通用机械论文（精选10篇）
通用机械行业是机械工业重要的基础性行业，在国民经济建设中起着十分重要的作用。通用机械行业专业门类繁多，产品品种范围庞大，涉及应用领域广阔.通用机械行业包括泵、风机、压缩机、阀门、气体分离及液化设备、真空获得及应用设备、过滤及分离机械、减变速机、干燥设备、气体净化设备和溶解乙炔设备11个分行业，是装备制造业的重要组成部分，广泛应用于电力、石化、冶金、煤炭及矿产开发等国民经济各领域和基础设施及国防建设。轴流风机改革开放以来，我国通用机械行业的变化是非常大的，从无到有，从小到大、从弱到强的变化，应该说我们通用机械工业经过改革开放，逐步建立起一个集设计、科研、教学、生产、经营、技术、成套等服务，门类齐全而庞大的工业体系。通用机械行业通过消化吸收先进技术，加强科技攻关和技术改造，一批重点骨干企业的自主开发能力和国际竞争力有了明显提高，百万吨乙烯裂解三机、4万m3以上大型空分设备、4000m3高炉轴流鼓风机等一批国家重大技术装备实现了国产化，为国民经济发展做出了重要贡献。
通用机械工业的发展跟国家经济发展是相辅相成的，近几年经济规模已达到三千多亿，既为用户各个应用领域的发展提供装备，也为国民经济发展做出了贡献。
经过近十年的发展，我们已经实现了国产化，很多重大技术产品已经完全可以立足国内，并可以与国外产品进行竞争了。
这些年成长起了一批承担重大技术装备的重点骨干企业，这些企业的产品在国内是最领先的，在国际上具有一定的竞争力，甚至达到了与国外同类产品的先进水平。企业的整体实力有了较大的提高。
这些年行业产业结构，产品结构调整有所突破，一些优势的产品发展相对较快，特别是这几年的“节能减排”，为企业增强了积极性，“节能减排”的新技术新产品的开发有所突破。
与世界级企业相比，我们这几年发展还是比较快的，但是与世界级跨国大的企业集团还有比较大的差距。首先从企业实力来说，我们通用机械行业50亿、60亿的企业集团就是大型的了，但是相对国际上如日本荏原、美国GE这些企业同样的的流体机械产品来说。他们每年的产值营业额比我们大多了。其次我们企业自主开发能力还比不上国外，在投入各个方面上我们都达不到，所以我们原创的重大技术的突破，发明创造就很少。我们只能在小的方面做一些改进，在引进技术的消化吸收，再创造方面做的比较好。再有一个就是我们企业的经营管理与国外大型企业发展还是有差距。
通用机械行业未来市场发展前景很好，我们国家现在提出“又好又快发展”。我们现在要“做强做大”。首先要“做强”，增强自主开发能力，企业要提高自主开发的意识。第二要真正提高自主开发的投入，加大力度。第三是真对目前市场的需求，重大装备增强自主开发的能力。多跟国外企业学习经营管理，整个行业加强行业自律，现在中低端通用产品市场价格恶性竞争非常严重，呼吁行业调整产品结构，减少恶性竞争。
为了更好地为重大技术装备配套，服务国民经济,我国通用机械行业应遵循以下发展战略：
突出重点战略;要根据国家重大技术装备发展方向，做好配套工作。一方面支撑“十一五”期间通用机械行业经济发展；另一方面，也代表着通用机械产品、技术发展方向，提高我国重大技术装备水平。风机
大企业战略;目前通用机械企业规模普遍较小，年销售产值超过１０亿元的本文由选写，转载请注明！
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企业仅有三四家。今后要努力发展一批技术水平高的大型企业或集团，形成能与国外企业竞争的局面。
大力发展民营、外商投资企业；目前，民营、外商投资企业经济规模已占通用机械行业的８０％，尤其是外商投资企业，近年来发展速度远高于国有及国有控股企业。企业多种经济成分并行发展，将更加活跃市场，加快优胜劣汰。国有及国有控股企业改制改组应放权给企业，完全按照市场规律办事。
