機(jī)械密封基礎(chǔ)知識講課

1、2022-1-111機(jī)械密封機(jī)械密封基礎(chǔ)知識講課基礎(chǔ)知識講課劉劉 星星2022-1-112序序 言言 機(jī)械密封廣泛用于石油、化工、冶金、煤炭、食品、醫(yī)療、電力、紡織、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。 機(jī)械密封具有性能好、使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠等特點(diǎn)，是現(xiàn)代企業(yè)流體輸送機(jī)械應(yīng)用最廣、最有前途的密封形式，對于減少環(huán)境污染、節(jié)約能源具有重大意義。 2022-1-113一、機(jī)械密封原理一、機(jī)械密封原理二、機(jī)械密封的基本零件二、機(jī)械密封的基本零件三、機(jī)械密封用材料三、機(jī)械密封用材料四、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)四、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)五、機(jī)械密封性能的影響因素五、機(jī)械密封性能的影響因素六、機(jī)械密封安裝和故障分析六、機(jī)械密封安裝和故障分

2、析2022-1-114一、機(jī)械密封原理一、機(jī)械密封原理（一）定義（一）定義（圖圖1-1）2022-1-115 機(jī)械密封是一種用于機(jī)械密封是一種用于旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械的軸封裝置。的軸封裝置。（用于離心泵、離心機(jī)、反應(yīng)釜、壓縮機(jī)等設(shè)備，軸和設(shè)備腔體間存在一個圓周間隙，設(shè)備介質(zhì)從中泄漏，因此必須設(shè)一道阻漏裝置。因機(jī)械密封具有泄漏少、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，成為了主要的軸密封方式，又叫端面密封。） 在國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的定義：由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面組成，在線的端面組成，在流體壓力流體壓力及及補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力( (或磁力或磁力) )共同作用下共同作用下，以及以及輔助密封圈輔

3、助密封圈的配合下的配合下， 該對端面保持該對端面保持貼合并相對滑動，而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。貼合并相對滑動，而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。 2022-1-1161、 密封端面密封端面：動環(huán)、靜環(huán)摩擦副2、 緩沖補(bǔ)償機(jī)構(gòu)緩沖補(bǔ)償機(jī)構(gòu)：由彈性元件（圓柱彈簧、圓錐彈簧、波片彈簧、波紋管等）構(gòu)成。3、 輔助密封圈輔助密封圈：包括動環(huán)密封圈、靜環(huán)密封圈等，有各種形式：如O型圈、V型圈、楔形圈等 （二）組成（二）組成2022-1-117 1、 4個密封點(diǎn)（亦稱個密封點(diǎn)（亦稱4個泄漏點(diǎn)，個泄漏點(diǎn)，如圖如圖1-1）泄漏點(diǎn)泄漏點(diǎn)1端面相對旋轉(zhuǎn)的密封點(diǎn)端面相對旋轉(zhuǎn)的密封點(diǎn)（動密封點(diǎn)動密封點(diǎn),兩個摩擦副之間兩個摩

4、擦副之間有相對轉(zhuǎn)動）有相對轉(zhuǎn)動）泄漏點(diǎn)泄漏點(diǎn)2 動環(huán)與軸或軸套之間的密封點(diǎn)動環(huán)與軸或軸套之間的密封點(diǎn)（靜密封點(diǎn)靜密封點(diǎn)，密封圈，密封圈與軸或軸套之間有微動）與軸或軸套之間有微動）泄漏點(diǎn)泄漏點(diǎn)3 靜環(huán)與壓蓋端面之間的密封點(diǎn)靜環(huán)與壓蓋端面之間的密封點(diǎn)（靜密封點(diǎn)靜密封點(diǎn)，密封圈，密封圈與相配合件之間相對靜止）與相配合件之間相對靜止）泄漏點(diǎn)泄漏點(diǎn)4 壓蓋與泵殼或其它設(shè)備之間的密封點(diǎn)壓蓋與泵殼或其它設(shè)備之間的密封點(diǎn)（靜密封點(diǎn)靜密封點(diǎn)，密封圈與相配合件之間相對靜止）密封圈與相配合件之間相對靜止）（三）密封機(jī)理（三）密封機(jī)理2022-1-1182、 原理原理 通過一系列零件將通過一系列零件將軸向密封軸向密封

