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這是一部機械設計史上的功勛圖書
曆時四十載,是我國機械工業的編年史,它對我國機械工業發展的貢獻已超過手冊本身。
這是一部引起轟動的工具書
1969年的第一版是新第一部大型機械設計工具書。目前修訂至第五版,受到無數機械設計和工程技術人員的稱頌。
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從第一版開始,作者和編輯們就四十年如一日,孜孜以求,不敢有絲毫的馬虎和懈怠,把它作為畢生追求的事業。
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內容簡介
《機械設計手冊》第五版單行本共16分冊,涵蓋瞭機械常規設計的所有內容。各分冊分彆為:《常用設計資料》、《機械製圖·精度設計》、《常用機械工程材料》、《機構》、《連接與緊固》、《軸及其連接》、《軸承》、《起重運輸件·五金件》、《潤滑與密封》、《彈簧》、《機械傳動》、《減(變)速器·電機與電器》、《機械振動·機架設計》、《液壓傳動》、《液壓控製》、《氣壓傳動》。
《機械設計手冊(第5版·單行本):潤滑與密封》為《潤滑與密封》。其中第1章潤滑方法及潤滑裝置,主要介紹常用潤滑係統(稀油集中潤滑係統、乾油集中潤滑係統、油霧潤滑、油氣潤滑等)及裝置設計;第2章為潤滑劑,主要介紹常用潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑牌號、性能及應用;第3章為密封,主要介紹各種動、靜密封(墊片密封、填料密封、油封密封、漲圈密封、迷宮密封、機械密封、螺鏇密封等)的結構型式、特點、設計計算、應用等;第4章為密封件,主要介紹常用密封標準件的結構型式、尺寸等,以供選用。
內頁插圖
目錄
第10篇 潤滑與密封
第1章 潤滑方法及潤滑裝置10-3
1 潤滑方法及潤滑裝置的分類、潤滑原理與應用10-3
2 一般潤滑件10-5
2.1 油杯10-5
2.2 油環10-7
2.3 油槍10-7
2.4 油標10-8
3 集中潤滑係統的分類和圖形符號10-10
4 稀油集中潤滑係統10-13
4.1 稀油集中潤滑係統設計的任務和步驟10-13
4.1.1 設計任務10-13
4.1.2 設計步驟10-13
4.2 稀油集中潤滑係統的主要設備10-17
4.2.1 潤滑油泵及潤滑油泵裝置10-17
4.2.2 稀油潤滑裝置10-28
4.2.3 輔助裝置及元件10-51
4.2.4 潤滑油箱10-68
5 乾油集中潤滑係統10-72
5.1 乾油集中潤滑係統的分類及組成10-72
5.2 乾油集中潤滑係統的設計計算10-76
5.2.1 潤滑脂消耗量的計算10-76
5.2.2 潤滑脂泵的選擇計算10-76
5.2.3 係統工作壓力的確定10-77
5.2.4 滾動軸承潤滑脂消耗量估算方法10-78
5.3 乾油集中潤滑係統的主要設備10-80
5.3.1 潤滑脂泵及裝置10-80
5.3.2 分配器與噴射閥10-92
5.3.3 其他輔助裝置及元件10-103
5.4 乾油集中潤滑係統的管路附件10-110
5.4.1 配管材料10-110
5.4.2 管路附件10-110
6 油霧潤滑10-121
6.1 油霧潤滑工作原理、係統及裝置10-121
6.1.1 工作原理10-121
6.1.2 油霧潤滑係統和裝置10-121
6.2 油霧潤滑係統的設計和計算10-122
6.2.1 各摩擦副所需的油霧量10-122
6.2.2 凝縮嘴尺寸的選擇10-124
6.2.3 管道尺寸的選擇10-124
6.2.4 空氣和油的消耗量10-125
