中职学校所有专业开设《计算机应用基础》课程教学,并且要求采用统一教材。在教学过程中,为了减少备课任务,任课教师在各专业学生中用公共教材,采用统一的计算机理论教学和上机指导方式,这导致了不同专业学生缺乏实际动手能力和解决新问题的能力,因此,学生在学习的时候目标不明确,针对性不强,往往书本上有的操作会,而遇到新的实际应用就不能灵活运用,毕业后很难将知识应用到自己所在工作岗位。

二、模块化教学在旅游专业计算机基础教学中的作用

模块化教学在教学过程中强调学生的主观能动性,调动学生的学习自觉性和主动性。将旅游行业的案例教学化,融入教学模块中,通过模块化教学,可以让学生逐块去突破计算机应用基础的课程内容,熟练掌握计算机的操作方法,并且能用计算机解决学习和工作中所遇到的实际问题。

三、旅游专业计算机基础课程模块设置的原则

(一)必需、够用原则。职业教育强调公共课要为专业课服务,计算机应用基础课程是旅游专业的一门公共课,在教学中要进行大胆的改革和重组,删除理论性太强的部分,削减与专业学习关系不大的部分,对一些与专业课程相关的部分或者是将来在工作中要用到的部分进行调整或者加强。旅游行业对学生计算机应用能力的要求,主要是让学生能够快速地处理旅游宣传文稿、制作报价单与行程安排表、制作景点介绍演示文稿等。

(二)优化调整原则。在职业教育的教学中,不求学科体系的完整,而要强调课程内容的应用性及整个课程的综合性。在旅游专业计算机教学中,不同的模块对学生的培养目标的作用不同,应遵循整体-模块-整体进行优化调整。

(三)注重特色原则。职业教育要服务于地方区域经济,课程特色主要体现在与区域经济结合上。旅游产业是一个区域性很强的产业,区域经济的结构不同,经济发展的水平不同,对人才的要求也不同。在旅游专业计算机应用基础课程的教学中,要考虑到地方企业对旅游产业人员的特定要求。

四、旅游专业计算机基础课程模块化设置的方法

(一)优化教学内容,完善课程体系。教学内容和课程体系是计算机应用教学改革的核心问题,要以旅游企业对人才的计算机水平的要求为依据,根据学生的学认知能力以及专业特点,对课程内容进行整合和优化,突出实用性,以培养学生的计算机技能为核心,将计算机基础课程的教学内容划分为若干个模块。根据目前旅游行业对从业人员的计算机需求,将计算机课程分为以下几个模块:文字录入模块、操作系统使用模块、Internet应用模块、文字处理模块、电子表格处理模块及演示文稿应用模块。

(二)在各模块中采用旅游企业的真实任务教学。教学以任务为基本教学材料,将学生引入仿真工作实践的情境中,通过师生之间、生生之间平等对话、研讨方式,从而达到教学目的。教学案例来自于实践,教师深入旅游企业,将企业的真实案例加以精心编制并引入课堂,在各个模块中精心编写不同的案例,如在Internet模块以搜索某个旅游景点信息为任务,Office三大模块可以有由:旅游行程安排,旅行社组织结构图,旅行社宣传单,报价单,旅游景点演示等的制作组成,让学生置身于仿真的工作环境中,可以在很大程度上提高学生的学习积极性。

(三)校企合作,开发适合的校本教材。以学校发展契机,与旅游企业合作,共同开发合适的教材,使学生们真正做到学以致用。学生在学校就熟悉企业的工作事务,毕业后学生一到单位就能适应工作岗位,实现零过渡上岗。

四、构建学校、学生、企业三方相结合的教学评价体系,实现多元评价

在旅游专业《计算机应用基础》课程评价体系中构建学校、学生、企业三方相结合的教学评价体系包括:

(一)学校对于课程的考核,可采用作品评价方式进行考核,由学生发挥自己的自主能动性,用计算机基础知识在规定时间内做出一个作品,通过学生所做的作品来进行评价。

(二)建立每学期学生对课程评价打分制度,任课老师和班主任共同监督学生实事求是,客观地评价教师的教学。教研组长组织学生以座谈会的方式,让学生畅所欲言,反馈课程教学中的出现的问题,说明任课教师教学好在哪里、不好在何处,并把学生意见反馈给任课教师,督促他们克服教学中的不足之处。

(三)以校企合作为依托,将企业的评价引进教学评价中。比如,在企业参与到课堂教学时,企业可以从自身的角度评价该节课;在期末学生进行项目考核时,企业根据学生所做项目情况,对课程做出评价。校学企三方共同参与到课程评价中,不仅发挥学生的积极性和主动性,也能全方位、不同角度地查找问题,对症下药,建立符合本专业学生特点、与企业人才需求相吻合的有效教学模式。

中职学校机械基础 篇10

1基础知识——密封概述

1.1泄露

泄露是机械设备常产生的故障之一,造成泄露的原因主要有两方面:一是由于机械加工的结果,机械产品的表面必然存在各种缺陷和形状及尺寸偏差,因此,在机械零件联接处不

可避免地会产生间隙;二是密封两侧存在压力差,工作介质就会通过间隙而泄露。

减小或消除间隙是阻止泄露的主要途径。密封的作用就是将接合面间的间隙封住,隔离或切断泄露通道,增加泄露通道中的阻力,或者在通道中加设小型做功元件,对泄露物造成

压力,与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡,以阻止泄露。

对于真空系统的密封,除上述密封介质直接通过密封面泄露外,还要考虑下面两种泄露形式:

渗漏。即在压力差作用下,被密封的介质通过密封件材料的毛细管的泄露称为渗漏;

扩散。即在浓度差作用下,被密封的介质通过密封间隙或密封材料的毛细管产生的物质传递成为扩散。

1.2 密封的分类

密封可分为相对静止接合面间的静密封和相对运动接合面间的动密封两大类。静密封主要有点密封,胶密封和接触密封三大类。根据工作压力,静密封由可分为中低压静密封和高

压静密封。中低压静密封常用材质较软,垫片较宽的垫密封,高压静密封则用材料较硬,接触宽度很窄的金属垫片。动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。按密封件

与其作用相对运动的零部件是否接触,可以分为接触式密封和非接触式密封。一般说来,接触式密封的密封性好,但受摩擦磨损限制,适用于密封面线速度较低的场合。非接触式

密封的密封性较差,适用于较高速度的场合。

1.3 密封的选型

对密封的基本要求是密封性好,安全可靠,寿命长,并应力求结构紧凑,系统简单,制造维修方便,成本低廉。大多数密封件是易损件,应保证互换性,实现标准化,系列化。

1.4 密封材料

1.4.1 密封材料的种类及用途

密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不同,以及设备的工作条件不同,要求密封材料的具有不同的适应性。对密封材料的要求一般是:

1) 材料致密性好,不易泄露介质;

2) 有适当的机械强度和硬度;

3) 压缩性和回弹性好,永久变形小;

4) 高温下不软化,不分解,低温下不硬化,不脆裂;

5) 抗腐蚀性能好,在酸,碱,油等介质中能长期工作,其体积和硬度变化小,且不粘附在金属表面上;

6) 摩擦系数小,耐磨性好;

7) 具有与密封面结合的柔软性;

8) 耐老化性好,经久耐用;

9) 加工制造方便,价格便宜,取材容易。

橡胶是最常用的密封材料。除橡胶外,适合于做密封材料的还有石墨等,聚四氟乙烯以及各种密封胶等。

1.4.2 通用的橡胶密封制品材料

通用的橡胶密封制品在国防,化工,煤炭,石油,冶金,交通运输和机械制造工业等方面的应用越来越广泛,已成为各种行业中的基础件和配件。

橡胶密封制品常用材料如下。

1.4.2.1 丁腈橡胶

丁腈橡胶具有优良的耐燃料油及芳香溶剂等性能,但不耐酮,酯和氯化氢等介质,因此耐油密封制品以及采用丁腈橡胶为主。

1.4.2.2氯丁橡胶

氯丁橡胶具有良好的耐油和耐溶

在机械设计,机械制图时,常要用到各种各样的密封技术.