5、轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為徑向密封徑向密封，在，在彈簧彈簧和和介質(zhì)壓力介質(zhì)壓力共同作用共同作用下，對由于設(shè)備運(yùn)行所造成的軸向磨損可下，對由于設(shè)備運(yùn)行所造成的軸向磨損可以及時補(bǔ)償，使垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的密封面以及時補(bǔ)償，使垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的密封面始終保持貼合。始終保持貼合。由于機(jī)械密封（軸向密封）在運(yùn)行中可以對軸向磨損進(jìn)行補(bǔ)償，而填料密封（徑向密封）不能對徑向磨損進(jìn)行補(bǔ)償，故機(jī)械密封比填料密封壽命長。 2022-1-119 通過沖洗、冷卻、過濾、分離沖洗、冷卻、過濾、分離等方式進(jìn)行冷卻冷卻和潤滑潤滑，從而改善密封的工作環(huán)境，減少密封的泄漏量，延長使用壽命。應(yīng)當(dāng)把它看作機(jī)械密封的組成部分。 （四）輔助設(shè)施（四）輔助設(shè)

6、施2022-1-11101、 按使用條件使用條件分類（1）高速密封和普通密封）高速密封和普通密封（2）高壓和低壓密封）高壓和低壓密封（3）高溫、常溫和低溫密封）高溫、常溫和低溫密封（4）泵用、釜用和壓縮機(jī)用密封）泵用、釜用和壓縮機(jī)用密封（5）耐腐蝕、抗顆粒機(jī)械密封）耐腐蝕、抗顆粒機(jī)械密封2、通常按結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分類 1) 旋轉(zhuǎn)式、靜止式密封旋轉(zhuǎn)式、靜止式密封 2) 內(nèi)裝式、外裝式密封內(nèi)裝式、外裝式密封 3) 內(nèi)流式、外流式密封內(nèi)流式、外流式密封 4) 單彈簧、多彈簧密封單彈簧、多彈簧密封（五）機(jī)械密封的種類（五）機(jī)械密封的種類2022-1-1111按補(bǔ)償機(jī)構(gòu)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)是否隨軸旋轉(zhuǎn)隨軸旋轉(zhuǎn)分為：（1）旋

7、轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式：補(bǔ)償機(jī)構(gòu)（彈性元件）隨軸旋轉(zhuǎn)。補(bǔ)償機(jī)構(gòu)（彈性元件）隨軸旋轉(zhuǎn)。（由于安裝方便，普通密封大多采用，但易產(chǎn)生不 平衡，而且消耗攪拌功率，所以不能用于高速）（2）靜止式靜止式：補(bǔ)償機(jī)構(gòu)（彈性元件）不隨軸旋轉(zhuǎn)。補(bǔ)償機(jī)構(gòu)（彈性元件）不隨軸旋轉(zhuǎn)。 （用于高速） （六）旋轉(zhuǎn)式和靜止式機(jī)械密封（六）旋轉(zhuǎn)式和靜止式機(jī)械密封（圖1-2） 2022-1-1112（七）內(nèi)裝式和外裝式機(jī)械密封（圖（七）內(nèi)裝式和外裝式機(jī)械密封（圖1-3）（1）內(nèi)裝式內(nèi)裝式：靜環(huán)裝在壓蓋內(nèi)側(cè)，靜環(huán)端面面向工作腔。靜環(huán)裝在壓蓋內(nèi)側(cè)，靜環(huán)端面面向工作腔。 （用于溫度、壓力較高，腐蝕性不強(qiáng)的場合）（2）外裝式外裝式：靜環(huán)裝在壓蓋外側(cè)，

