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目录 1

第一章 概述 1

第一节 旋转接头发展概况 1

第二节 旋转接头的应用范围 2

第三节 旋转接头的优缺点比较 3

第二章 旋转接头的结构原理和分类 5

第一节 旋转接头的结构和工作原理 5

第二节 密封参数 10

第三节 旋转接头的分类、结构特点及其使用条件 10

一、填料密封与机械密封的旋转接头 10

二、端面摩擦与球面摩擦运动副结构的旋转接头 18

三、内装式与外装式旋转接头 76

四、平衡型与非平衡型旋转接头 76

五、按主要参数分类的旋转接头 78

第三章 影响泄漏的因素及其泄漏量 80

第一节 工艺上可能达到的密封缝隙 80

第二节 泄漏的影响因素 81

一、密封缝隙的机械变形 81

二、密封缝隙的热变形 83

三、各种变形的叠加 84

四、摩擦副表面粗糙度的影响 85

五、密封面上的比压 85

一、密封缝隙变形对泄漏量的影响 86

第三节 泄漏量 86

二、边界摩擦状态下的泄漏量 88

三、混合摩擦状态下的泄漏量 92

四、液体摩擦状态下的泄漏量 93

五、经验设计中的预测 94

第四节 通过其他不密封通路的泄漏量 95

第四章 摩擦副的磨合和平衡粗糙度 96

第一节 固体表面的几何特性 96

第二节 摩擦副接触面积 98

第三节 摩擦副磨合的基本过程 101

第四节 磨合时表面微观几何形状的变化 101

第五节 石墨耐磨材料摩擦副环的工作情况和磨合 102

第六节 摩擦副磨合效果的影响因素 104

一、载荷 104

二、原始粗糙度 104

三、材料的机械性能和流体介质 105

第五章 摩擦副的磨损 106

第一节 磨损过程的特性 107

第二节 磨粒形成机理 109

第三节 疲劳磨损 109

第四节 影响磨损的因素 110

一、磨损与材料摩擦性能和状态的关系 111

二、比压对磨损的影响 113

三、磨损与材料弹性-强度性能的关系 114

四、滑动速度的影响 115

五、温度的影响 116

六、介质润滑性能的影响 116

七、介质中固体物质的影响 118

八、表面粗糙度的影响 118

九、振动的影响 120

第五节 各种石墨材料的耐磨性能 120

第六节 磨粒磨损 124

第七节 氧化磨损 126

第八节 冲刷磨损 126

第九节 密封环的温度 127

第十节 热应力破裂 127

一、单一材料的评定 128

二、密封结构的评定 129

第十一节 旋转接头寿命的预测 130

第十二节 泄漏量、寿命和摩擦状态之间的关系 131

第六章 材料 133

第一节 摩擦副的材料 133

一、非金属材料 134

（一）石墨和人造碳 134

（二）聚四氟乙烯 145

（三）酚醛塑料 151

二、金属材料 152

（一）铸铁 152

三、金属碳化物 155

（二）碳钢、铬钢、铬镍钢 155

（三）青铜 155

（一）金属碳化钨 156

（二）WC-Ni-Cr-Mo型硬质合金 157

（三）碳化硅 160

四、金属氧化物 164

第二节 摩擦副材料的选配 165

第三节 弹性元件材料 167

一、弹簧 167

（一）弹簧材料的种类 168

（二）弹簧材料的选择 183

（三）弹簧的防腐蚀 187

二、波纹管 189

第四节 辅助密封材料 190

一、橡胶 190

二、塑料 191

三、柔性石墨（膨胀石墨） 193

第五节 结构材料 194

第七章 零件设计 195

第一节 摩擦副 195

一、摩擦副的设计 195

（一）摩擦副端面和球面在垂直于轴线投影面上的直径 195

（二）端面和球带面宽度 195

（四）间隙 196

（五）形状对称 196

（三）端面密封凸台高度 196

（六）导热 197

（七）补偿环两面共用 197