1基础知识——密封概述

1.1泄露

泄露是机械设备常产生的故障之一。造成泄露的原因主要有两方面:一是由于机械加工的结果,机械产品的表面必然存在各种缺陷和形状及尺寸偏差,因此,在机械零件联接处不

可避免地会产生间隙;二是密封两侧存在压力差,工作介质就会通过间隙而泄露。

减小或消除间隙是阻止泄露的主要途径。密封的作用就是将接合面间的间隙封住,隔离或切断泄露通道,增加泄露通道中的阻力,或者在通道中加设小型做功元件,对泄露物造成

压力,与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡,以阻止泄露。

对于真空系统的密封,除上述密封介质直接通过密封面泄露外,还要考虑下面两种泄露形式:

渗漏。即在压力差作用下,被密封的介质通过密封件材料的毛细管的泄露称为渗漏;

扩散。即在浓度差作用下,被密封的介质通过密封间隙或密封材料的毛细管产生的物质传递成为扩散。

1.2 密封的分类

密封可分为相对静止接合面间的静密封和相对运动接合面间的动密封两大类。静密封主要有点密封,胶密封和接触密封三大类。根据工作压力,静密封由可分为中低压静密封和高

压静密封。中低压静密封常用材质较软,垫片较宽的垫密封,高压静密封则用材料较硬,接触宽度很窄的金属垫片。动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。按密封件

与其作用相对运动的零部件是否接触,可以分为接触式密封和非接触式密封。一般说来,接触式密封的密封性好,但受摩擦磨损限制,适用于密封面线速度较低的场合。非接触式

密封的密封性较差,适用于较高速度的场合。

1.3 密封的选型

对密封的基本要求是密封性好,安全可靠,寿命长,并应力求结构紧凑,系统简单,制造维修方便,成本低廉。大多数密封件是易损件,应保证互换性,实现标准化,系列化。

1.4 密封材料

1.4.1 密封材料的种类及用途

密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不同,以及设备的工作条件不同,要求密封材料的具有不同的适应性。对密封材料的要求一般是:

1) 材料致密性好,不易泄露介质;

2) 有适当的机械强度和硬度;

3) 压缩性和回弹性好,永久变形小;

4) 高温下不软化,不分解,低温下不硬化,不脆裂;

5) 抗腐蚀性能好,在酸,碱,油等介质中能长期工作,其体积和硬度变化小,且不粘附在金属表面上;

6) 摩擦系数小,耐磨性好;

7) 具有与密封面结合的柔软性;

8) 耐老化性好,经久耐用;

9) 加工制造方便,价格便宜,取材容易。

橡胶是最常用的密封材料。除橡胶外,适合于做密封材料的还有石墨等,聚四氟乙烯以及各种密封胶等。

1.4.2 通用的橡胶密封制品材料

通用的橡胶密封制品在国防,化工,煤炭,石油,冶金,交通运输和机械制造工业等方面的应用越来越广泛,已成为各种行业中的基础件和配件。

橡胶密封制品常用材料如下。

1.4.2.1 丁腈橡胶

丁腈橡胶具有优良的耐燃料油及芳香溶剂等性能,但不耐酮,酯和氯化氢等介质,因此耐油密封制品以及采用丁腈橡胶为主。

1.4.2.2氯丁橡胶

氯丁橡胶具有良好的耐油和耐溶

剂性能。它有较好的耐齿轮油和变压器油性能,但不耐芳香族油。氯丁橡胶还具有优良的耐天候老化和臭氧老化性能。氯丁橡胶的交联断裂温度在

200℃以上,通常用氯丁橡胶制作门窗密封条。氯丁橡胶对于无机酸也具有良好的耐腐蚀性。此外,由于氯丁橡胶还具有良好的挠曲性和不透气性,可制成膜片和真空用的密封制品

1.4.2.3 天然橡胶

天然橡胶与多数合成橡胶相比,具有良好的综合力学性能,耐寒性,较高的回弹性及耐磨性。天然橡胶不耐矿物油,但在植物油和醇类中较稳定。在以正丁醇与精制蓖麻油混合液

体组成的制动液的液压制动系统中作为密封件的胶碗,胶圈均用天然橡胶制造,一般密封胶也常用天然橡胶制造。

1.4.2.4 氟橡胶

氟橡胶具有突出的耐热(200~250℃),耐油性能,可用于制造气缸套密封圈,胶碗和旋转唇形密封圈,能显著地提高使用时间。

1.4.2.5 硅橡胶

硅橡胶具有突出的耐高低温,耐臭氧及耐天候老化性能,在-70~260℃的工作温度范围内能保持其特有的使用弹性及耐臭氧,耐天候等优点,适宜制作热机构中所需的密封垫,如

强光源灯罩密封衬圈,阀垫等。由于硅橡胶不耐油,机械强度低,价格昂贵,因此不宜制作耐油密封制品。

1.4.2.6 三元乙丙橡胶

三元乙丙橡胶的主链是不含双键的完全饱和的直链型结构,其侧链上有二烯泾,这样就可用硫磺硫化。三元乙丙橡胶具有优良的耐老化性,耐臭氧性,耐候性,耐热性(可在120℃

环境中长期使用),耐化学性(如醇,酸,强碱,氧化剂),但不耐脂肪族和芳香族类溶剂侵蚀。三元乙丙橡胶在橡胶中密度是最低的有高填充的特性,但缺乏自粘性和互粘性。

此外,三元乙丙橡胶有突出的耐蒸汽性能,可制作耐蒸汽膜片等密封制品。三元乙丙橡胶已广泛用于洗衣机,电视机中的配件和门窗密封制品,或多种复合体剖面的胶条生产中。

1.4.2.7 聚氨脂橡胶

聚氨脂橡胶具有优异的乃磨性和良好的不透气性,使用温度范围一般为-20~80℃。此外,还具有中等耐油,耐氧及耐臭氧老化特性,但不耐酸碱、水、蒸汽和酮类等。适于制造各

种橡胶密封制品,如油封、O形圈和隔膜等。

1.4.2.8 氯醚橡胶

氯醚橡胶兼有丁腈橡胶,氯丁橡胶,丙烯酸酯橡胶的优点,其耐油、耐热、耐臭氧、耐燃、耐碱、耐水及耐有机溶剂性能都很好,并有良好的工艺性能,其耐寒性较差。在使用温

度不太低的情况下,氯醚橡胶仍是制造油封,各种密封圈,垫片,隔膜和防尘罩等密封制品的良好材料。

1.4.2.9 丙烯酸酯橡胶

丙烯酸酯橡胶具有耐热油(矿物油,润滑油和燃料油),特别是在高温下的耐油稳定性能,一般可达175℃,间隙使用或短时间可耐温200℃。它的缺点是耐寒性差。因此在非寒冷

地区适合制作耐高温油的油封,但不适合作高温下受拉伸或压缩应力的密封制品。

2.基础知识——垫密封

垫密封广泛应用于管道,压力容器以及各种壳体的结合面的静密封中。垫密封有非金属密封垫,非金属与金属组合密封垫和金属密封垫三大类。其常用材料有橡胶,皮革,石棉,

软木,聚四氟乙烯,钢,铁,铜和不锈钢等。

垫密封的泄露有三种形式:界面泄露,渗透泄露和破坏性泄露

。其中以前二者为主要形式。

3.基础知识——胶密封

3.1 概述

密封材料的功能是填充构形复杂且不利施工的间隙,以起密封作用。密封材料主要有三种类型:

1) 硫化型的橡胶垫片或密封圈;

2) 非硫化型的密封胶带;