8、靜環(huán)端面背向工作腔。靜環(huán)裝在壓蓋外側(cè)，靜環(huán)端面背向工作腔。 （用于低壓、腐蝕性強(qiáng)的場合） 2022-1-11142022-1-1115（一般和內(nèi)裝式、外裝式一致） （1）內(nèi)流式：內(nèi)流式：泄漏方向朝向軸心。（一（一般密封都采用這種結(jié)構(gòu)）般密封都采用這種結(jié)構(gòu)） （2）外流式：外流式：泄漏方向朝向離心力方向。（泄漏量大，只有在壓力、溫度都不高的腐蝕性介質(zhì)中用） （八）內(nèi)流式和外流式機(jī)械密封（八）內(nèi)流式和外流式機(jī)械密封2022-1-1116（1）多彈簧多彈簧：（又叫小彈簧，軸向尺寸小，軸向彈力均（又叫小彈簧，軸向尺寸小，軸向彈力均 勻）宜用于高速，不宜用于腐蝕性介質(zhì)。勻）宜用于高速，不宜用于腐蝕性介質(zhì)

9、。（2）單彈簧）單彈簧：（又叫大彈簧，軸向尺寸大，軸向彈力不（又叫大彈簧，軸向尺寸大，軸向彈力不 均勻）不宜用于高轉(zhuǎn)速的場合。均勻）不宜用于高轉(zhuǎn)速的場合。 （九）多彈簧和單彈簧機(jī)械密封（九）多彈簧和單彈簧機(jī)械密封2022-1-1117（1）平衡型：平衡型：密封流體作用在密封端面上的壓力部分卸荷或全部卸荷 載荷系數(shù)K1.0 （用于高壓場合）（2）非平衡型：非平衡型：密封流體作用在密封端面的壓力不卸荷 載荷系數(shù)K1.0 （用于普通壓力場合） （十）平衡型和非平衡型機(jī)械密封（十）平衡型和非平衡型機(jī)械密封 2022-1-1118（1）磁力磁力：系統(tǒng)壓力較低時用系統(tǒng)壓力較低時用（2）波片彈簧、錐形彈簧、

10、螺旋圓柱大彈簧、小彈簧波片彈簧、錐形彈簧、螺旋圓柱大彈簧、小彈簧 （3）橡膠波紋管、聚四氟乙烯波紋管、金屬波紋管橡膠波紋管、聚四氟乙烯波紋管、金屬波紋管 （十一）補(bǔ)償機(jī)構(gòu)形式（十一）補(bǔ)償機(jī)構(gòu)形式2022-1-1119 兩套密封面對面或背對背安裝在一起。 用于工作介質(zhì)有毒、易燃、易爆、易揮發(fā)、易結(jié)晶、高溫、低溫，或氣體、高真空度等場合。 兩套密封之間形成一個密封腔密封腔，在密封腔中引入密封密封液液：堵封、潤滑、冷卻堵封、潤滑、冷卻，選選潔凈、潤滑性好潔凈、潤滑性好的密封液介質(zhì)。的密封液介質(zhì)。 （十二）雙端面機(jī)械密封（圖（十二）雙端面機(jī)械密封（圖1-4）2022-1-11201-彈簧盒組件；2-軸

11、套；3-動環(huán)；4-泵端蓋；5-靜環(huán)；6-靜環(huán)座；7-壓蓋；8-傳動環(huán)； 9-轉(zhuǎn)動圈；10-泵軸；11-靜環(huán)；12-動環(huán)；13-彈簧；14-泵送環(huán)；15-O形圈兩套密封沿同一方向布置，密封腔壓力逐級降低用于高壓場合。 （十三）串聯(lián)式機(jī)械密封（十三）串聯(lián)式機(jī)械密封（圖1-5） 串聯(lián)密封串聯(lián)密封由由機(jī)械密封本身機(jī)械密封本身和和機(jī)械密封系統(tǒng)機(jī)械密封系統(tǒng)兩端部分組成。對于機(jī)械密封本身，我們用兩端部分組成。對于機(jī)械密封本身，我們用的是兩級密封集裝在一起的的是兩級密封集裝在一起的串聯(lián)密封串聯(lián)密封。其中。其中一級密封（介質(zhì)側(cè)）是一級密封（介質(zhì)側(cè)）是內(nèi)密封內(nèi)密封，二級密封（，二級密封（大氣側(cè)）是大氣側(cè)）是外密封