自主开发与引进技术消化吸收相结合，初期以引进技术为主，后期以自行开发为主，在一些领域要取得自主知识产权。重大技术装备关系国家经济发展与安全，不能完全依靠引进技术。而且一些关键技术国外企业对我们是封锁的，引进难度相当大。中国加入ＷＴＯ后，知识产权保护工作越来越重要，再像以前那样一家引进大家受益是不可能的。“十一五”期间，通用机械行业需要在某些方面引进技术，但对这些技术的消化吸收以及随后的自主创新才是最重要的。
在通用零部件方面，加强产品结构调整，注重新产品开发，企业开发投入一般不低于销售收入的3-5%，重点发展高精度、高强度、高难度（形状复杂、组合型）紧固件。具体的发展战略为：
立足国内市场，面向国际市场，提高产品质量、技术水平、创中国名牌、创世界名牌，推进中国成为零部件制造强国和出口大国。结合零部件行业的现状和特点，紧跟国内外两个市场，通过行业内产、学、研联合，加速开发新产品，提高工艺装备和专业化水平，形成一批具有竞争实力的骨干企业。
《汽车工艺师》和《通用机械》联合凡订阅2015年《汽车工艺师》>《通用机械》, 无论您是通过邮局订阅或者直接在我社订阅, 只要您通过二维码关注相应的微信, 把您的个人信息与订阅凭证 (付款底单或者邮局出具的订阅收据) 拍照并回复.或者通过传真、邮件给我们, 我们将以收到的时间先后顺序为准, 前1000位热心读者, 赠送30元充值卡 (移动.联通任选) 。订阅一套对应一个参与个体, 订阅多套视为多个参与个体 (需提供多个不同的联系人) , 活动截止时间:2014年12月31日。订阅方式:邮局汇款 (请注明:汽车工艺师刊款或通用机械刊款) 单位:《金属加工》杂志社地址:北京市西城区百万庄大街22号邮编:100037银行汇款 (请注明:汽车工艺师刊款或通用机械刊款) 开户行:中国工商银行北京百万庄支行账号:0200001409014473834开户名:机械工业信息研究院汽车工艺师官方微信mr通用机械官方微信《汽车工艺师》简介《汽车工艺师》 (原名《现代零部件》) 是一本面向汽车零部件制造商.整车厂, 集信息、技术、产品、市场与管理为一体的综合性技术期刊, 报道领域涵盖汽车装备行业及汽车零部件制造行业。发行领域:汽车整车、发动机、变速器、底盘、车身、汽车模具、工程机械、轴承、齿轮、各类轴类等基础零部件以及汽车装备生产企业。读者对象:汽车行业设计人员、技术人员、工艺人员、技术主管, 车间主管、经理、厂长等。邮发代号:80-263全年定价:180元月刊《通用机械》简介读者群:通用机械制造领域 (泵、阀门、风机、压缩机、减变速机、分离机械以及干燥设备等) 及通用机械产品应用领域的科研、设计、生产工程技术人员, 管理人员、销售及采购人员, 大专院校及科研院所的设计人员, 企业卨层决策者及相关的政府管理人员。关注行业:石油/化工冶金/矿山电力城建/水工业/通用机械制造业邮发代号:82-350全年定价:180元月刊我们的联系方式电话:010-88379793转708传真:010-68326910 E-mail�LRGMdy@126.com地址:北京市西城区百万庄大街22号邮编:100037联系人:王蕾
【关键词】 水田 机械化 配置
1.垦区水田生产特点
1.1经营体制 垦区水田生产的经营体制是土地采用租赁经营,经营方式是“四到户,两自理”,种植户独立经营。
1.2生产规模和土地条件 由于垦区人少地多,分户经营规模相对较大,地块规整、面积较大,适合机械作业。
1.3生产技术 黑龙江垦区水田生产属于寒地水稻种植,是水稻生产积温临界地区,采用的是旱育稀植技术,生产技术应用有高台做床,钢骨架大棚旱育苗,机械整地,机械插秧,生产期分段施肥,水稻恒温催芽,机械收获等。
