本文重點介紹了作者在實際應用過程中設計的兩種真空正壓轉軸密封結構、性能及特點。利用膠芯彈性盤根作為密封材料設計的新型填料轉軸密封結構，在1.3×10- 4 Pa~2.5 MPa 較寬的壓力范圍內具有極佳的密封性能，結構具有低摩擦、低漏率、無污染的特性，自潤滑性能良好，密封效果持久可靠。

　　真空氣氛熱處理、真空高壓氣淬等真空熱處理設備中用到將運動引入真空室的轉軸密封結構。這種密封結構要求具有雙向密封性能，即設備抽真空時，轉軸密封結構要求按真空容器承受0.1 MPa 的外壓，有較低的漏氣率，保證設備達到所需要的真空度。同時，在抽空結束向真空室體內充入保護氣體或淬火氣體時，轉軸密封結構要求按壓力容器承受一定的內壓，保證設備內的氣體不發生泄漏。

　　這種雙向密封結構是真空轉軸密封結構與壓力轉軸密封結構的技術結合，是一種綜合性轉軸密封技術，作者在實際應用中對這種密封技術及結構進行了一些研究，本文作以分析介紹。

1、真空轉軸密封介紹

　　真空轉軸密封具有代表性的結構是真空橡膠密封和磁流體密封。其性能特點如表1 所示。從表1 可以看出，對于軸徑在200 mm 以上，耐壓1.0 MPa 以上的真空正壓雙向轉軸密封結構介紹較少。

表1 常用真空轉軸密封結構的性能特點

2、成型填料密封

　　作者在設計主軸直徑大于200 mm，轉速在0 r/min ~3 r/min 之間柔性可調的轉軸密封結構時，采用成型填料密封結構來滿足1.3×10^{- 3} Pa~1.0 MPa 范圍內的轉軸的密封性能。其結構見圖1 所示。

(1) 密封圈的的選用

　　該結構的密封圈選用U 形聚四氟乙烯，聚四氟乙烯有很低的摩擦系數， 良好的自潤滑性、耐水性、抗老化性以及加工性能好的特點。由于存在耐磨性不高、剛性差、彈性小、唇口容易翻轉等缺點， 采用銅壓環來克服聚四氟乙烯不足之處， 且使U 形密封圈的彈性分布趨于均勻。

(2) 密封圈的受力分析

　　該結構采用填料壓蓋自緊式， 是利用氣體壓力Pi 直接作用于填料壓蓋前端上，以提高在介質端部的U 型密封圈受的壓緊力，也使壓緊力Pg 沿軸向分布更趨于合理，當介質壓力Pi 增高時，這種作用將更強。采用正反3 組密封圈， 即能降低每只圈的負荷又能提高其耐壓能力。即使一組圈壞了， 另一組還可以工作， 從而提高了密封的可靠性， 延長了壽命。

　　經試驗檢測，該結構滿足了1.3×10^{- 3} Pa~1.0MPa范圍內轉軸的密封要求。由于聚四氟乙烯自身的缺點，彈性和壓縮性不如橡膠，當壓力低于1.3×10^{- 3} Pa 時，該結構的密封效果明顯降低。

結論

　　通過對填料密封裝置進行改進，滿足了大型主軸旋轉真空正壓的雙向密封性能和要求。采用膠芯彈性盤根作為密封材料的新型填料轉軸密封結構，在1.3×10^{- 4} Pa 至2.5 MPa 較寬的壓力范圍內具有極佳的密封性能，結構具有低摩擦、低漏率、無污染的特性，自潤滑性能良好，密封效果持久可靠。跟磁流體轉軸密封結構相比，降低了真空熱處理設備的使用和維護成本。

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