12、外密封，起安全環(huán)保作用。，起安全環(huán)保作用。 當(dāng)一級密封發(fā)生泄漏后，由于二級密封的作用，從一級密封泄漏的介質(zhì)仍然不能泄漏到大氣中去，二級密封保護(hù)了周圍環(huán)境不受密封泄漏液的影響，增加了裝置和人身安全。從一級密封泄漏的介質(zhì)，通過密封系統(tǒng)貯油罐上的管道放入氣柜回收或放入火炬燃燒，不對現(xiàn)場排放。 2022-1-1122 （十四）集裝式機(jī)械密封（圖（十四）集裝式機(jī)械密封（圖1-6）集裝式機(jī)械密封集裝式機(jī)械密封是把是把動環(huán)、靜環(huán)、彈簧、輔助密封圈、動環(huán)、靜環(huán)、彈簧、輔助密封圈、軸套、壓蓋、靜密封墊圈軸套、壓蓋、靜密封墊圈等等7個主要零件組合成一起的個主要零件組合成一起的一個集合體，也可稱一個集合體，也可稱集

13、裝式機(jī)封集裝式機(jī)封有時也稱有時也稱卡式密封卡式密封。 集裝式機(jī)械密封一般都是平衡型機(jī)封，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是全部零件組合為一體，彈簧不與物料接觸，平衡型、內(nèi)流、定位塊可以調(diào)節(jié)彈簧壓縮量?？紤]到當(dāng)動靜環(huán)磨損時可以更容易補(bǔ)償，設(shè)計(jì)有動環(huán)密封圈。 集裝式機(jī)械密封因已組裝成一個集合體因此在機(jī)體上安裝更加方便。安裝時只需固定壓蓋、軸套，取下定位擋塊即可。（一般擋塊厚度為彈簧壓縮量，從外部易于觀測） 安裝方便，快捷，密封可靠，排除了安裝不良的影響。深受國內(nèi)外用戶的歡迎，是國內(nèi)今后機(jī)械密封發(fā)展的方向。 1、3、12-O型密封圈2一軸套4一動環(huán)座5 彈簧6一密封墊7一壓蓋8、17一定位螺釘 9一定位塊 1O一動環(huán) 1

14、1一靜環(huán) 13一防轉(zhuǎn)銷14一同定環(huán) l5一傳動銷 16、17一緊定螺釘 （十五）波紋管機(jī)械密封（十五）波紋管機(jī)械密封 去掉了去掉了補(bǔ)償環(huán)密封圈補(bǔ)償環(huán)密封圈及其及其摩擦阻力，補(bǔ)償環(huán)密封圈摩擦阻力，補(bǔ)償環(huán)密封圈改改至至彈簧座處，補(bǔ)償環(huán)追隨性提高，彈簧座處，補(bǔ)償環(huán)追隨性提高，而且避免了補(bǔ)償環(huán)密封而且避免了補(bǔ)償環(huán)密封圈因圈因軸串、振動軸串、振動所產(chǎn)生的磨損。所產(chǎn)生的磨損。 金屬波紋管用于高溫介質(zhì)，聚四氟乙烯波紋管用于腐蝕性介質(zhì)。 波紋管機(jī)械密封的優(yōu)點(diǎn)： 波紋管機(jī)械密封原理與彈簧式機(jī)械密封原理基本相同。 所不同的是，波紋管機(jī)械密封比彈簧式機(jī)械密封有波紋管機(jī)械密封比彈簧式機(jī)械密封有更突出的優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)為：更