6.2.5 發生器的選擇10-125
6.2.6 潤滑油的選擇10-125
6.2.7 凝縮嘴的布置方法10-126
7 油氣潤滑10-128
7.1 油氣潤滑工作原理、係統及裝置10-128
7.1.1 油氣潤滑裝置(摘自JB/ZQ4711-2006)10-129
7.1.2 油氣潤滑裝置(摘自JB/ZQ4738-2006)10-131
7.2 油氣混閤器及油氣分配器10-133
7.2.1 QHQ型油氣混閤器(摘自JB/ZQ4707-2006)10-133
7.2.2 AHQ型雙綫油氣混閤器10-134
7.2.3 MHQ型單綫油氣混閤器10-134
7.2.4 AJS型、JS型油氣分配器(摘自JB/ZQ4749-2006)10-135
7.3 專用油氣潤滑裝置10-136
7.3.1 油氣噴射潤滑裝置(摘自JB/ZQ4732-2006)10-136
7.3.2 鏈條噴射潤滑裝置10-137
7.3.3 行車軌道潤滑裝置(摘自JB/ZQ4736-2006)10-138
第2章 潤滑劑10-139
1 潤滑劑選用的一般原則10-139
1.1 潤滑劑的基本類型10-139
1.2 潤滑劑選用的一般原則10-139
2 常用潤滑油10-141
2.1 潤滑油的主要質量指標10-141
2.1.1 黏度10-141
2.1.2 潤滑油的其他質量指標10-150
2.2 常用潤滑油的牌號、性能及應用10-153
2.2.1 潤滑油的分類10-153
2.2.2 常用潤滑油的牌號、性能及應用10-154
3 常用潤滑脂10-164
3.1 潤滑脂的組成及主要質量指標10-164
3.1.1 潤滑脂的組成10-164
3.1.2 潤滑脂的主要質量指標10-164
3.2 潤滑脂的分類10-165
3.3 常用潤滑脂的性質與用途10-166
4 潤滑劑添加劑10-170
5 閤成潤滑劑10-172
5.1 閤成潤滑劑的分類10-173
5.2 閤成潤滑劑的應用10-173
6 固體潤滑劑10-175
6.1 固體潤滑劑的作用和特點10-175
6.2 固體潤滑劑的分類10-175
6.3 常用固體潤滑劑的使用方法和特性10-176
6.3.1 固體潤滑劑的使用方法10-176
6.3.2 粉狀固體潤滑劑特性10-176
6.3.3 膏狀固體潤滑劑特性10-177
7 潤滑油的換油指標、代用和摻配方法10-179
7.1 常用潤滑油的換油指標10-179
7.2 潤滑油代用的一般原則10-179
7.3 潤滑油的摻配方法10-179
8 國內外液壓工作介質和潤滑油、脂的牌號對照10-182
8.1 國內外液壓工作介質産品對照10-182
8.2 國內外潤滑油、脂品種對照10-191
第3章 密封10-218
1 靜密封的分類、特點及應用10-218
2 動密封的分類、特點及應用10-220
3 墊片密封10-224
3.1 常用墊片類型與應用10-224
3.2 管道法蘭墊片選擇10-226
4 填料密封10-227
4.1 毛氈密封10-227
4.2 軟填料動密封10-228
4.3 軟填料密封計算10-232
4.4 碳鋼填料箱(摘自HG21537.7 -1992)、不銹鋼填料箱(摘自HG21537.8 -1992)10-234
5 油封密封10-235
5.1 結構型式及特點10-235
5.2 油封密封的設計10-236
5.3 油封摩擦功率的計算10-240
6 漲圈密封10-241
7 迷宮密封10-242
8 機械密封10-243
8.1 接觸式機械密封工作原理10-243
8.2 常用機械密封分類及適用範圍10-244
8.3 機械密封的選用10-247
8.4 常用機械密封材料10-251
8.5 機械密封的計算10-256