3) 无固定形状的膏状或腻子状的液体密封胶。

3.2 密封胶的分类

密封胶的品种及类型很多。为了满足同一使用要求,可以使用几种不同基料的密封胶;而同一种基料又能制造出不同性能和不同的用途的密封胶。从密封胶的制造者和使用者两方

面考虑,密封胶有多种分类方法。一般可按下述四种方法进行分类。

3.2.1 按密封胶基料分类

3.2.1.1 橡胶型

此类密封胶以橡胶为基料。常用橡胶有聚硫橡胶,硅橡胶,聚氨酯橡胶,氯丁橡胶和丁基橡胶等。

3.2.1.2 树脂型

此类密封胶以树脂为基料。常用树脂有环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、聚丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂等。

3.2.1.3 油基型

此类密封胶以油料为基料。常用的油类有各种植物油如亚麻油,蓖麻油和桐油,以及动物油(如鱼油)等。

3.2.2 按密封胶硫化方法分类

此类密封胶系列利用空气中的水分进行硫化。它主要包括单组分的聚氨酯、硅橡胶和聚硫橡胶等。其聚合物基料中含有活性基因,能同空气中的水发生反应,形成交联键,使密封

胶硫化成网状结构。大气中的湿气作为硫化反应中的催化剂。

3.2.2.2 化学硫化型密封胶

双组分的聚氨酯、硅橡胶、聚硫橡胶、氯丁橡胶和环氧树脂密封胶都属于这一类,一般在室温条件下完成硫化。某些单组分的氯磺化聚乙烯和氯丁橡胶密封胶以及聚氯乙烯溶胶糊

状密封胶(如汽车用点焊胶),则须在加条件下经化学反应完成硫化。

3.2.2.3 热转变型密封胶

用增塑剂分散的聚氯乙烯树脂和含有沥青的橡胶并用的密封胶是两个不同类型的热转变体系 。乙烯基树脂增塑体在室温下是液态悬浮体,通过加热转化为固体而硬化;而橡胶——

沥青并用密封胶则为热熔性的。

3.2.2.4 氧化硬化型密封胶

表面干燥的嵌缝或安装玻璃用密封胶属这种类型,主要以干性和半干性植物油为基材。着中类油料可以是精制聚合的、吹制的或化学改性的。用环烷酸钴作催干剂加速表面干燥而

内部不硬化;环烷酸铅可使表面和内部都硬化;而环烷酸锰使内部硬化更有效。

3.2.2.5 溶剂挥发凝固型密封胶

这是以溶剂挥发后无粘性高聚物为基料的密封胶。这一类密封胶主要有丁基相交、高分子量聚异丁烯、一定聚合程度的丙烯酸酯、氯磺化聚乙烯以及氯丁橡胶等密封胶。

3.2.2.6 不干性能够永久塑性密封胶

这类密封胶通常包括以聚丁烯、中等分子量的聚异丁烯、高粘度的非氧化性粘接料如苯乙烯基油、不干性植物油、吹制半干性油或丁基橡胶为基料的密封胶。

3.2.3 按密封胶形态分类

3.2.3.1 膏状密封胶

这类密封胶属低级别密封胶,通常采用3种主要材料:油和树脂;聚丁烯;沥青。常用于密封小窗户的固定玻璃,其接缝移动变形量最大为 +5%或-5%,使用有效期一般为2年。

3.2.3.2 液态弹性体密封胶

这类密封胶包括经硫化可形成弹性状态的液态聚合物。他们具有承受重复的接缝变形能力。液态弹性体密封胶使

用寿命一般为15~。这类密封胶具有高的粘接力和剪切强度,

室温下具有良好的柔软性。其缺点为价格高,通常情况下需要底胶,双组分密封胶现场混合不方便,硫化时对温度和湿度敏感等。

3.2.3.3 热熔密封胶

热熔密封胶又称为热施工型密封胶,是指以弹性体同热塑性树脂掺合物为基料的密封胶。

热熔密封胶可配制成性能接近于液体弹性密封胶,但它比液体弹性体密封胶优越的是不需要加入硫化剂。

3.2.3.4 液体密封胶

这类密封胶主要用于机械结合面的密封,以代替固体密封材料(纸片、石棉、软木和硫化橡胶),以防止机械内部流体从结合面泄露,所以液体密封胶又称为液体垫圈。

3.2.4 按密封胶施工后性能分类

3.2.4.1 固化型密封胶

这类密封胶又可分为刚性和柔性两类。刚性密封胶硫化或凝固后形成的固体,很少具有弹性;柔性密封胶在硫化后具有弹性及柔软性。

刚性密封胶的特点是不能弯曲,通常接缝不可移动。

柔性密封胶经硫化后保持柔软性。

3.2.4.2 非固化型密封胶

这类密封胶是软质凝固性的密封胶,施工后仍保持不干性(增粘剂不断地迁移到表面)状态。这种胶通常为膏状,可用刮刀或刷子施用到接缝中,可以配合出不同粘度和不同性能

的密封胶使用。

3.3常用密封胶的种类

在前面密封胶的分类中列举了多种方法,其中应用最广泛的是将密封胶分为硫化型和非硫化型两大类。在硫化型密封胶中应用最广泛的是室温硫化型,加温硫化型用的较少。非硫

化型密封胶有液体密封胶和腻子。此外,在加上常用的厌氧胶。

3.4 液体密封胶的选用和施工工艺

密封胶的选用,应根据使用条件、密封件的材料和密封面状态、密封介质的种类和特性以及涂敷工艺等要求综合考虑。一般情况下当受力较大,且受冲击力及交变力时,应选用强

度较高的密封胶;当变温差很大时,应选用韧性好的密封胶。

3.4.1 液体密封胶的施工方法

液体密封胶的施工方法可根据胶的状态选用。膏状密封可用刮刀刮涂或注射枪注射施工;液体密封胶采用的刷子刷涂或喷涂施工;膜状密封胶用铺贴方法施工。

3.5 国产密封胶

3.5.1 室温硫化聚硫橡胶密封胶为多组分材料,室温硫化成弹性体,为干性粘着型密封胶,常用的有XM系列密封胶。

3.5.2 室温硫化硅橡胶密封胶

硅橡胶密封胶的有多种特殊性能,如耐高温、耐低温性能,良好的电绝缘性能。

3.5.3 厌氧胶

3.5.4其他硫化型密封胶

3.5.5非硫化型密封胶

非硫化型密封胶大部分为不干性和半干性,其中呈腻子状的又称非硫化型腻子。这类胶对温度敏感性小,在使用温度范围内密封胶不变形,不开裂,不结皮,而且长期储存性好,

但力学性能低,适用于可拆卸部位或紧固联接接合面密封、沟槽密封及填堵较大的结构空隙,在液体密封垫中占主要地位,广泛应用于可拆卸部位的密封。

4.基础知识——填料密封

填料蜜密封是一种最古老的密封方式,在中国已有上千年的历史。它最早以棉、麻的纤维填塞在泄露通道内来阻止液流泄露,主要用作提水机械的密封。

填料密封主要用作动密封。它广泛用作离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封,往复式压缩机、制冷机的往复

运动轴封,以及各种阀门阀杆的旋动密封等。为

了适应上述设备的工作条件,填料密封必需具备下列条件:

1) 有一定的塑性,在压紧力作用下能产生一定的径向力并紧密与轴接触。

2) 有足够的化学稳定性,不污染介质,填料不被介质泡胀,填料中的侵渍剂不被介质溶解,填料本身不腐蚀密封面。

3) 自润滑性能良好,耐磨,摩擦因数小。

4) 轴存在少量偏心时,填料应有足够的浮动弹性。

5) 制造简单,填装方便。

填料的种类很多,可以从其功用方面、构造方面和材料方面分类,最常用的有下面四类:绞合填料、编结填料、塑性填料、金属填料。

4.1 绞合填料和编结填料

绞合填料即把几股石棉线绞合在一起,将它填塞在填料腔内即可起密封作用。

编结填料是以棉、麻以及石棉纤维纺线后编结而成,并于其中侵入润滑剂或聚四氟乙烯。

4.2 塑性填料

塑性填料是几经膜具压制成型的填料。

4.3 金属填料

金属填料有半金属填料和全金属填料两种。所谓半金属填料是金属与非金属组合而成,全金属填料则不含非金属。

4.4 碳纤维填料

碳纤维填料是一种新型填料。其优异的自润滑性能、耐高、低温性能和耐化学品性能引起人们的极大的注意,而且作为压缩填料的弹性和柔软性也极为良好,其缺点仅在于有渗透

泄露,但侵渍聚四氟乙烯或其他粘接剂之后可以防止。目前其成本较高,但随着碳纤维的发展,其成本定会下降,因此,碳纤维填料是一种最为理想和最有希望的填料。`

4.5 填料的选择

选择填料时,应考虑:机器的种类、介质的物理、化学特性、工作温度和工作压力,以及运动速度等,其中尤以介质的腐蚀性(以pH值表示),pH值及使用温度为最重要。

4.6 填料的合理装填

填料的合理装填应按下列步骤进行:

1) 清理填料腔,检查轴表面是否有划伤、毛刺等现象。

2) 用百分表检查轴在密封部位的径向跳动量,其公差应在允许范围内。

3) 填料腔内和轴表面应涂密封剂或与介质想适应的密封剂。

4) 对成卷包装的填料,使用时应先取一根与轴径同尺寸的木棒,将填料缠绕在其上,再用刀切断,切口最好呈450斜面,对切断后的每一节填料,不应让它松散,更不应将它拉直

,而应取与填料同宽度的纸带把每节填料呈圆圈形包扎好,置于洁净处。

5) 装填时应一圈一圈装填,不得同时装填几圈。

6) 取一只与填料强同尺寸的木质两半轴套,合于轴上,将填料推入腔的深部,并用压盖对木轴套施加一定的压力,使填料得到预压缩。

7) 以同样的方法装填第二圈、第三圈。

8) 最后一圈填料装填完毕后,应用压盖压紧,但压紧力不宜过大。

5.基础知识——成型填料密封

成型填料密封泛指用橡胶、塑料、皮革及金属材料经模压或车削加工成型的环状密封圈。

成型填料按工作特性分为挤压型密封圈和唇形密封圈两类;按材料可分为橡胶类、塑料类、皮革类和金属类。各种材料的挤压型密封圈中橡胶挤压型密封圈应用最广,其中O形圈历

史最悠久,最典型。唇形密封圈的类型很多,有V形、U形、L形、J形和Y形等。

5.1 O型密封圈

O型密封圈简称O型圈,开始出现在19世纪中叶,当时用它作蒸汽机汽缸的密封元件。

O型橡胶密封圈有如下的优点:

1) 密封部位结构简单,安装部位紧凑,重量较轻;

2) 有自密封作用,往往只用 一个密封件便能完成密封;

3) 密封性能较好,用作静密封时几乎可以做到没有泄露;

4) 运动摩擦阻力很小,对于压力交变的场合也能适应;

5)尺寸和沟槽已标准化,成本低,便于使用和外购。

5.2 V型密封圈

V型密封圈为一种唇形密封圈,是使用最早使用最多的成型填料之一。它主要用于往复运动,作活塞或活塞杆的密封。很少用于转动中或作静密封。

V形密封圈有下列特点:

1)密封性能良好;

2)允许一定的偏心载荷、和偏心运动;

3)可以多圈重叠使用,并通过调节压紧力来获得最大密封效果;

4)耐冲击压力和振动压力;

5)当填料不能从轴向装入时,可以开切口使用,只要安装时将切口互相错开,不影响密封效果。其缺点是摩擦阻力较其他成型填料的大。

5.3 Y型密封圈

活塞密封用的U形和Y形密封圈在形状上略有不同,U形圈的唇长,底部与唇部同厚度或略大于唇部厚度。Y形圈的纯短,底部厚,这是为了克服U形圈常常不能稳定安放而设计的,同

时可增大唇的强度,以免唇根部被撕裂。

5.4 鼓形和山形密封圈的结构

5.4.1 鼓形密封圈的结构

鼓形密封圈又称活塞密封圈,它是为单向和双向工作的活塞而设计的。密封圈的截面、衬套或挡环的结构与活塞的设计有很大关系。由于有各种性能的要求,所以鼓形密封圈的结

构也不可能是一致的。

5.5 J形和L形密封圈

J形和L形密封圈,都是用于工作压力不大于1MPa的气压或液压机械设备的密封。J形密封圈的是用于活塞杆密封

6.基础知识——油封和防尘密封

6.1 油封

油封,即润滑油的密封。它常用于各种机械的轴承处,特别是滚动轴承部位。其功能在于把油腔和外界隔离,对内封油,对外封尘。

油封与其他密封比较有下列优点:

1) 油封重量轻,耗材少。

2) 油封的安装位置小,轴向尺寸小,容易加工。

3) 密封性能好,使用寿命较长,对机器的振动和主轴的偏心都有一定的适应性。

4) 拆卸容易,检修方便。

5) 价格便宜。

6.2 防尘密封

油封可作防尘密封的件使用。但是在粉尘严重或是为了保护其他密封件时,常常使用专门的防尘密封。

防尘密封的材料,油压机械多用橡胶,气压机械多用毛毡,飞机和寒带工作的油缸为了对付活塞杆外部结冰而用金属,化工部门为防止活塞杆上的粘着物也用金属。

防尘密封对保护关键性的液压设备是十分重要的。渗入尘土,不仅磨损密封件,而且会大大的磨损导向套和活塞杆。此外,杂质进入液压介质中,也会影响操作阀和泵的功能,在

最坏的

7.基础知识——磁流体密封

7.1 磁流体

7.1.1 磁流体的组成

1995年由美国帕佩尔(Papell)发明的磁性流体,是把磁铁矿等强磁性的微细粉末(约100?)在水、油类、酯类、醚类等液体中进行稳定分散的一种胶态液体。这种液体具有在通

常离心力和磁场作用下,既不沉降和凝聚又能使其本身承受磁性,可以被磁铁所吸引的特性。

磁流体由3种主要成分组成:

1)固体铁磁体微粒(Fe3O4);

2)包覆着微粒并阻止其相互凝聚的表面活性剂(稳

定剂);

3)载液(溶媒)。

7.1.2 磁流体的特性

磁流体是一种叫胶体溶液。作为密封用的磁流体,其性能要求是:稳定性好,不凝聚、不沉淀、不分解;饱和磁化强度高;起始磁导率大;粘度和饱和蒸气低,其他如凝固点、沸

点、导热率、比热和表面张力等也有一定的要求。

影响磁流体稳定的主要因素有:微粒力度大小、表面活性剂和载液以及它们的合理配比。稳定性是磁流体各种特性存在的前提。

7.2 磁流体密封的工作原理

圆环形永久磁铁,极靴和转轴所构成的磁性回路,在磁铁产生的磁场作用下,把放置在轴与极靴顶端缝隙间的磁流体加以集中,使其形成一个所谓的“O”形环,将缝隙通道堵死而

达到密封的目的。这种密封方式可用于转轴是磁性体和转轴是非磁性体两种场合。前者磁束集中于间隙处并贯穿转轴而构成磁路,而后者磁束比不通过转轴,只是通过密封间隙中

的磁流体而构成磁路。

7.2.3 极限条件

磁流体密封在工作时会受到下列条件的限制:

1)蒸发。磁流体由磁性微粒、表面活性剂和载液3部分组成,载液的蒸发是决定密封极限旋转频率和使用寿命的主要因素。因为密封是靠有限的磁流体工作的。为此,应选用蒸汽

压低的载液,使蒸发损失为最小值。

2)温升。温度升高会导致磁铁退磁和磁流体的蒸发。因为温度升高,粘度降低,功率消耗也就降低,这是有利的一面。但是温度的、升高,磁饱和强度下降,也可能使密封的耐压

能力有些下降,因此,磁流体温度一般不应高于105℃,否则应采用冷却措施。

3)极限真空度。磁流体密封极限真空度取决于载液的挥发度,用二脂润滑剂作成的载液可满足1.333×10-7Pa超高真空技术的要求。

4)周速。一般磁流体密封适用于高周速30m/s以上的运转,无极限标志。但考虑到温度和散热,周速应限制在60~80m/s,此时还要考虑极限耐压能力。

8.基础知识——高压密封

高压密封的型式很多,按其工作原理分为强制密封和自紧密封两类。强制密封是依靠联接件(螺栓)的预紧力来保证压力容器的顶盖、密封元件和圆筒体端部之间具有一定的接触

压力,以达到密封的目的。自紧密封是随着压力容器内的操作压力增加,密封元件与顶盖、圆筒体端部之间的接触压力也随之增加,由此实现密封作用。自紧密封的特点是压力越

高,密封元件在接触面的压紧力就 越大,密封性能也就越好,操作条件波动时,密封仍然可靠。但是结构比较复杂,制造较困难。自紧密封按密封元件变形方式还可以分为轴向自

紧密封和径向自紧密封。

按密封材料性能,高压密封又可分为使密封元件产生塑性变形的塑性密封,使密封元件产生弹性变形的弹性密封。

目前,压力容器常用的密封型式有如下几种:

1) 强制密封有平垫密封,卡扎里密封和八角垫密封;

2) 半自紧密封有双锥密封;

3) 自紧密封有楔形密封,五德密封,空心金属O形环密封,C形环密封,B形环密封,三角垫密封,八角垫密封,平垫自紧密封及橡胶O形圈密封等。

9.基础知识——真空密封

真空

联机密封性能取决于联接处的泄露和真空材料的放气,对任何真空系统总希望漏、放气量与密封形式、密封材料、加工精度及装配质量等诸多因素有关,故在联接处总会存在

一定的漏、放气量,因此可根据真空系统工作的性质,真空室工作工作应力的高低及其出口处抽气速度的大小提出要求。

真空系统中的压力在高于10-5Pa真空范围内广泛使用合成橡胶、环氧树脂和塑料。当真空度提到压力10-7Pa的真空范围时,这些密封材料就不能用了,需要应用超高真空的密封材

料如金或铜作垫圈,而真空壳体不能用软刚需要改用不锈钢。

超真空气体内的气体状态是动态平衡状态。系统内的压力极限,一方面与泵的有效抽速有关,另一方面与来自真空壳体及其内部的零部件的气流量有关。因虽有系统的有效抽速由

于泵有结构尺寸和费用的原因,总存在实际限制。所以,减少气流量就成为达到超高真空状态的基本设计目标,成为选择超高真空材料的主要准则。

作为真空系统内部用的材料,要求饱和蒸汽压低,为了减少慢性解吸和体出气,要求能耐450℃高温烘烤,而不降低机械强度和不发生化学和物理损伤。作为真空系统壳体材料,要

求能忽略气体渗透,承受得住大气压的压力,烘烤期间耐空气侵蚀和不发生漏气。此外,要求选用材料,加工制作容易,价廉易得。

对于真空度低于10-7Pa的超高真空,虽然天然和合成橡胶是理想的密封圈材料,弹性好,装配成真空密封后法兰螺栓受力很小,而且可以多次重复使用。但由于超高真空系统要求

密封圈材料耐250℃烘烤,实际上可可供选用的几种橡胶材料都不能满足要求。真空度更高(即压力更低)的超高真空,则必须采用金属密封。

9.1 真空用橡胶密封圈

接触式真空动密封的结构,最常用的有下面几种类型:

1)J型真空用橡胶密封。

J型真空用橡胶密封圈工作表面应平整光滑,不允许有气泡杂质、凹凸不平等缺陷。

2)O型真空用橡胶密封圈。

3)骨架型真空用橡胶密封圈

4)真空用O形橡胶密封圈

9.2真空用金属密封圈

金属密封圈密封的可拆联接是超高真空系统中常用的联接形式。它是为满足超高真空要求而必须经200~400℃的高温烘烤除气而采用的密封方式。

常用的金属密封圈的材料有金丝和无氧铜两种,它们有下列一些性能:

金(Au)具有高的化学稳定性,高温时不氧化,塑性好,屈服极限比铜或铝低一倍,在较小的夹紧力下即可产生塑性变形,膨胀系数为αg=14×10-6cm/cm·℃,比不锈钢的膨胀系

数αs=18×10-6cm/cm·℃稍低。金制密封圈虽有良好的密封性能,但在夹紧力的作用下会发生显著的变形硬化,强度增加。为了保证密封圈密封,必须增大加紧力,而过大的加紧

力又会在法兰表面上引起压力痕,影响密封性能。因此,用在要求较高而不经过装拆的联接,拆开后重新装配时需要更换密封圈。由于金的价格比较贵,它的应用受到较大的限制

铜(Cu)的热膨胀系数为αs=16.4×10-6 cm/cm·℃。铜的硬度比较大,铜制密封圈在使用前必须在真空或氢气中进行退火处理,消除内应力。无氧铜是目前超高真空密封联接中

常用的密封圈材料。其不足

之处是高温烘烤中与大气接触部分会氧化,因此,在要求高的情况下,将无氧铜的密封圈的表面镀一层金,使其具有更好的密封性能。

作为联接用的法兰盘材料也必须能承受高温烘烤、抗氧化以及在高温时仍有良好的力学性能。最常用的材料是不锈钢。法兰密封表面的粗糙度和尺寸就精度均应满足超高真空密封

的要求。

9.3 采用软件变形的动联接密封

9.3.1 非金属软件变形的动联接密封

9.3.2 金属软件变形的动联接密封

9.4 真空用的其他密封

9.4.1 真空用磁流体密封

真空转轴密封具有代表的典型结构是接触式的威尔逊密封。为了防止轴在高速旋转、下气体的泄露,只能增加密封接触界面上的压力。但是由此而产生的摩擦发热问题却难以解决

。因此,研制摩擦损失小,使用寿命长的新型密封结构已成为真空装置中应当解决的重大问题之一。为了解决这一问题,近年来应用磁流体进行真空转轴动密封的技术已经在国内

外取得了成功。

真空中应用磁流体密封的优点:

1)磁流体密封真空转轴可消除密封件间的接触所产生的摩擦损失,提高轴的转速(可达10r/min),大大减少泄露。如果采用低蒸汽压的磁流体可将真空室内的真空度维持在

1.3×10-7Pa以上。

2)磁流体的密封结构简单,维护方便,轴与极靴间的间隙较大,因此可不必要求过高的制造精度。

3)磁流体在密封空隙中由磁铁所产生的磁场所固定,因此轴的起动和停止较方便。其缺点是磁流体在高温下难以稳定,工作温度一般在-30~120℃之间。轴的过高或过低温度下工

作时需要采用冷却或升温措施,从而使密封结构复杂化。

9.4.2 联接接隔板密封

利用磁力把动力传递当真空容器中去的密封是在真空容器外、施加一个旋转磁场1,该磁场带动真空容器内鼠笼式转子2转动,即可达到隔板密封的目的。

这种密封装置的特点:

1)磁联接隔板密封对真空容器内的真空条件没有显著影响,同其他几种动密封相比,其真空可靠性大。

2)运动件与真空容器壁不相接触,在传递运动过程中隔板或隔离圈筒除承受压力差外,不承受其他载荷,从而可以保证磁联接隔板密封的可靠性。

3)真空容器内的“污染”,仅取决于运动部件本身的结构元件,特别是摩擦部件的放气及隔板的透气性。

磁联接隔板密封结构在设计中应注意的问题:

1)外磁铁应尽量接近真空器的内壁;

2)隔离平板或隔离圈筒应用非磁性材料制造;

3)传递运动的铁芯形状与磁铁的形状相适应,而且容器壁或真空室内的其他零件应保证铁芯运动方向;

4)为了减少放气和摩擦建议用包着玻璃的铁芯;

5)磁场强度和磁铁与铁芯的距离应选择使它们运动时与容器壁或容器内的水银、铟等的冲击不大

10.基础知识——离心、停车和全封闭密封

10.1 离心封闭

10.1.1 离心密封的结构型式

离心密封是利用回转体带动流体使之产生离心力以克服泄露的装置,其密封能力来源于机器轴的旋转带动密封元件所做的功,因此它属于一种动力密封。

离心密封的特点:它没有直接接触的摩擦副,可以采用较大的密封间隙,因此能密封含有固相杂质的介质,磨损小,寿命长,若设计合理可以做到接近于零泄露。但是

这种密封所

能克服的压差小,亦即密封的减压能力低。离心密封的功率消耗大,甚至可达泵有效功率的1/3。此外,由于它是一种动力密封,所以一停车立即丧失密封功能,为此必须辅以停车

密封。

10.2.2 离心密封的减压能力

10.2.1 背叶片密封

如果工作轮后盖板上无叶片,亦即为光滑盘时,则处于后盖板与泵壳间隙腔中的液体将以工作轮角速度的ω/2的旋转。此时,间隙空腔中的压力沿径向按抛物线规律分布,如图10

-5中的压力将沿ABEKG分布,也就是说,轴封处的压力降低了。

10.2 停车密封

停车密封是动力密封的重要组成部分。当部件旋转频率降低或停车时,动力密封失去密封能力,只有依靠停车密封阻止流体泄漏。某些液封和气封液带有停车密封,以便停车后将

封液、封气系统关闭。停车密封的结构类型有多种,其中应用最广的是离心式停车密封,此外还有压力调节式停车密封,胀胎式停车密封等。

10.2.1离心式停车密封

图10-10所示是一种典型的离心式停车密封结构,泵运转时靠背叶片的离心作用密封。停车时,在弹簧力推动下,使泵轴向左滑移而将锥套填料抵紧,阻止泄漏。起动后离心子甩开

,其抓部拔动轴肩使轴左移,将锥套与填料密封脱开,是密封面不受磨损。

10.2.2 压力调节式停车密封

与螺旋密封组合的压力调节式密封,停车时,可在轴上移动的螺旋套,在弹簧力推动下,是其台阶端面与机壳端面压紧而密封。运转时,两段反向的螺旋使间隙中的粘性流体在端

面处形成压力峰,作用于螺旋轴的台阶端面处使其与壳体端面脱离接触。

带有滑阀的停车、密封。当压差缸卸压,片弹簧推移的滑阀与轴肩接紧而实现停车密封。

10.3 全封闭密封

10.3.1 全封闭密封

全封闭密封是将系统内外的泄露通道全部隔断,或者将工作机和动机置于同一密闭系统内,可以完全杜绝介质向外泄露。

全封闭密封没有一般动密封存在的摩擦、磨损、润滑以及流体通过密封面的流动即泄露问题,是一种特殊类型的密封。在密封剧毒、放射性和稀有贵重物质等方面以及在其实验和

产生中,全封闭密封都有重要用途。

11.基础知识——浮环密封

浮动环密封简称浮环密封,用于离心压缩机、氢冷气轮发电机、离心泵等轴封。

在中、高压离心压气机中可供选择的密封方式有:机械密封、迷宫密封和填料密封。但由于气体的散热和润滑条件不如液体,所以填料密封只有小型、低速才用,而机械密封在周

速大于40m/s温度高于200℃以后也很难适应,只有迷宫密封和浮环密封是最常用的两种方式。

浮环密封有下列优点:

1)密封结构简单,只有几个形状简单的环、销、弹簧等零件。多层浮动环也只有这些简单零件的组合,比机械密封零件少。

2)对机器的运行状态并不敏感,有稳定密封性能。

3)的密封件不产生磨损,密封可靠,维护简单、检修方便。

4)因密封件材料为金属,固耐高温。

5)浮环可以多个并列使用,组成多层浮动环,能有效的密封10MPa以上的高压。

6)能用于10000~20000r/min的高速旋转流体机械,尤其使用于气体压缩机,其许用速度高达100m/s以上,这是其他密封所不能比拟的。

7)只要采用耐腐蚀金属材料或

里衬耐腐蚀的非金属材料(如石墨)作浮动环,可以用于强腐蚀介质的密封。

8)因密封间隙中是液膜,所以摩擦功率极小,在、使机器有较高的效率。

浮环密封的缺点:密封件的制造精度要求高,环的不同心度和端面的不垂直度和表面不粗糙度对密封性能有明显的影响。此外,这种密封对液体不能做到封严不漏。对气体虽然可

做到封严,但需要一套复杂而昂贵的自动化供油系统。

11.1 浮环密封机理

浮环密封属于流阻型非接触式动密封,是依靠密封间隙内的流体阻力效应而达到阻漏目的。由于存在间隙,避免了固体摩擦,适用于高速情况,即可封堵液体,也可封堵气体,但

泄露量较大,某些情况下还须配置比较复杂的密封辅助系统。

11.2 浮动环

浮环密封装置的结构有多种型式,其主要型式有:宽环和窄环、光滑环和开口环、 液膜和干式浮动环。

11.2.1宽环和窄环

宽环的宽度相对其直径来说较大,其比例l/D=0.4~0.6。这种环的特点在于工作时作用在此环上的流体动力要比窄环大,并且不需用对正中心的附件。在一定的压差和泄露量之下

,其数目可以比窄环少些,这样,密封装置的结构可以简化,并便于装拆和检修。

宽环的缺点在于环的两侧会有较大的压差,这样,作用在环端面上的压力也就较大,在自由浮动时所须克服的端面摩擦力较大,即浮动较为困难。

窄环的宽度相对其直径较小,其比例l/D=0.1~0.2。窄环与轴的间隙较小,工作时,间隙中形成的流体动力较小,因此其自动同心的能力较差,大多用橡胶O型圈来帮助对正中心。