1.4 现有机械状况
1.4.1动力机械 12马力手扶拖拉机占一定比重,是现有水田生产的主要机械,主要用于水整地和运输作业; 25～80马力轮式拖拉机承担基础整地、水整地、运输和收获作业,是水田生产的主力军。其中25～35马力拖拉机数量所占比重较大,在基础整地作业上表现为功率不足,作业质量差。
1.4.2整地机械 有平翻犁、旋耕机、动力圆盘旋耕犁、搅浆灭茬机、平地板。平翻犁、动力圆盘旋转犁适于不同作业条件,在水田翻地中占绝对比重;旋耕机适用于低茬收割地块的基础整地;平地板承担水整地作业;搅浆平地机能适应各类收获作业的水整地,可实现高留茬还田和原茬水整地。
1.4.3收获机械 水田主要有200马力以上的全喂入式收割机,收割机收获质量好,效率高,但是数量相对较少;100马力以下全喂入收割机占水田收获机绝大比重,另外还有少量的半喂入联合收割机。
2.垦区水田生产对机械的要求
2.1水田基础整地对机具的要求
垦区基础整地方式主要以翻旋为主。随着水稻种植年限的增加,逐年的平翻作业形成了坚实犁底层,加之现有动力机械功率较小,耕层逐年变浅,制约了水稻产量的提高。水田生产急需要解决的是茎秆还田,培肥地力问题,随着水稻收获逐渐走向机械化,茎秆还田已经得到解决。但是由于水稻产量高,茎秆量大,加上收获机械功率小,只有高茬收获才是降低收获损失的最佳办法,却给基础整地带来一定的困难。大量茎秆留在地表,水整地不易整平,插秧时秧苗插在容易茎秆上造成死苗和飘苗,因此要求水整地机具具有灭茬功能。
2.2插秧对机具的要求
垦区水田插秧方式是以机械插秧为主,人工插秧将逐步被淘汰,主要是由于人工插秧易引起的保苗不足,插秧深度不标准,影响水稻产量。
2.3 水田收获作业对收获机械的要求
2.3.1水稻茎秆量大,成熟后籽粒、茎秆脱水难,适合直收时间短。安全水分收获一般都是在枯霜期后3～5天,随着气候变暖,垦区枯霜期的年份很少而且逐年延后,一般年份在10月15日,而垦区初雪在10月20日,这就给水稻安全收获提出了一个更高的要求。
2.3.2水稻产量高,粮食数量大,晒场面积不足,水稻成熟就收获容易出现捂粮、烂粮,惟一的解决办法是采取分段收获。水稻分段收获是在水田刚起步阶段的主要收获方式,主要采取人工割晒、机械割晒、人工打捆、码垛、脱谷。随着大马力收获机械的逐渐引入,这种收获方式已被淘汰,虽然大马力收获机械能够满足拾禾作业,但是适合的割晒作业机具较少。主要是由于水稻种植行距宽,而且植株矮,顺着插秧方向割晒容易造成塌铺;另外水稻茎秆水分大,收获季节正直秋季,气温低,阳光不足,茎秆不易脱水。因此,如何放铺既能有利于机械拾禾又能在短时间内脱水,这是个关键问题。
2.3.3水稻效益高,种植分散,生产规模较旱田种植规模小的多,随着农户收入的不断增加,资金的不断积累,种植户渴望以户为单位的配套机具,给统一作业带来较大难度。
3.机具配置建议
3.1动力机械 要选择40马力以上的四轮驱动拖拉机。
3.2整地机械 选择平翻犁、旋耕深松机、深松机、动力圆盘耙、搅浆灭茬整地机。
3.3插秧机 选择8行插秧机。
3.4收获机 重点选择大马力全喂入式的联合收割机(80马力以上),既能实现茎秆还田,又能满足水稻分段收获;半喂入式收割机应占少量比重,用来满足收获种子的要求;小型橡胶履带联合收割机占有一定比例,满足以家庭为单位的收获方式。
中华人民共和国国家标准
UDC 621.71∶744.9机械制图GB 4457.3-84字 体代替GB 126-74Mechanical drawingsLettering and writing本标准规定了机械图样中书写的汉字、字母、数字的字体及号数(字高)，机械制图标准－机械制图--字体
