机械端面密封技术研讨.ppt

1 机械端面密封的发展进程及方向 1.1发展进程 自1885年问世以来，机械密封就随着工业技术和产业的不断发展而进步，其发展进程可用表4—1下来说明。 表4-1 机械端面密封的发展简史 续表1-1 机械端面密封的发展简史 机械密封的目前水平： 单级压力：10-3Pa～35MPa； 使用温度：最高达1000℃；最低可达低温深冷； 机器转速：高达50000r／min； 1.2 机械密封技术的发展方向 机械密封发展到今天，按摩擦副端面的摩擦润滑状态分为：接触式机械密封（包括液体润滑和气体润滑）和非接触式机械密封（包括液膜润滑、气膜润滑和气液混膜润滑等）两大类。 接触式密封：减少泄漏、降低磨损、提高可靠性和工作稳定性、延长使用寿命。 非接触式密封：实现无泄漏（液相零泄漏和汽相零逸出）无污染功能、提高流体膜刚度和工作稳定性、延长使用寿命。 2 机械密封的基本结构、作用原理和特点 2.1 机械密封的基本结构、作用原理 机械密封是一种依靠弹性元件对静、动环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置，（图2-1）故又称端面密封。 构成机械密封的基本元件有：端面密封副（静环1和动环2）、弹性元件（如弹簧4）、辅助密封（如O型圈8、9和10）、传动件（如传动销3和传动螺钉6）、防转件（如防转销11）和紧固件（如弹簧座5、推环13、压盖12、紧定螺钉6与轴套14）。 图4-1 典型机械密封示意图 1-静环，2-动环 3-传动销，4-弹 簧，5-弹簧座， 6-紧定螺钉，7- 传动螺钉，8、 9、10-O形环， 11-防转销，12- 压盖，13-压环， 14-轴套 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ——泄漏点 机械密封基本组成和作用： 1）动环和静环 是机封组成的核心，也是研究的重点。 端面密封性能在很大程度上标志着机封的技术水平，因为其它泄漏渠道的密封（为静密封）是较容易解决的。 2）弹性元件（弹簧、波纹管、隔膜等） 为主要零件的缓冲补偿机构，是机封保证密封可靠性的重要条件。 ①预紧作用：使动静环端面保持贴合； ②减振作用：轴的振动如果不加缓冲地直接传递到密封端面上，那么密封端面就不能始终保持贴和而使泄漏量增加； ③缓冲补偿作用：若给摩擦副施加过大的轴向载荷而导致密封端面严重磨损，若无缓冲补偿机构，势必会造成端面的间隙越来越大，泄漏量增加。故机封都采用弹性元件和辅助密封圈建立缓冲补偿机构，以缓冲振动、磨损给端面带来的不良影响。 3）辅助密封圈（O形、V形、楔形环等异形密封圈） 是解决密封端面以外的微动密封问题中所不可缺少的组成部分，同时也起到浮动和缓冲的作用。 材料要耐热、耐寒并与介质有相容性（橡胶、石棉、膨胀石墨等）。 4）传动件（传动销、传动环、传动座、传动套、传动键、传动凸耳或牙嵌联合器） 将轴的转距传递给动环的作用。 材料耐蚀、耐磨。 5）固紧件（紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套） 起到静、动环的定位、固紧和盛装的作用。 要求： ①定位准确，保证摩擦副密封面处于正确的位置，并且保持良好的弹簧比压； ②拆装方便，容易定位，能重复使用，与辅助密封配合应注意有安装密封环的倒角和环的压弹量。 五个泄漏渠道： 　　 ①、静环与动环的端面之间—Ⅰ：旋转动密封， 主要泄漏通道； ②、静环与密封压盖之间—Ⅱ：静密封； ③、动环与旋转轴（轴套）之间—Ⅲ：往复密封； ④、密封压盖与壳体之间—Ⅳ：静密封； ⑤、轴套与轴之间—Ⅴ：静密封； 2.2 机械密封的基本型式 机械密封的基本型式有： 1）接触式、非接触式和半接触式机封 普通机封大都是接触式机封(h2μm），而可控间隙机封是非接触式密封。半接触式机封通过改变载荷系数可以是接触式也可以是非接触式。 接触式机封是指密封面微凸体接触的机封密封面间隙h=0.5～2μm；非接触式机封是指密封面微凸体不接触的机封，密封面间隙对于流体动压密封h2μm，对流体静压密封h5μm。 接触式机封的摩擦状态为混合摩擦和边界摩擦，而非接触式机封的摩擦状态为流体摩擦、弹性流体动压润滑。 2）内装式和外装式机封 弹簧和动环安装在密封箱内与介质接触的密封为内装式密封（图4-2a）；弹簧和动环在密封箱外不与介质接触的密封为外装式密封（图4-2b）。前者可以利用密封箱内介质压力来密封使用工作条件广泛；后者用于高粘度和易结晶的介质，工作压力较低的场合。 ? 3）内流式和外流式机封 介质泄漏方向与离心力方向相反的密封为内流