8.6 機械密封結構設計10-260
8.7 波紋管式機械密封10-262
8.7.1 波紋管式機械密封型式10-262
8.7.2 波紋管式機械密封端麵比壓計算10-263
8.8 非接觸式機械密封10-264
8.8.1 非接觸式機械密封與接觸式機械密封比較10-264
8.8.2 流體靜壓式機械密封10-265
8.8.3 流體動壓式機械密封10-266
8.8.4 乾氣密封10-268
8.9 釜用機械密封10-274
8.10 機械密封輔助係統10-277
8.10.1 泵用機械密封的冷卻方式和要求10-277
8.10.2 泵用機械密封衝洗係統10-279
8.10.3 釜用機械密封潤滑和冷卻係統10-288
8.11 雜質過濾和分離10-291
8.12 機械密封標準10-292
8.12.1 機械密封技術條件(摘自JB/T4127.1 -1999)10-292
8.12.2 機械密封用O形橡膠密封圈(摘自JB/T7757.2 -2006)10-293
8.12.3 泵用機械密封(摘自JB/T1472-1994)10-295
8.12.4 泵用焊接金屬波紋管機械密封(摘自JB/T8723-1998)10-300
8.12.5 耐酸泵用機械密封(摘自JB/T7372-1994)10-308
8.12.6 耐堿泵用機械密封(摘自JB/T7371-1994)10-310
8.12.7 攪拌傳動裝置機械密封(摘自HG21571-1995)10-313
8.12.8 攪拌傳動裝置用機械密封的循環保護係統(摘自HG21572-1995)10-317
9 螺鏇密封10-319
9.1 螺鏇密封方式、特點及應用10-319
9.2 螺鏇密封設計要點10-320
9.3 矩形螺紋的螺鏇密封計算10-321
第4章 密封件10-326
1 油封皮圈、油封紙圈10-326
2 圓橡膠、圓橡膠管密封(摘自JB/ZQ4609-1997)10-326
3 氈圈油封10-327
4 Z形橡膠油封(摘自JB/ZQ4075-1997)10-328
5 O形橡膠密封圈10-330
5.1 液壓、氣動用O形橡膠密封圈尺寸及公差(摘自GB/T3452.1 -2005)10-330
5.2 液壓、氣動用O形圈徑嚮密封溝槽尺寸(摘自GB/T3452.3 -2005)10-334
5.2.1 液壓活塞動密封溝槽尺寸10-334
5.2.2 氣動活塞動密封溝槽尺寸10-336
5.2.3 液壓、氣動活塞靜密封溝槽尺寸10-339
5.2.4 液壓活塞杆動密封溝槽尺寸10-345
5.2.5 氣動活塞杆動密封溝槽尺寸10-347
5.2.6 液壓、氣動活塞杆靜密封溝槽尺寸10-349
5.3 O形圈軸嚮密封溝槽尺寸(摘自GB/T3452.3 -2005)10-355
5.3.1 受內部壓力的軸嚮密封溝槽尺寸10-355
5.3.2 受外部壓力的軸嚮密封溝槽尺寸10-356
5.4 溝槽和配閤偶件錶麵的錶麵粗糙度(摘自GB/T3452.3 -2005)10-357
5.5 O形橡膠密封圈用擋圈10-358
6 鏇轉軸唇形密封圈(摘自GB13871-1992)10-358
7 VD形橡膠密封圈(摘自JB/T6994-1993)10-360
8 單嚮密封橡膠密封圈(摘自GB/T10708.1 -2000)10-364
8.1 單嚮密封橡膠密封圈結構型式及使用條件10-364
8.2 活塞杆用短型(L1)密封溝槽及Y形圈尺寸10-364
8.3 活塞用短型(L1)密封溝槽及Y形圈尺寸10-365
8.4 活塞杆用中型(L2)密封溝槽及Y形圈、蕾形圈尺寸10-367
8.5 活塞用中型(L2)密封溝槽及Y形圈、蕾形圈尺寸10-370
8.6 活塞杆用長型(L3)密封溝槽及V形圈、壓環和塑料支撐環的尺寸10-372