。本标准参照采用国际标准ISO 3098/I-1974《技术制图--字体--第一部分：常用字母》。1 一般规定1.1 图样中书写的字体必须做到：字体端正、笔划清楚、排列整齐、间隔均匀。汉字应写成长仿宋体，并应采用国家正式公布推行的简化字。1.2 字体的号数，即字体的高度(单位为毫米)，分为20、14、10、7、5、35、25*七种，字体的宽度约等于字体高度的三分之二，注：数字及字母的笔划宽度约为字体高度的十分之一。1.3 斜体字字头向右倾斜，与水平线约成75°角。1.4 用作指数、分数、极限偏差、注脚等的数字及字母，一般采用小一号字体。2 字体示例2.1 汉字--长仿宋体示例10号7号*汉字字高不宜采用2.5。5号3.5号2.2 拉丁字母示例大写斜体大写直体小写斜体小写直体2.3 希腊字母示例大写斜体小写斜体2.4 阿拉伯数字示例斜体直体2.5 罗马数字示例斜体直体2.6 字体的应用示例UDC 621.71∶744机械制图.4尺寸注法GB 4458.4-84Mechanical drawings代替GB 129-74Dimensioning本标准规定了在机械图样中标注尺寸的方法，
机械制图标准-机械制图-尺寸标注
在这次学校组织的为期三个星期的机械厂实习中，我学到了很多东西，使我更深刻地了解到了实践的重要性。通过这次实习我有了许多的反思，只具有理论知识是不够的，更要有基本的动手实践能力，而这恰恰是我所缺乏的。通过实习我们更加体会到“学以致用”这句话中蕴涵的深刻道理。
我们的主要实践活动是参观了解工厂的生产业务，制造大、中、小型各类零部件的机床的工作过程，工作原理以及生产，加工各类零部件的流程。实习期间，认真听从了指导老师的安排与同学们分组进行参观学习，认真听取各工厂师傅和老师的讲解，了解各车间的安全细则和规章，学习师傅给我们讲解的各类大型、中型机器的工作原理和操作规范及各种产品的工艺过程，并与所学理论知识进行对比，获益匪浅。
通过这次实习我们了解了现代机械制造工业的生产方式和工艺过程。熟悉工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法上，具有初步的独立操作技能。在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中，培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。
通过这次实习，让我们明白做事要认真小心细致，不得有半点马虎。同时也培养了我们遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。很快我们就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。
经过这三周的生产实习，我对机械设计制造及其自动化专业领域的知识有了更深，更广的认识。以前在学校了解的知识太狭窄，只把目光停留在仅学的几门专业课上，而且仅有的几门专业课学的也不是很精通。通过这次专业实习，我不仅在专业知识上有很大的收获。而且在对待学习以及生活的态度上更有了意想不到的收获。
首先，在专业知识上有了全面的认识，进一步增强动手实验的能力。作为工科生，我们学习的内容比较抽象，在学校实验的机会不是很多。这一次，我们通过理论联系实际，对平日里的知识有了更深的理解。还有，增强了同学间的互相帮助及团队合作意识。我们一起讨论专业知识，互相帮助，强化了我心中的责任感以及认真对事的态度的问题。要有认真负责的态度将自己的工作做好，这样才有益于自己，有益于他人，有益于社会。