（八）堆焊和镶嵌 197

二、摩擦副环的技术要求 197

（一）摩擦副环的表面质量 197

（二）与辅助密封圈配合的粗糙度 198

三、摩擦副环的零件结构 198

（一）动环 198

（二）静环和游动环 198

（二）弹簧直径 202

（一）弹簧的端部结构 202

一、弹簧设计 202

第二节 弹性元件 202

（三）弹簧的旋绕比（弹簧指数） 203

（四）弹簧的圈数 203

（五）弹簧的螺旋角和节距 204

（六）弹簧的自由高度 204

（七）弹簧工作压缩量 204

（八）弹簧的工作变形 204

（九）圆柱形螺旋弹簧的技术条件 204

二、波纹管的设计与选择 205

第三节 辅助密封 208

一、填料密封 208

（二）辅助密封圈的设计 211

二、辅助密封圈 211

（一）辅助密封圈的作用和型式 211

第四节 其他零件 213

一、壳体 213

二、端盖、中间压盖、底盖等盖类零件 213

三、空心轴和内管 216

第八章 设计计算 218

第一节 摩擦副接触面的比压 218

一、摩擦副接触面比压的计算 219

（一）弹簧力及其弹簧比压 219

（二）流体压力引起的比压 220

（三）密封缝隙的压力 220

（四）辅助密封所产生的摩擦力 223

（五）摩擦副接触面比压的计算 224

二、平衡系数β的确定 224

第二节 端面尺寸D1和D2的计算 225

一、内装式密封结构 225

二、外装式密封结构 226

第三节 弹簧的计算 226

一、圆柱螺旋弹簧的许用应力 228

二、圆柱压缩螺旋弹簧的设计计算 228

第四节 波纹管的计算 234

一、波纹管计算的数值法 235

二、无缝波纹管的刚度及其应力的分析 235

三、设计计算无缝波纹管用的曲线图 238

四、波纹管特性的非线性 253

五、波纹管有效面积及其有关性质 253

六、工程设计波纹管校核的简便算法 255

七、波纹管密封平衡系数 257

第五节 密封环壁厚的计算 258

第六节 PV值的计算 260

第七节 壳体壁厚的计算 262

第八节 旋转接头耗损功率 263

第九节 旋转接头流量的计算和规定 266

第十节 计算举例 266

二、寿命 276

一、泄漏量 276

第一节 评述旋转接头性能的项目 276

第九章 旋转接头的性能及主要选型条件 276

第二节 旋转接头的主要选型条件 277

一、最大使用转速和最高使用压力 277

二、最高和最低使用温度 277

三、流体介质的选用与耐腐蚀性能 277

四、旋转接头的流量 283

五、耐振性能 283

第三节 空心轴（管）径和类型结构的选择 284

一、空心轴公称尺寸的选择 284

二、旋转接头结构设计和类型选择的步骤 284

二、装配注意事项 285

一、旋转接头泄漏通道 285

第一节 旋转接头泄漏通道和装配注意事项 285

第十章 旋转接头的安装和使用 285

三、保管仓库的环境 286

第二节 旋转接头的安装和使用 287

一、安装前的准备工作及注意事项 287

二、安装顺序 287

三、安装使用注意事项 288

四、附件的安装及结构简介 288

五、运转使用 297

第三节 旋转接头工作的可靠性 300

一、密封面的脱离 300

四、波纹管失效及其可靠性 301

三、断裂的危险 301

二、不允许的温升 301

（一）波纹管失效特性 302

（二）波纹管的强度可靠性 303

第四节 故障的产生和预防措施 303

附录一 金属波纹管（JB2388-78） 304

附录二 ○型辅助密封圈尺寸 312

附录三 骨架式橡胶油封的规格 313

附录四 J形无骨架橡胶油封（HG4-338-66） 315

附录五 饱和水蒸气压 316

附录六 国产亚东旋转接头厂的旋转接头型号表示法 317

参考文献 320