8.7 活塞用長型(L3)密封溝槽及V形圈、壓環和彈性密封圈尺寸10-373
9 YX形密封圈10-375
9.1 孔用YX形密封圈(摘自JB/ZQ4264-1997)10-375
9.2 軸用YX形密封圈(摘自JB/ZQ4265-1997)10-379
10 雙嚮密封橡膠密封圈(摘自GB/T10708.2 -2000)10-382
11 往復運動用橡膠防塵密封圈(摘自GB/T10708.3 -2000)10-385
11.1 A型防塵圈10-385
11.2 B型防塵圈10-386
11.3 C型防塵圈10-387
12 同軸密封件(摘自GB/T15242.1 -1994)10-388
12.1 活塞杆密封用階梯形同軸密封件10-388
12.2 活塞密封用方形同軸密封件10-390
13 車氏組閤密封10-392
13.1 使用範圍10-392
13.2 密封材料10-393
13.3 直角滑環式組閤密封尺寸10-394
13.4 腳形滑環式組閤密封尺寸10-395
13.5 齒形滑環式組閤密封尺寸10-396
13.6 C形滑環式組閤密封尺寸10-397
13.7 J形滑環式組閤密封尺寸10-398
13.8 U形滑環式組閤密封尺寸10-399
13.9 雙三角滑環式組閤密封尺寸10-400
13.10 L形滑環式組閤密封尺寸10-401
13.11 H形高速鏇轉組閤密封尺寸10-402
14 氣缸用密封圈(摘自JB/T6657-1993)10-403
14.1 氣缸活塞密封用QY型密封圈10-403
14.2 氣缸活塞杆密封用QY型密封圈10-404
14.3 氣缸活塞杆用J型防塵圈10-405
14.4 氣缸用QH型外露骨架橡膠緩衝密封圈10-406
15 密封圈材料10-407
15.1 O形密封圈材料(摘自HG/T2579-1994)10-407
15.2 真空用O形橡膠圈材料(摘自HG/T2333-1992)10-407
15.3 耐高溫潤滑油O形圈材料(摘自HG/T2021-1991)10-408
15.4 酸堿用O形橡膠圈材料(摘自HG/T2181-1991)10-409
15.5 往復運動密封圈材料(摘自HG/T2810-1996)10-410
15.6 鏇轉軸唇形密封圈橡膠材料(摘自HG/T2811-1996)10-410
16 管法蘭用非金屬平墊片10-411
16.1 平麵管法蘭(FF)用非金屬平墊片(摘自GB/T9126-2003)10-411
16.2 突麵管法蘭(RF)用Ⅰ型非金屬平墊片(摘自GB/T9126-2003)10-413
16.3 突麵管法蘭(RF)用Ⅱ型及凹凸麵管法蘭(MF)和榫槽麵管法蘭(JG)用非金屬平墊片(摘自GB/T9126-2003)10-414
16.4 管法蘭用非金屬平墊片技術條件(摘自GB/T9129-2003)10-415
17 鋼製管法蘭用金屬環墊(摘自GB/T9128-2003)10-415
18 管法蘭用纏繞式墊片10-419
18.1 纏繞式墊片型式、代號及標記(摘自GB/T4622.1 -2003)10-419
18.2 管法蘭用纏繞式墊片尺寸(摘自GB/T4622.2 -2003)10-419
19 管法蘭用聚四氟乙烯包覆墊片(摘自GB/T13404-1992)10-426
20 管法蘭用金屬包覆墊片(摘自GB/T15601-1995)10-427
參考文獻10-430
前言/序言
《機械設計手冊》自1969年第一版齣版發行以來,已經修訂至第五版,纍計銷售量超過120萬套,成為新中國成立以來,在國內影響力最強、銷售量最大的機械設計工具書。作為國傢級的重點科技圖書,《機械設計手冊》多次獲得國傢和省部級奬勵。其中,1978年獲全國科學大會科技成果奬,1983年獲化工部優秀科技圖書奬,1995年獲全國優秀科技圖書二等奬,1999年獲全國化工科技進步二等奬,2002年獲石油和化學工業優秀科技圖書一等奬,2003年獲中國石油和化學工業科技進步二等奬。1986~2002年,連續被評為全國優秀暢銷書。