机械制图是通过绘图形成一个立体结构的图样, 来准确的表示机械构造的形状特点、尺寸大小、说明对象的工作原理以及运行或加工使用过程中技术参数、技术指标的一项工作。它通过图形结构、各种不同的符号以及标注过程中的文字及数字说明来表达图样设计者的主要目的和加工要求, 如果图样表达的足够清楚、明了、准确, 施行者可以再根据图样、按照各种参数要求对加工对象进行精确加工, 从而得到满意的, 符合初期既定目标的产品。机械图样主要通过三视图进行说明, 根据加工对象不同可以分为零件图、装配图、示意图以及布置图等。零件图主要对零件的相关内容进行相应的说明, 如零件的尺寸大小, 技术参数等, 装配图主要用来表现不同零件之间的装配关系, 示意图主要是对加工对象的一些特点进行简要的说明, 布置图主要是对加工场地中的各种设备的位置进行说明。CAD绘图软件是一种计算机绘图软件, 通过计算机程序可将设计方案在软件中进行多次运行、设计、比较、修改, 设计的最终结果由计算机产生, 减少了设计工作人员的大量画图工作, 方便了工作人员操作, 一些设计方案以及一些设计信息都可以永久的存储在电脑或者硬盘里, 设计工作人员可以很方便地找到它, 由此可见CAD软件对机械制图有很大的帮助, 因此本文旨在对机械制图与CAD软件的相互之间的关系进行简要阐述, 谈谈机械制图与CAD绘图软件相结合的必要性和影响
2 机械制图与CAD计算机绘图软件之间的关系
机械制图是机械行业的语言工具, 是设计人员进行研究项目设计的最终呈现形式, 是项目加工人员对设计项目进行加工的依据。传统的机械制图是手绘的平面图, 缺乏立体感, 需要一些绘画技巧才能形象地将立体感表达出来, 并且这样的机械制图还需要很强的读图能力, 有很强的三维立体思维, 才能在大脑中反映出设计项目的立体图形, 并将其进行加工。CAD计算机绘图软件是现在一种普遍率很高, 同时很方便操作的图像设计软件, 它通过各种计算机口令进行运行, 自行完成设计内容, CAD软件中的各种绘图工具很实用、很丰富, 许多手工无法实现的图形、结构都可以通过CAD绘图软件中的各种绘图工具进行编辑, 同时它的绘图效率与绘图质量都远比纯手工绘图要高得多。
机械制图相关知识是CAD计算机软件的理论基础
CAD机械制图软件的程序编写的理论基础是机械制图理论知识的相关内容, 如绘图的基本理论、投影的相关知识、各种视图的绘制方法、国家标准规定等。只有掌握了这些内容, 编写出来的计算机软件程序才对广大制图设计者又用、有效, 否则若是与机械行业的相关规定不相符那么就没有使用的必要, 掌握了相关内容, 才能编写出实用性非常强的绘图功能, 编写出的程序才能是绘图过程非常流畅, 方便制图设计者的使用。因此掌握机械制图的相关理论知识对于编写CAD软件程序来讲是必要的。
CAD绘图软件是机械行业制图的工具
传统的纯手工制图工作是一种非常繁琐、重复率很高、工作环境非常乏味的工作。而CAD绘图软件的普遍使得很多是设计师从这样的工作中解放出来, 设计师通过使用CAD绘图软件中的各种功能, 将所构想出来的设想真实、准确、形象的反应在图样中, 现在CAD绘图软件已经成为机械行业必不可少的工具, 只有将这个工具合理使用, 才能又好又快的将最初的设想绘制成完整的图像呈现出来, 后期的加工人员才能根据这个图纸进行精确的加工。
3 将机械制图与CAD绘图软件有机结合的必要性
