一、密封理論
密封的功能是防止泄漏。造成泄漏的原因有兩方面：一是密封面上有間隙；二是密封兩側有壓力差。消除或減小任一因素都可以阻止或減少泄漏。但就一般設備而言，消除間隙是防止泄漏的主要途徑。
1.填料密封機理
填料裝入填料腔內，經壓蓋對其做軸向壓縮，當軸與填料有相對運動時，由于填料的塑性，使其產生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時填料中浸漬的潤滑劑被擠出，在接觸面間形成油膜。由于接觸狀態并不是十分均勻，接觸部位便出現“邊界潤滑”狀態，稱之為“軸承效應”，而未接觸的凹部形成小油槽，有較厚的油膜，接觸部位與非接觸部位組成一道不規則的迷宮，起阻止泄漏的作用，此稱為“迷宮效應”。這就是填料的機理。顯然良好的密封在于維持“軸承效應”和“迷宮效應”，也就是說要維持良好的潤滑和適當的壓緊。若潤滑不良，或壓得過緊都會使油膜中斷，造成填料和軸之間干摩擦，zui后導致燒軸或出現嚴重磨損。
為此，需要經常對填料的壓緊程度進行調整，以便填料中的潤滑劑在運行一段時間后流失，同時補償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛，顯然，這樣經常擠壓填料，zui終將使浸漬劑枯竭，所以定期更換填料是必要的。此外為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量泄漏是必要的。一般轉軸用填料密封允許泄漏量可參照表1。
2.填料尺寸計算
填料尺寸可按下列公式計算：
S＝（D－d）/2＝（1.4～2）d1/2
式中D——填料箱內壁直徑，單位為mm；
d——軸徑，單位為mm。
經上面公式計算后，進行圓整，然后選擇合適的填料。可參照表2。
3.柔性石墨填料
柔性石墨填料是將天然石墨中的雜質去除，通過氧化處理，使石墨層間膨脹，從而得到柔性石墨的母材——膨脹石墨粒子。其膨脹后體積可達到原石墨體積的80～200倍，然后加工成方形填料。為了便于安裝，填料可開方形切口（與軸成45°），相鄰間的切口要錯開。軸的表面粗糙度Ra＝6.3～3.2μm，對于泵軸的密封，低于1.6μm，以免引起填料在工作過程中的過熱磨損，填料的總長度為軸徑的1.0～1.5倍。安裝填料圈應為松動滑動配合，以手感舒適為宜，不宜過緊。在配合面上涂上一層潤滑油。起動前壓蓋不宜壓的太緊，起動后再慢慢調整壓蓋螺栓至“不漏”或“微漏”即可。
4.填料的合理裝填與使用
1）清潔填料內腔，檢查表面是否有劃傷毛刺現象。
2）用百分表檢查軸在密封部位的徑向圓跳動量，其公差應在允許范圍內。
3）填料腔內應涂填料劑或與介質相適應的潤滑劑。
4）對成卷包裝的填料，使用時應先取一根與軸徑同尺寸的木棒，將其纏繞在上面，再用刀切斷，切口可以是平的，但成45°斜面。
5）填料應逐根填裝，不可一次裝填幾根。當填料根數為4～8根時，裝填時應使接口相互錯開90°；兩根填料錯開180°；3～6根錯開120°，以防通過切口泄漏。
6）zui后一根裝完后，應用壓蓋壓緊，但壓力不宜過大。同時轉動主軸，使裝配后的壓緊力趨于拋物線分布。然后略微松動一下壓蓋，裝填即算完畢。
7）進行運轉試驗，以檢查是否達到密封要求和驗證發熱程度。若不能密封，可將填料壓緊一些；若發熱過大，將它放松一些。
8）應經常檢查泄漏情況，如發現泄漏超過允許值時，應及時壓緊調整。
9）軸的磨損、彎曲、偏心是造成泄漏的主要原因。應定期檢查軸承的使用情況，并盡可能將填料裝在軸承不遠處，軸的允許徑向圓跳動量在以下。
10）軟硬不同的填料使用時會有良好的效果，但裝填時硬填料應在深部，軟填料應在壓蓋附近。
11）填料應定期更新。拆裝時應注意不得劃傷填料箱內壁和軸的表面。
12）當填料與填料腔尺寸不符時，嚴禁用錘子把填料敲扁。
二、實際應用
1.事實分析
生產實踐中，經常出現蝶閥軸頭泄漏的情況。無論填料的形式和結構有多大區別，都可以歸結為以下幾點原因：
1）軸及填料箱內腔的表面粗糙度沒有達到圖樣要求。
2）填料本身允許有一定的泄漏量（參照上述密封理論）。
3）填料箱內腔和軸表面所涂潤滑劑不均勻。
4）裝填時敲擊使填料變形。
5）裝填順序有問題，不符合軟填料在壓蓋附近，硬填料在深部的要求。但如果采用艾志廠家所提供的裝填方法，zui外圈填料的作用應為抗磨損作用，那么軟填料應適當的再增加1～2圈。
2.解決方案
根據以上分析的原因，下面提出幾種解決方案，并通過試驗手段驗證*方案。
（1）方案一仍舊采用原來的結構形式，但需要提高關聯件的表面粗糙度，要求將軸及填料箱的表面粗糙度都提高到3.2μm以上，另在理論計算的基礎上，適當增加填料的圈數。填料裝填時，嚴格按照正確的裝填方法進行裝填，如圖1所示。
（2）方案二若方案一不能達到密封，或者很難達到密封，可在填料的zui外層加一合適尺寸的橡膠圈，試驗密封效果，如圖2所示。
（3）方案三采用雙層密封，如圖3所示，并采用圖示裝置進行試驗，圖中填料1可采用普通填料，可以隨時更換，填料2采用填料，裝填好后盡量不更換，并通過計算，選擇合理調整墊片將填料2壓好。
三、結論
蝶形閥門的軸端密封不僅形式取決于密封材料的選擇，更在于它的加工和組裝調整精度。
參考文獻
[1]成大先.機械設計手冊[M].4版.北京：化學工業出版社，2002.