由于采用这种辅助措施,偏心度较小,停车时间也较少,这样,虽然环窄,泄露量却不大。

窄环也可以不用O形圈定位,而改用弹簧。环在弹簧力的作用下,压在隔离环端面上。当密封液的压力降低时,环仍可以保持它的对正中心位置。

由于作用在每个窄环上的压力差比宽环小,所以环作用在隔离环端面上的压力也就小,即窄环容易浮动。

11.2.2 光滑环和开口环

光滑环的内孔是光滑的;开槽环的内孔全长开槽或部分开槽。由于光滑环与轴表面的间隙中水力摩擦较小,使用中回出现较大的泄露量。开槽环的内孔加工有许多道环形槽,与轴

的 间隙中水力摩擦较大,在同样的压差和同样的宽度下,泄露量要比光滑环小,特别是在高转速下可以作到完全不漏,液膜形成也很稳定,能有效的起到密封作用。所以,对于高

速转轴,开槽环比光滑环好,如将光滑浮环密封与机械密封作比较,在低速时机械密封的泄露量少些,高速下则光滑环少些,因此,高速转动密封宜用光滑环。但是,当旋转频率

太高时,由于密封油的粘性阻滞作用,密封油会发热。为了散热,常常有意保持一定的泄露量。而泄露量除与环的形式有关外,还与运动速度、油的特性、入口油温和大气温度等

有关。

11.2.3 液膜和干式浮动环

浮动密封既可密封液体,也可密封气体。用以阻止液体泄露的称为液膜浮环密封;用于阻止气体泄露的称为干式浮环密封,因为浮环通常石墨等固体自润滑材料制造,故又称石墨

浮环密封。

石墨浮环密封:波形片弹簧的弹力及气体压力使各浮动环的一个端面分别与各隔离环的一个端面紧密贴合,组阻止气体沿径向泄露

,并靠端面的摩擦力防止环转动通过浮动环密封

沿轴向漏出的少量气体由排漏空排出,或引至主机的气体进口。石墨浮环密封的工作间隙不是定值,而是随摩擦发热状况而自行调整,故有“热自调间隙密封”之称。

石墨既耐腐蚀又耐热,但它太脆,在径向载荷作用下易断裂。在离心压气机中,采用了石墨作浮环,为了防止断裂,常在石墨环的外周镶有金属环。石墨环用冷缩方法套用金属环

内,然后再加工石墨环的内孔,使之达到规定的尺寸。当轴封的温度上升时,如镶环与轴的材料相同或相似,他们的膨胀量就会相同或相差不大。而不致影响密封性能。这种结构

已成功应用于温度高达400℃的气体密封。

12.基础知识——迷宫密封

迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿,齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔,被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。

由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙,无固体接触,毋须润滑,并允许有热膨胀,适应高温、高压、高转速频率的场合,这种密封形式被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、

鼓风机的轴端和的级间的密封,其他的动密封的前置密封。

12.1 迷宫密封的密封机理

流体通过迷宫产生阻力并使其流量减少的机能称为“迷宫效应”。对液体,有流体力学效应,其中包括水力磨阻效应、流束收缩效应;对气体,还有热力学效应,即气体在迷宫中

因压缩或者膨胀而产生的热转换;此外,还有“透气效应”等。而迷宫效应则是这些效应的综合反应,所以说,迷宫密封机理是很复杂的。

12.1.1 摩阻效应

泄露液流在迷宫中流动时,因液体粘性而产生的摩擦,使流速减慢流量(泄露量)减少。简单说来,流体沿流道的沿程摩擦和局部磨阻构成了磨阻效应,前者与通道的长度和截面

形状有关,后者与迷宫的弯曲数和几何形状有关。一般是:当流道长、拐弯急、齿顶尖时,阻力大,压差损失显著,泄露量减小。

12.1.2 流束收缩效应

由于流体通过迷宫缝口,会因惯性的影响而产生收缩,流束的截面减小。设孔口面积为A,则收缩后的流束最小面积为 Cc A,此处 Cc 是收缩系数。同时,气体通过孔口后的速度

也有变化,设在理想状态下的流速为u1,实际流速比u1小,令Cd为速度系数,则实际流速u1为u1= Cd u1于是,通过孔口的流量将等于q=CcCdA u1式中Cc·Cd=α(流量系数)。

迷宫缝口的流量系数,与间隙的形状,齿顶的形状和壁面的粗糙度有关。对非压缩性流体,还与雷诺数有关;对压缩性流体,还于压力比和马赫数有关。同时,对缝口前的流动状

态也有影响。因此在复杂型式的迷宫只,不能把一个缝口的流量系数当作所有缝口的流量系数。根据试验,第一级的流量系数小一些,第二级以后的缝口流量系数大一些,一般流

量系数常取1。但是尖齿的流量系数比1小,约在0.7左右,圆齿的流量系数接近于1,通常取α=1,计算的泄露量是偏大。

12.1.3 热力学效应

理想的迷宫流道模型,它是由一个个环形齿隙和齿间空腔串联而成的。气体每通过一个齿隙和齿间空腔的流动可描述如下:在间隙入口处,气体状态

为p0,T0和零开始,气体越接

近入口,气流越是收缩和加速,在间隙最小处的后面不远处,气流获得最大的速度;当进入空腔,流速截面突然扩大,并在空腔内形成强烈的旋涡。从能量观点来看,在间隙前后

,气流的压力能转变为动能。同时,当温度下降(热焓值h减小),气体以高速进入两齿之间的环行腔室时,体积突然膨胀产生剧烈旋涡。涡流摩擦的结果,使气流的绝大部分动能

转变为热能,被腔室中的气流所吸收而升高温度,热焓又恢复到接近进入间隙前的值,只有小部分动能仍以余速进入下一个间隙,如此逐级重复上述过程。

12.1.4 透气效应

在理想迷宫中,认为通过缝口的气流在膨胀室内动能,全部变成热能。也就是说,假定到下一个缝口时的渐近速度等于零,但这只是在膨胀室特别宽阔和特别长时才成立。在一般

直通迷宫中,由于通过缝口后的气流只能向一侧扩散,在膨胀室内不能充分的进行这种速度能(动能)向热能的能量转换,而靠光滑壁一侧有一部分气体速度不减小或者只略微减小

,直接越过各个齿顶流向低压侧,把这种一掠而过的现象称为 “透气效应”。

12.2 迷宫密封的结构型式

迷宫密封按密封齿的结构不同,分为密封片和密封环两大类型。

密封片结构紧凑,运转中与机壳相碰,密封片能向两侧弯曲,减少摩擦,且拆换方便。

密封环由6~8块扇形块组成,装入机壳与转轴中,用弹簧片将每块环压紧在机壳上,弹簧片压紧力约60~100N,当轴与齿环相碰时,齿环自行弹开,避免摩擦。这种结构尺寸较大

,加工复杂,齿磨损后将整块密封环调换,因此应用不及密封圈结构广泛。

12.3 理想迷宫的泄露计算

给定下列几个条件:

1) 泄露气体是理想气体,不考虑焦尔-汤姆逊效应,即气体的焓只与温度有关;

2) 假设迷宫是连续的多缝口组成的一个系列,两缝口之间的膨胀室足够大;

3) 通过缝口的流动作绝热循环膨胀,在这里引用一个流量系数α;

4) 通过缝口之后的流动速度能量在膨胀室内因受等压支配而完全作恒温恢复,所以在每一个缝口之前的速度渐近为0,即不发生透气现象。

12.4 直通型迷宫的特性

由于在轴表面加工沟槽或各种形状的齿要比孔内加工容易,因此常把孔加工成光滑面,与带槽或带齿的轴组成迷宫,这就是直通型迷宫,因制作方便,所以直通型迷宫应用最广。

但是,直通型迷宫存在着透气现象,其泄露量大于理想迷宫的泄露量。

12.4.1 迷宫特性的影响因素:

1) 齿的影响。根据国外所进行的试验得出:齿距一定时,齿数越多,泄露量越少。齿距改变时,齿距越大,泄露量会急剧下降,同时还可以减少透气现象的影响。

2) 膨胀室的影响。国外对膨胀室深度的影响进行过试验研究,结论是浅的膨胀室对减少泄露量有利。

根据对膨胀室流动状态的观察,认为浅膨胀室中的旋涡是不稳定的。由于旋涡能很快地把能量耗尽,所以膨胀室的渐近速度减小,起到减小泄露的效果。

3) 副室的影响。所谓 “副室”是指直通型迷宫光滑面上开的附属槽,开槽后迷宫中的流动状态立即发生明显的变化。试验证明,只要副室的位置恰当,泄露量的减少率是相当大

的。

12.5 迷宫式气体密封的

间隙

除特殊情况外,一般气轮机、燃气轮机等叶轮机械都采用迷宫式气体密封。其径向间隙应根据以下因素选取:轴承间隙,制造公差与装配误差,部件的变形(如铸件收缩和失圆)

,转子的挠度,以及通过临界旋转频率时的振幅,热膨胀以及由此引起的变形等。在多种情况下,热膨胀的影响最突出。因此,对启动与停车时单个部件尺寸的变化,以及部件的

相对位移必须预先估算。可用静态和动态有限元算法出随时间变化的热膨胀规律,由此可了解哪些是临界条件,间隙实际上应当多大尺寸。

12.5.1 迷宫密封设计的注意点

总结迷宫密封设计中积累的经验,归纳起来有下列要点:

1)尽量使气流的动能转化为热能,而不使余速进入下一个间隙。齿与齿之间应保持适当的距离,或用高-低齿强制改变气流方向。齿间距一般为5~9mm。

2)密封齿要做得尽量薄,并带锐角 。齿尖厚度应小于0.5mm,运行中偶尔与轴的相碰时,齿尖先磨损而脱离接触,不致因摩擦出现轴的局部过热而造成事故。

3)由于迷宫密封泄露量大,因此在密封易燃、易爆或有毒气体时,要注意防止污染环境。采用充气式迷宫密封,间隙内引入惰性气体,其压力稍大于被密封气体压力;如果介质不

允许混入充气,则可采用抽气式迷宫密封。

13.基础知识——螺旋密封

螺旋密封应用于许多尖端技术部门,如气冷堆压缩机密封、增殖堆钠泵密封等。有时也用于减速机高速轴密封。它的最大优点是密封偶件之间既使有较大的间隙,也能有效的起密

封作用。如设计合理,其使用寿命可达无限大。由于可以从材料上作广泛的选择,且制造上极其容易,当压差不大时,螺旋密封功率耗损和发热都很小,用冷却水套散热已足够。

螺旋密封往往需要辅以停车密封,这样就使结构复杂,并加大了尺寸,故常使应用受到限制。螺旋密封可用于高温、深冷、腐蚀和带有颗粒等的液体,密封条件苛刻,密封效果良

好。

13.1 螺旋密封的密封机理

螺旋密封的轴表面开有螺旋槽,而孔为光表面,这同迷宫密封的开槽情况是一致的,所以可以把螺旋密封看成是迷宫密封的一种特殊型式,称为螺旋迷宫。但是,螺旋迷宫的齿是

连续的,不象前述的各种迷宫的齿是连续的齿。由于齿的连续性,通过齿的介质的流动状态发生变化。螺旋槽不再作为膨胀室产生旋涡来消耗流动能量,而是作为推进装置与介质

发生能量交换,产生所谓的“泵送作用”,并产生泵送压头,与被密封介质的压力相平衡,即压力差 p=0,从而阻止泄露。所以在密封机理上与迷宫密封略有不同。但是,介质在

通过间隙时会有一部分越过齿顶留过,而不沿槽向流动,即有透气效应,这和迷宫密封中的情况是一样的。

根据螺旋结构,螺旋密封的密封机理又稍有区别。

单段螺旋,它利用螺旋杆泵原理,利用螺旋的泵送作用,把沿泄露间隙的介质推赶回去,以实现密封。它适用于密封液体或气液混合物,无须外加封液,常用于轴承封油。须注意

的,螺旋的赶油方向需与油的泄露方向相反,否则,不但不能实现密封,反而会导致泄露量急剧增加。

两段旋向相反的螺旋,将封液挤向中间,形成液封。液封的压力稍大于或等于被密封介质的压

力,即能实现密封。常用于密封气体或密封真空。

两段旋向相反的螺旋在高旋转频率下将气体向两侧排出,使中间形成高真空陷阱以实现密封。这种密封可用作真空密封。

从理论上讲,螺旋密封的间隙小则对确保密封越有利。如果间隙大,则液体介质不能同时附着于轴的表面上。假设液体介质仅附着于孔壁而与轴分离,则螺旋密封不起推赶介质的

作用,即密封失效。但是,间隙太小,又怕轴与孔壁相碰。为避免产生密封金属偶件的摩擦与,磨损,可在孔壁表面涂上一层石墨。

13.3 迷宫螺旋密封

迷宫螺旋密封在工业上使用还是不久以前的事,它与螺旋密封的不同之处在于:在轴表面车制了螺旋槽,在密封的孔上也车制成螺套,而且具有与轴相反的螺纹旋向,使轴与螺套

间的流动形成强烈的紊流。此外,迷宫螺旋密封的螺旋运动速度要比螺杆密封的高,它在紊流工况下用于低粘度液体。螺旋密封一般用于层流工况下大粘度液体(如粘度大于水的

液体)。

工作原理:在螺杆与螺套之间的工作空间内,液体位于螺套两齿面和螺杆两齿面所围成的若干个蜂窝状的空间内。螺杆与螺套表面间的缝隙呈带凹槽的环形柱面。液体通过这些螺

纹时形成旋涡,方向与流出方向相反。由于螺杆绕流液体的动量交换结果,螺杆将能量传给液体。螺旋和螺套与液体相互作用,其结果在通过螺杆与螺套之间间隙的名义分界面上

产生摩擦力。液体中产生的摩擦力就在螺杆与螺套之间产生了压力。

14.基础知识——机械密封

14.1 机械密封的工作原理

机械密封又称端面密封(Mechanical Seal),是旋转轴用动密封。机械密封性能可靠,泄露量小,使用寿命长,功耗低,毋须经常维修,且能适应于生产过程自动化和高温、低温

、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质、含固体颗粒介质等苛刻工况的饿密封要求。

机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持接合并配以辅助密封而达到的阻漏的轴封装置。

机械密封与软填料密封比较如下:

优点:

1)密封可靠,在长期运转中密封状态很稳定,泄露量很小,其泄露约为软填料密封的1%;

2) 使用寿命长,在油、水介质中一般可达1~2年或更长,在化工介质中一般能工作半年以上;

3) 擦功率消耗小,其摩擦功率仅为软填料密封的10%~50%;

4) 轴或轴套基本上不磨损;

5) 维修周期长,端面磨损后可自动补偿,一般情况下不需经常性维修;

6) 抗振性好,对旋转轴的振动以及轴对密封腔的偏斜不敏感;

7) 适用范围广,机械密封能用于高温、低温、高压、真空、不同旋转频率,以及各种腐蚀介质和含磨粒介质的密封。

缺点:

1)较复杂,对加工要求高;

2)安装与更换比较麻烦,要求工人有一定的技术水平;

3)发生偶然性事故时,处理较困难;

4)价高。

机械密封前的准备工作:

1)检查机械密封的型号、规格是否符合设计图纸的要求,所有零件(特别是密封面、辅助密封圈)有无损伤、变形、裂纹等现象,若有缺陷,必须更换或修复。

2)检查机械密封各零件的配合尺寸、粗糙度、平行度是否符合设计要求。

3)使用小弹簧机械密封时,

应检查小弹簧的长短和刚性是否相同。

4)检查主机的窜动量、摆动量和挠度是否符合技术要求,密封腔是否符合安装尺寸,密封端盖与轴是否垂直,一般要求:轴窜动量不大于±0.5mm;轴摆动量(旋转环密封圈处)

不大于0.06mm;轴最大挠度不大于0.05mm;密封端盖与垫片接触平面对中心线的不垂直度允许差0.03~0.05mm。

5)应保持清洁,特别是旋转环和静止环密封面及辅助密封圈表面应无杂质、灰尘。不允许用不清洁的布擦拭密封面。

6)允许用工具敲打密封元件,以防止密封件被损坏。

14. 2 机械密封材料

摩擦副材料

根据统计,机械密封的泄露大约有80%~95%是由于密封端面,摩擦副造成的。除了要保持密封面平行之外,主要是摩擦副的材料问题。

摩擦材料应具备下列条件:

1) 机械强度高,能耐压和耐压力变形;

2) 具有耐干磨性,耐高载荷性,自润滑性好;

3) 配对材料的磨合性好,无过大的磨损和对偶腐蚀;

4) 耐磨性好,寿命长;

5) 导热性和散热性好;

6) 耐高温性好;

7) 抗热裂性好;

8) 耐腐蚀性强;

9) 线膨胀系数小,能耐热变形和尺寸稳定性好;

10) 切削加工性好,成型性能好;

11) 气密性好;

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