机械制图是机械行业中的语言, 是机械设计与制造的依据, 是每一个专业的机械设计师所必须掌握的技能, 是机械加工工作者加工制造的模板, 因此, 机械制图必要要有很高的精确度, 清楚明了, 形象准确才能将设计的项目生产出来, 而传统的纯手工制图即使设计人员再细心也会出现各种误差, 如工具误差, 作图误差等, 都会给图样的精度带来影响, 而且手工制图很多特效都无法达到, 最终绘画得到的图像与使用CAD软件所得到的图像相比不够形象, 会影响加工效果, 同时, 纸质的图样对于设计师来说不容易进行修改和保存, 一旦出现错误会给设计师带来很大的工作量。因此将CAD绘图软件应用到机械行业的制图过程中对机械行业的工作人员和整个行业的发展有很大的便利, 提高了工作效率和工作质量。
无论是CAD软件的使用还是编程都需要机械制图的相关知识做基础, 如果只会编制软件而对机械制图的有关知识一无所知, 那么软件编程人员就无法编制出合适的程序。如果CAD软件的使用者没有机械制图的相关知识作基础, 那么即使软件的功能再强大, 再便捷, 也难以将自己的设计很好地呈现出来, 难以达到预期的效果。
机械制图的相关知识是CAD绘图软件编程和使用的基础, 而CAD绘图软件是机械行业中制图的有力工具, 因此将二者有机地结合起来, 不管是对机械行业的发展还是CAD软件的不断完善都有很强大的必要性, 会促进二者共同发展, 同时进步。
4 机械制图与CAD绘图软件的有机结合
计算机科学与技术不断发展, 应用领域不断拓展, 计算机信息技术与机械制造行业的有机结合, 为机械行业的快速发展、进步, 提供了强有力的保障, 将机械制图与CAD绘图软件相结合对于机械制造行业来讲有很多好处, 下面简单列举几例进行说明。
机械制图与CAD绘图软件的有机结合有效提高了设计工作者的工作效率
CAD软件可以很快捷的对设计图样进行绘制, 单击直线、圆、多边形, 曲线等就可以直接出现想要的图形, 为设计工作者节省了很多时间, CAD中的绘图辅助工具, 包括正交、捕捉、极轴追踪等, 其中正交功能可以很准确、直接的画出垂直线、或一些垂直关系的线, 对象捕捉可以直接定位设计对象中的特殊点, 方便后期一系列的操作, 极轴追踪可以画出90°, 180°, -90°, -180°这些特殊方向的线。同时CAD软件的一些功能, 还可以解决一些人工绘制过程中难以实现的问题, 极大提高了设计师的绘图效率, 提高了生产力。
机械制图与CAD绘图软件的有机结合使机械制图更加形象
CAD绘图软件相对于传统手工制图有很好的立体效果, 软件中的一些工具有很多三维立体模型, 可以将想要表达的图像很形象、直接地表达出来, 给看图者一个很直观的整体三维感受, 同时设计者可以很快发现设计中的问题和结构不合理的地方, 并及时进行修改。形象的机械制图图样又可以通俗容易的被机械加工者所领悟, 减少了误差的出现。
机械制图与CAD绘图软件的有机结合有效提高了精度和准确度
由于计算机技术具有很强的规范性和数据性, 使得机械制图的精度大大提高, 表达出来的内容就是相应的输入的数值, 设计的位置会被安放在指定位置, 零件之间可以精确结合, 减少了很多不必要的误差, 为后期的机械加工打下了很好的基础, 基于机械制图图样进行的后续加工也会有很高的准确度和精度, 只有零件有很高的准确度才可以称得上好零件。
5 总结
CAD绘图软件是机械制图过程中必不可少的工具, 机械制图相关理论知识是CAD绘图软件的基础, 只有将二者有机结合在一起, 才能将CAD软件的各种功能的作用发挥出来, 才能保证绘制出来的图样具有很高的准确度和精度, 形象、有立体感, 同时提高机械行业的工作效率和质量。因此在今后的机械行业和计算机技术的发展中要加强二者的结合, 促进二者的协同进步、共同发展。
［关键词］高职机械设计基础教学改革
高职学生为了能胜任初始岗位就业及今后岗位迁移的需要，毕业生必须获得车工(中级)、数控车工(中级)、加工中心操作工(中级)中的一种职业资格证书。