15、突出的優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)為： 結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，適應(yīng)性強(qiáng)，靜止環(huán)具有浮動性；結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，適應(yīng)性強(qiáng)，靜止環(huán)具有浮動性； 可以更好的防止抽空；可以更好的防止抽空； 旋轉(zhuǎn)環(huán)易于更換、修復(fù)；旋轉(zhuǎn)環(huán)易于更換、修復(fù)； 結(jié)構(gòu)緊湊，抗震力強(qiáng)，承受作用力均勻，穩(wěn)定性好；結(jié)構(gòu)緊湊，抗震力強(qiáng)，承受作用力均勻，穩(wěn)定性好； 旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜止環(huán)法蘭連接、動泄漏點(diǎn)少。旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜止環(huán)法蘭連接、動泄漏點(diǎn)少。 2022-1-1127二、機(jī)械密封的基本零件二、機(jī)械密封的基本零件（一）對摩擦副密封環(huán)的要求（一）對摩擦副密封環(huán)的要求 摩擦副密封環(huán)是機(jī)械密封的主要元件，它在很大程度上決定了機(jī)械密封的性能和壽命。因此，對它有一些基本因此，對

16、它有一些基本要求。要求。 （1）足夠的強(qiáng)度和剛度足夠的強(qiáng)度和剛度 保證在工作條件（如壓力，溫度，滑動速度等）下不損壞，變形小，工作條件波動時影響小。 （2）端面有足夠的硬度、耐腐蝕性能確保使用壽命。端面有足夠的硬度、耐腐蝕性能確保使用壽命。2022-1-1128 （3）耐熱沖擊力耐熱沖擊力 高的導(dǎo)熱系數(shù)，低的線膨脹系數(shù)。 （4）較小的摩擦系數(shù)，良好的自潤滑性，材料與介質(zhì)有較小的摩擦系數(shù)，良好的自潤滑性，材料與介質(zhì)有 很好的浸潤性，短時間干摩擦，不損傷端面。很好的浸潤性，短時間干摩擦，不損傷端面。 （5）易加工，材料成本低易加工，材料成本低2022-1-1129（1）一般選擇一軟一硬的材料配對，

17、軟環(huán)作窄環(huán)，只有介質(zhì)含固體顆粒、易結(jié)晶、粘度高時才選用硬對硬。（2）盡量采用內(nèi)裝、內(nèi)流式結(jié)構(gòu)，防止機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入密封 端面，減少泄漏量。（3）選導(dǎo)熱性良好材料作動環(huán)。 以利散熱，降低端面溫度。（4）環(huán)的壁厚不可太薄，以保證整體強(qiáng)度、剛度，也利散 熱（導(dǎo)熱欠佳的材料，可薄一些）。（5）動環(huán)和軸（軸套）間隙A11（0.40.6）以利補(bǔ)償。 靜環(huán)和軸（軸套）間隙13mm以免摩擦 。（二）摩擦副匹配要考慮的因素（二）摩擦副匹配要考慮的因素2022-1-1130（）密封端面平面度偏差不大于0.9um ，金屬材料密封端面粗糙度0.2um，非金屬材料端面粗糙度0.4um，表面不應(yīng)有裂紋、劃傷、氣孔、疏松等缺陷

18、。（）密封環(huán)端面與安裝輔助密封圈處的平行度、垂直度按 的級精度要求。（）安裝輔助密封圈處粗糙度：3.2um，徑向尺寸公差或。（4）彈簧內(nèi)徑、外徑、自由高度、工作壓力、彈簧中心線與端面垂直度等公差值，均按國家有關(guān)彈簧的一級精度標(biāo)準(zhǔn)要求。對于多彈簧式機(jī)械密封，同一套機(jī)封各彈簧之間的自由高度差不大于0.5mm。 上述要求是對普通機(jī)械密封而言，對轉(zhuǎn)速較低的釜用 機(jī)械密封可適當(dāng)放寬標(biāo)準(zhǔn)，對高速機(jī)封要求更高。 （三）密封環(huán)的主要技術(shù)要求（三）密封環(huán)的主要技術(shù)要求2022-1-1131非補(bǔ)償動環(huán)（只旋轉(zhuǎn)，不能補(bǔ)償，其后無彈性元件。)補(bǔ)償動環(huán)（既旋轉(zhuǎn)，又作軸向補(bǔ)償，其后有彈性元件。)（1）輔助密封圈受軸向力，