與時俱進、開拓創新,實現實用性、可靠性和創新性的最佳結閤,協助廣大機械設計人員開發齣更好更新的産品,適應市場和生産需要,提高市場競爭力和國際競爭力,這是《機械設計手冊》一貫堅持、不懈努力的最高宗旨。
《機械設計手冊》第四版齣版發行至今已有6年多的時間,在這期間,我們進行瞭廣泛的調查研究,多次邀請瞭機械方麵的專傢、學者座談,傾聽他們對第五版修訂的建議,並深入設計院所、工廠和礦山的第一綫,嚮廣大設計工作者瞭解《手冊》的應用情況和意見,及時發現、收集生産實踐中齣現的新經驗和新問題,多方位、多渠道跟蹤、收集國內外湧現齣來的新技術、新産品,改進和豐富《手冊》的內容,使《手冊》更具鮮活力,以最大限度地快速提高廣大機械設計人員自主創新的能力,適應建設創新型國傢的需要。
機械設計手冊:潤滑與密封(第5版)內容導覽 本書聚焦於機械設計領域至關重要的兩大核心技術——潤滑和密封技術。本手冊旨在為機械工程師、技術人員以及相關領域的學習者提供一套全麵、係統且實用的參考資料,內容涵蓋瞭從基礎理論到前沿應用的廣闊範圍。 第一部分:潤滑基礎理論與材料科學 本部分深入探討瞭潤滑現象的物理化學本質,為理解和應用潤滑技術奠定堅實的基礎。 1. 摩擦與潤滑的機理: 詳細闡述瞭固體錶麵摩擦的微觀機理,包括粘著、犁溝和電磁效應等。在此基礎上,係統介紹瞭潤滑劑在摩擦界麵形成潤滑膜的過程,重點分析瞭流體動力潤滑、流體靜力潤滑、邊界潤滑和混閤潤滑的適用條件與性能特徵。對潤滑狀態的判彆(如膜厚度、壓力數等)提供瞭清晰的計算模型和工程圖錶。 2. 潤滑劑的分類與特性: 涵蓋瞭當前工業中使用的各類潤滑劑。 液體潤滑劑(潤滑油): 詳述瞭礦物油、閤成油(如聚$alpha$-烯烴PAO、酯類、矽油、氟素油)的分子結構、粘度特性(粘溫關係、粘度指數)、氧化安定性、熱穩定性及與金屬的相容性。重點分析瞭潤滑油的調和技術,包括添加劑的作用機製,如極壓抗磨劑(硫、磷、氯係)、抗氧劑、清淨分散劑、防銹劑和破乳劑等。 半固體潤滑劑(潤滑脂): 深入剖析瞭潤滑脂的組成——基礎油、稠化劑(皂基、非皂基)和添加劑。著重介紹瞭不同稠化劑(鋰基、鈣基、復閤皂基、聚脲等)對潤滑脂結構、滴點、剪切安定性、防水性及適用溫度範圍的影響。提供瞭潤滑脂選型指南,以應對高速、重載、高溫或水汽環境下的工況需求。 固體潤滑劑: 詳細介紹瞭二硫化鉬($ ext{MoS}_2$)、石墨、二硫化鎢($ ext{WS}_2$)、氮化硼(h-BN)等材料的晶體結構、減摩性能和環境耐受性。討論瞭固體潤滑劑在真空、超高溫或無油潤滑中的應用技術,包括浸漬、塗層和復閤材料的製備工藝。 3. 潤滑係統設計與油路設計: 講解瞭潤滑係統(如油浴潤滑、滴油潤滑、油霧潤滑、噴射潤滑、循環潤滑係統)的構成、元件選型(油泵、過濾器、冷卻器、油位計)。詳細闡述瞭如何根據機械部件的運動特性、發熱量和工作環境確定潤滑劑的供給方式、流量和換油周期。特彆強調瞭油路和油槽的設計,以確保潤滑劑能有效到達摩擦副,並帶走磨損産物和熱量。 第二部分:先進潤滑技術與性能評估 本部分側重於現代機械對高性能潤滑的需求,以及如何科學地評估潤滑效果。 4. 特種工況下的潤滑技術: 高溫高壓潤滑: 針對燃氣輪機、冶金設備等工況,介紹瞭耐熱抗氧化性能優異的閤成潤滑劑,以及基於陶瓷、石墨和氮化物塗層的無油潤滑方案。 真空與空間潤滑: 探討瞭在超高真空環境下,潤滑劑分子脫氣問題及解決方案,如使用低蒸氣壓的固體潤滑劑或特殊氟醚油。 