《机械设计基础》是机械类、机电类、近机类专业必修的一门技术基础课，是培养学生具有初步机械设计能力的一门技术基础课程。该课程为机械类各专业学生提供机械设计的基本知识、基本理论和基本方法的训练，在机械专业高职人才的培养目标中起重要的作用。通过本课程学习，学生应掌握通用机械零件的工作原理、方法，掌握对典型机械零件的材料确定，能定性确定构件受力后失效形式与危险截面位置，从而完成通用零件的选择与专用零件的结构设计；通过课程的学习。使学生具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能力，具有设计一般简单零件和简单机械装置的能力，为后续专业课程学习和今后完成从业岗位任务打下坚实的基础。当前该课程部分教学内容比较陈旧，与毕业生从业岗位要求不相适应，理论教学与实践活动也不能融合。为提高教学效果。需要探索新的课程体系，实践新的教学方法和教学手段。
一、课程改革的实践
1.调整课程内容结构体系，加强实践性教学环节。高职教育课程中的实践教学与理论知识传授同等重要，且强调先实践后理论的顺序及理论对实践的指导作用。所以，课程内容采取“实践一理论一实践”的结构体系：首先安排一周机械拆装(专用周的形式)，利用实训室现有的实物与模型对常用机械零部件及机构建立感性认知；再以多媒体教学、现场教学及课堂讲授为形式进行理论授课；最后通过两周“机械设计基础课程设计”综合实践训练，让学生在实践中巩固提高。
2.整合课程内容，增强适应性。高校扩招后，生源素质变化很大，高职入校新生的高考文化成绩大都位于考生群体的中间层，逻辑思维智能优势不突出。另一方面，随着社会发展与科学技术进步，新技术、新工艺不断涌现，催生了特殊功能的零件。按照高职学生的培养目标，课程内容中对常用零部件设计要加强“失效分析、结构设计、精度设计”，淡化“承载设计计算”。对于常用机构应用着重于类型、选择与应用，淡化设计。为了使学生能够适应科技不断发展的现实，要注重培养他们查阅、应用资料的能力及把各类方法灵活应用实际的能力。目前，南京机电职业技术学院(以下简称“我院”)对课程原有内容作了增删。如已删去齿轮传动强度计算、滚动轴承寿命计算公式的推导，简化公式中的系数分析，变位齿轮传动只作简介；加强了同步齿形带传动、删除滚动螺旋传动内容，增加了介绍新型联轴器、新型连接、齿轮制造新技术的内容；删除了平面四杆机构的运动分析、动力分析及三位置的设计方法内容，淡化了凸轮机构从动件的运动规律及盘型凸轮机构的设计中理论性较强的内容；增加了新型机构、创新机构类型介绍。
二、课程教学中需注意的环节
1.导人。导入是教学中很重要的环节，对调动学生学习的兴趣、明确学习目的具有重要的作用，是传递教师对教学内涵认识与要求的重要纽带。导人一般可分为课程导入与新内容导人。笔者在实践中吧课程导人安排在绪论进行，通常采用问答式导入。具体做法：通常设三问，用时45分钟，先对机器机械、机构构件、零件等三个名词提问，然后一一回答并提出本课程学习内容；再问“假设有没考上大学直接进企业工作的同学，三年后你大学毕业恰好分在与你同学同一单位同一岗位，与同学相比你有何优势?”顺势提出课程目标、专业目标乃至高职生培养目标；最后问“你上课的同时，你父母在做什么?”再提出学习中的其它要求。后两个问题触及学生内心深处，相对具有较好的效果。新内容导入主要围绕课程内容特点及应用展开，在每次课中用时约10分钟左右，如螺纹连接，先介绍应用，再介绍一般结构，最后提出学习的重点是会选择标准件、确定连接的结构；再如，讲授“轴”的课时，先从轴的功用导入，然后叙述传动件及轴承、箱体的相对位置，引出轴的结构设计内容。
2.教学内容的互相联系。