19、軸向、徑向都起密封作用，這 種密封方式較為可靠。（2）波紋管：無作軸向補(bǔ)償?shù)妮o助密封圈，因此，浮動波紋管：無作軸向補(bǔ)償?shù)妮o助密封圈，因此，浮動 性好，密封圈不易失效。性好，密封圈不易失效。 （四）動環(huán)（旋轉(zhuǎn)環(huán)）（四）動環(huán)（旋轉(zhuǎn)環(huán)） 2022-1-1132 非補(bǔ)償靜環(huán)（不旋轉(zhuǎn)不補(bǔ)償）：主要有三種安裝方式：非補(bǔ)償靜環(huán)（不旋轉(zhuǎn)不補(bǔ)償）：主要有三種安裝方式：浮裝式、托裝式、夾固式。浮裝式、托裝式、夾固式。 補(bǔ)償靜環(huán)（不旋轉(zhuǎn)只補(bǔ)償）：其輔助密封圈情況和補(bǔ)償動環(huán)基本一致。 （五）靜環(huán)（五）靜環(huán)(不旋轉(zhuǎn)不旋轉(zhuǎn))2022-1-1133整體式整體式（用同一種材料制造用同一種材料制造）、組合式（如鑲嵌）、組合式（

20、如鑲嵌） 1）整體式密封環(huán)）整體式密封環(huán)各個部位性能均勻一致，最常用的有：石墨、SiC、鈷基硬質(zhì)合金、鎳基硬質(zhì)合金、陶瓷等。2）組合式）組合式整體環(huán)價格高，加工困難，因此出現(xiàn)組合式密封環(huán)。組合式包括：組合式包括： （1）熱裝式熱裝式它是靠它是靠硬質(zhì)合金環(huán)和和環(huán)座之間的之間的過盈配合來傳來傳遞扭矩并實(shí)現(xiàn)密封，是目前應(yīng)用最多的一種密封環(huán)。遞扭矩并實(shí)現(xiàn)密封，是目前應(yīng)用最多的一種密封環(huán)。 （2）帶密封圈式（無組合應(yīng)力、無應(yīng)力變形；開槽、打孔麻煩，多一泄漏點(diǎn)） （六）密封環(huán)的種類（六）密封環(huán)的種類2022-1-1134優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)異，價格較低，運(yùn)用較多。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)異，價格較低，運(yùn)用

21、較多。缺點(diǎn)：（缺點(diǎn)：（）因過盈接觸不均勻，而產(chǎn)生機(jī)械變形。）因過盈接觸不均勻，而產(chǎn)生機(jī)械變形。 （）兩種材料線膨脹系數(shù)不一致，當(dāng)溫度變化）兩種材料線膨脹系數(shù)不一致，當(dāng)溫度變化 時，過盈量變化，會產(chǎn)生應(yīng)力變形。時，過盈量變化，會產(chǎn)生應(yīng)力變形。 a 熱裝式密封環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)熱裝式密封環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)2022-1-1135（1）材料要求：）材料要求：（a）在工作溫度下耐介質(zhì)腐蝕在工作溫度下耐介質(zhì)腐蝕（b）足夠的彈性足夠的彈性（c）有一定強(qiáng)度有一定強(qiáng)度(柔性石墨因強(qiáng)度差，使用場合受到限制柔性石墨因強(qiáng)度差，使用場合受到限制)（d）耐磨耐磨（e）易加工、價格低易加工、價格低（2）種類 按材料分：合成橡膠、聚四氟乙烯