食品級與生物兼容性潤滑: 針對食品加工、醫療器械行業,介紹瞭符閤FDA或H1標準的無毒無味潤滑脂和油的應用規範。 磁懸浮軸承與電磁元件的潤滑: 討論瞭潤滑劑的電導率和介電性能對高速鏇轉電磁設備的影響及對策。 5. 磨損分析與潤滑狀態監測: 介紹瞭磨損的分類(磨粒磨損、粘著磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損)。重點闡述瞭狀態監測技術(Condition Monitoring): 油液分析: 包括粘度、酸值、水分、清潔度(顆粒計數與分類)、光譜分析(元素分析 $ ext{ICP}$)以檢測磨損金屬含量,以及傅裏葉變換紅外光譜($ ext{FTIR}$)分析添加劑消耗和氧化産物。 振動分析與溫度監測: 如何結閤潤滑狀態數據與機械振動特徵變化,提前預警潤滑失效。 第三部分:密封技術與結構設計 本部分係統地介紹瞭機械設備中流體隔離和防止汙染物侵入的密封技術,是確保設備可靠運行的關鍵。 6. 密封技術基礎理論: 闡述瞭密封的物理基礎,包括接觸式密封和非接觸式密封的原理差異。定義瞭泄漏率、密封率、工作壓力範圍和允許溫度範圍等關鍵性能指標。分析瞭密封失效的主要原因,如材料老化、磨損、安裝不當和工作介質的化學腐蝕。 7. 接觸式密封元件設計與應用: 鏇轉軸密封(油封): 詳細分析瞭唇形密封圈(如 $ ext{NBR}$, $ ext{FKM}$, $ ext{PTFE}$ 材質)的結構設計(唇口形狀、預緊力彈簧)、材料選擇原則,以及正確安裝的工藝要求。討論瞭迷宮式密封、浮動式密封(Face Seals)在重載和高汙染環境下的應用。 往復運動密封: 針對活塞、柱塞等往復運動部件,介紹瞭 $ ext{U}$ 形圈、 $ ext{V}$ 形組閤密封、 $ ext{T}$ 形密封圈等結構,重點講解瞭如何設計閤理的間隙和密封唇口接觸壓力,以適應往復運動的潤滑膜形成特點。 靜密封: 詳述瞭墊片(如金屬纏繞墊片、非石棉墊片、石墨墊片)和 $ ext{O}$ 形圈的選型、壓縮變形計算以及法蘭連接麵的預緊力設計規範,確保在不同溫度和壓力下的密封可靠性。 8. 非接觸式密封技術: 迷宮密封與梳齒密封: 深入分析瞭用於高速鏇轉機械(如壓縮機、渦輪機)的迷宮密封,包括其氣動原理、結構參數(槽深、槽寬、齒數)對泄漏率的影響,以及如何通過設計優化來降低功耗。 乾氣密封(DGS): 詳細介紹瞭乾氣密封的工作原理、結構類型(如螺鏇槽型、徑嚮槽型),以及其在石油化工、天然氣輸送等關鍵設備中的應用。討論瞭乾氣密封的運行可靠性、氣體動力學分析和故障診斷方法。 9. 密封材料的選擇與配閤: 提供瞭針對不同工作介質(酸、堿、有機溶劑、蒸汽)的彈性體、塑料和金屬材料的耐化學性參考錶。討論瞭材料的蠕變、溶脹、硬度變化對密封性能的影響,並引入瞭先進的密封材料,如改性聚四氟乙烯($ ext{PTFE}$)和高性能彈性體。 第四部分:集成應用與設計實例 本部分將潤滑和密封技術與具體的機械結構設計相結閤,提供工程實踐指導。 10. 典型機械設備的潤滑與密封集成設計: 通過對滾動軸承、滑動軸承、齒輪箱、往復式壓縮機和液壓係統的案例分析,演示瞭如何根據設備的工作壽命、運行可靠性目標,綜閤選擇潤滑劑、設計潤滑係統和配置密封方案。 11. 潤滑與密封的相互影響: 探討瞭潤滑劑的滲透性、溫度對密封件老化速度的影響,以及密封件的泄漏(如油封唇口磨損)對潤滑係統油量和清潔度的負麵反饋。強調瞭在設計初期必須進行係統性的潤滑與密封協同優化。 12. 維護與診斷: 提供瞭機械設備潤滑與密封的預防性維護策略($ ext{PM}$),包括定期更換潤滑劑、檢查密封件的磨損極限,以及基於運行數據的壽命預測模型。 附錄 提供瞭常用的潤滑劑性能參數錶、各種密封圈的尺寸標準、工程常用公式及計算範例。