(1)加强各章节间的内容联系。机械设计课程各章节之间具有相对独立性，应该注重它们之间的相互联系。如讲齿轮传动的优缺点时注意和带传动对比；讲蜗杆传动的失效形式时，可比较齿轮传动的失效形式；介绍滑动轴承轴瓦材料时与蜗轮材料相比较。可从另一个角度进行教学内容的联系：用轴把轴系零件联系起来，用减速器把机械零件的主要内容联系起来。这样，有助于学生把零散的教学内容串联起来，提高对内容整体概念的把握。
(2)加强与前置课程的联系。《工程力学》的重点内容在《机械设计基础》课程中被直接应用，如受力分析作为重要知识及能力点，在各零件受力分析时均要用到；四种基本变形(力学模型)及强度计算作为主要知识与能力点，分别应用于“螺纹连接及键连接”、“齿轮传动”、“轴”、“轴承”。在讲授中要不断提示和反复加深印象，以利于学生对力学中重要知识点与能力点的巩固与应用，也有利于提高学生提高分析问题和解决问题的能力。
(3)加强与横向课程的联系。本课程与《机械制图》、《公差与配合》、《金属材料与热处理》等课程有紧密联系。如表达连接的结构、轴的结构设计、轴承的组合设计、零件的材料及许用应力、零件的精度设计及绘制零件图时均不同程度上要应用前述横向课程的内容，应用时有意不断提示与重复，提高学生综合应用的能力。
3.改进教学手段。充分利用多媒体教学手段。多媒体技术具有声画并茂、图文交互以及包容信息量大等优势，如在“导入”、“齿轮传动整合原理”、“轴的结构设计”、“平面连杆机构应用”、“新型联轴器”、“新型连接”、“创新机构”等内容中使用后，效果显著，能提高学生的学习兴趣。尤其是借助于多媒体，使“机构”部分的内容变“活”了，学生容易理解和掌握。
根据资源条件采用现场教学手段。我院配有“机零机构陈列室”、“机械拆装实训室”、“机构创新实训室”，有一半以上的课安排现场教学，通过对机械零部件及机构实物或模型的现场观摩学习，增强学生对机械实物的感性认识，使书本上枯燥、难以理解的内容变得生动易懂，大大地提高了学习效率和教学质量。
4.实践教学。课程改革后，实践教学主要体现在：首先是机械拆装，分五组轮换分别对减速器、微型冲床、常用机构进行拆装，在使用常用工具对机械零部件拆装的同时，认识常用机械零部件的结构及机构的类型与运动，增强学生对机械零部件及机构的感性认识，弥补了他们实践经验的不足，为本课程的学习打下实践基础；其次是现场教学，通过对典型机械零部件及机构的分析、观摩、动手，加深对课程内容的理解；第三是课程设计，通过模拟实际工作环境、减速器设计，达到提高理论联系实际、正确应用所学知识分析问题、解决问题的能力。
1、在专业工程师的指导下开展现场质量监督检查工作；
2、按南京设计院设计的项目设计图、设备供应商提供的安装技术图纸和文件、指挥部批准的工程变更及有关标准，对承包单位的机械安装过程或施工工序、现场制作件制造安装质量进行检查和记录，对加工制作及工序施工质量检查结果进行记录；
3、需要担任旁站工作的项目:石灰石破碎机、原料立磨、回转窑、篦冷机、球磨机、辊压机、均化库等关键设备安装，发现问题及时指出并向专业工程师或部门领导报告,做好有关记录；
4、重点跟踪的项目:窑头窑尾收尘器安装过程中的焊接质量和是否符合技术文件要求，水泥磨隔仓板、出料篦板安装,篦冷机篦梁、篦板梁、篦板安装，磨机、辊压机、篦冷机、立磨、回转窑等关键设备液压、润滑管道安装；
5、上述重点工作要着重控制好焊接质量、设备安装轴线、标高、螺栓联接质量、传动部件对中找正、液压润滑管道清洁；
6、做好日记和有关的质量管理记录；
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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