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機械密封的工作原理

機械密封主要部件

動環、靜環、冷卻裝置和壓緊彈簧

輔助密封件

密封圈(有O形、X形、U型、楔形、矩形柔性石墨、PTFE包覆橡膠O圈等)。

彈力補償機構

彈簧、推環。

彈簧座及鍵或各種螺釘。

機械密封分類

分為單端面、雙端面;平衡型、非平衡型;任意旋向、固定旋向……


機械密封是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置,也叫端面密封,性能可靠,泄露量小,使用壽命長,功耗低,不用經常維修,且能適應生產過程自動化和高溫、低溫、高壓、真空、高速以及各種強腐蝕性介質、含固體顆粒介質等苛刻工況的密封要求,比如離心泵、離心機、反應釜和壓縮機等設備。

機封靜環與動環接觸的端面間隙,是主要密封面,它決定了機械密封的摩擦、磨損和密封性能的關鍵,同時也決定了機械密封的使用壽命。動環由彈簧加載軸向可以自由移動,以保持與靜環(Seat)接觸。軸向移動性允許對磨損、偏心和軸的熱位移自動補償。O形圈起輔助密封作用,可以起到徑向密封和緩沖作用,使整個密封在徑向不發生剛性接觸。靜止情況下,動環和靜環的研磨端面處于機械接觸,但是當軸旋轉時,復雜的摩擦作用發生在端面和被密封流體之間。

機械密封的大多數主要特性是其控制密封功能、摩擦力、磨損和壽命的自動界面潤滑機理。取決于穿過界面并建立潤滑膜的液體以便密封在實際無接觸(通常是混合磨擦,介于干摩擦和完整液膜之間的潤滑摩擦狀態)條件下運行。在腔體壓力作用下介質穿過密封摩擦副端面;表面張力和離心力在此時影響不大。隨著流體徑向流過端面,流體壓力持續下降直到它達到外部背壓(一般為大氣壓力),此壓力作用類似于流體靜壓于軸承的承載功能。密封承載能力取決于壓差和界面間隙的形狀變化,數學分析比較復雜,當密封旋轉時,端面內的剪切流與端面剩余高度變化相互作用產生流體動壓,該壓力場具有流體動壓于軸承類似的承載功能,并取決于介質粘度、轉速和端面間隙變化。正常條件下,流體動壓流體動壓場和流體靜壓場構成了密封運行時的承載能力,屬于開啟力部分,用于防止密封剛性接觸。


端面摩擦副(靜、動環):要保持摩擦面緊密貼合組成密封面從而防止介質泄露,動環可以軸向移動,自動補償密封面磨損,使之與靜環良好地貼合,靜、動環具有浮動性起緩沖作用。 彈性元件(彈簧、波紋管、隔膜等):主要起預緊、補償及緩沖的作用,也是對密封端面產生合理比壓的一個重要因素,要求始終保持彈性來克服輔助密封傳動件的摩擦以及動環等慣性,保證端面摩擦副良好地貼合和動環的追隨性,材料要求耐腐蝕和疲勞。

輔助密封(O形環、V形環等密封環):要起到靜環和動環的密封作用,同時也起到浮動緩沖作用,要求靜環的輔助密封元件能保證靜環與壓蓋之間的密封性和靜環有浮動性,動環的輔助密封元件能保證動環與軸或軸套之間的密封性和動環的浮動性,材料要求耐熱或耐寒并能與介質相容。 傳動件(傳動銷電動傳動環、傳動座、傳動套、傳動鍵、傳動突耳或牙嵌式連接器):起到將軸的轉矩傳給動環的作用,中間傳動的傳動銷、壓環—傳動環、傳動銷—彈簧座均起傳動作用,材料要耐腐蝕。 緊固件(緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、軸套):要起到靜、動環的定位、緊固和盛裝的作用,要求定位正確,保證摩擦副密封面處于正確的位置并保持良好貼合的彈簧比壓。同時要求拆裝方便、容易就位、能重復利用。與輔助密封配合處,注意安裝密封環的導向側角和壓彈量。特別應注意動環輔助密封件與軸套配合處要求耐腐蝕,可采用硬面復層。

端面摩擦副(靜、動環):要保持摩擦面緊密貼合組成密封面從而防止介質泄露,要求動靜環具有良好的性能,動環可以軸向移動,自動補償密封面磨損,使之與靜環良好地貼合,靜、動環具有浮動性起緩沖作用。 彈性元件(彈簧、波紋管、隔膜等):主要起預緊、補償及緩沖的作用,也是對密封端面產生合理比壓的一個重要因素,要求始終保持彈性來克服輔助密封傳動件的摩擦以及動環等慣性,保證端面摩擦副良好地貼合和動環的追隨性,材料要求耐腐蝕和疲勞。

輔助密封(O形環、V形環等密封環):要起到靜環和動環的密封作用,同時也起到浮動緩沖作用,要求靜環的輔助密封元件能保證靜環與壓蓋之間的密封性和靜環有浮動性,動環的輔助密封元件能保證動環與軸或軸套之間的密封性和動環的浮動性,材料要求耐熱或耐寒并能與介質相容。 傳動件(傳動銷電動傳動環、傳動座、傳動套、傳動鍵、傳動突耳或牙嵌式連接器):起到將軸的轉矩傳給動環的作用,中間傳動的傳動銷、壓環—傳動環、傳動銷—彈簧座均起傳動作用,材料要求耐腐蝕。 緊固件(緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、軸套):要起到靜、動環的定位、緊固和盛裝的作用,要求定位正確,保證摩擦副密封面處于正確的位置并保持良好貼合的彈簧比壓。同時要求拆裝方便、容易就位、能重復利用。與輔助密封配合處,注意安裝密封環的導向側角和壓彈量。特別應注意動環輔助密封件與軸套配合處要求耐腐蝕和磨損,可采用硬面復層。





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