22、、柔性石墨等； 按截面形狀分：矩形、V形、楔形、包四氟形等； （七）輔助密封圈（七）輔助密封圈2022-1-1136 把軸或軸套的運(yùn)動方式(旋轉(zhuǎn))傳遞給動環(huán)，一般是通過鍵、緊定螺釘、傳動螺釘、銷、R槽、撥叉、彈簧、波紋管等的組合來傳遞運(yùn)動。傳遞類型：傳遞類型：（1）緊定螺釘（頂絲）傳動緊定螺釘（頂絲）傳動：在軸表面劃凹坑，否則易打 滑失效，特別當(dāng)直徑較大和溫度較高時。（2）鍵臺階傳動鍵臺階傳動（3）撥叉?zhèn)鲃訐懿鎮(zhèn)鲃樱ㄒ贿呴_槽一邊伸爪）（4）并圈彈簧傳動并圈彈簧傳動（彈簧旋向必須和軸旋向一致）（八）傳動機(jī)構(gòu)的作用（八）傳動機(jī)構(gòu)的作用2022-1-1137（5）銷釘傳動銷釘傳動（6）凸耳傳動凸耳傳

23、動（7）勾圈彈簧傳動勾圈彈簧傳動（8）波紋管傳動波紋管傳動（9）螺帽固定螺帽固定2022-1-1138（1）浮裝式）浮裝式（可以在軸向、徑向設(shè)計(jì)防轉(zhuǎn)銷）（2）托裝式）托裝式(一般小扭矩可不用銷，要注意端面垂直度)（3）夾固式）夾固式(浮動性差，注意端面垂直度)（4）防抽空）防抽空(前加卡環(huán)) （九九）靜環(huán)防轉(zhuǎn)方式靜環(huán)防轉(zhuǎn)方式 2022-1-1139螺旋壓縮彈簧錐形彈簧：軸向尺寸較小碟形彈簧：軸向尺寸小波片彈簧：軸向尺寸小并圈彈簧、帶勾彈簧：雙功能(彈力、傳動)波紋管：三功能波紋管：三功能(彈力、傳動、密封彈力、傳動、密封) （十十）機(jī)械密封的彈性元件機(jī)械密封的彈性元件2022-1-1140橡膠

24、波紋管：用于中性介質(zhì)：水、油，壓力、溫度都不高 的場合；聚四氟乙烯波紋管：用于腐蝕性介質(zhì)，酸、堿；金屬波紋管：用于高溫、高速(追隨性好)。 (十一十一)波紋管種類波紋管種類2022-1-1141三、機(jī)械密封用材料三、機(jī)械密封用材料（一）摩擦副材料要求（一）摩擦副材料要求 摩擦副是機(jī)械密封的主要零件，其性能好壞在很大程度上決定密封性能，因此對材料有一定的要求：（1）耐蝕性）耐蝕性：有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能抵抗介質(zhì)的腐蝕、磨蝕、溶解和溶脹。（2）物理機(jī)械性能）物理機(jī)械性能：較高的彈性模量、強(qiáng)度及許用PV值，低的摩擦系數(shù)和線膨脹系數(shù)，優(yōu)良的耐磨性、自潤滑性以及良好的不滲透性等。（3）熱力性能）熱力性能

25、：很好的導(dǎo)熱性、耐熱性、耐寒性和耐溫度的急變性。（4）材料來源方便，易加工，成本低廉。）材料來源方便，易加工，成本低廉。 2022-1-11421、 鑄鐵類（1）普通灰口鑄鐵（HT200、HT250）：耐磨性、導(dǎo)熱性優(yōu)于堆焊硬質(zhì)合金；耐蝕性差，只能用于中性介質(zhì)和PV值不高的場合。（2）球墨鑄鐵（QT600-3、QT700-2：）耐磨性、導(dǎo)熱性優(yōu)于堆焊硬質(zhì)合金；耐蝕性差，只能用于中性介質(zhì)和PV值不高的場合。（3）高硅耐蝕鑄鐵：表面有SiO2保護(hù)膜，是優(yōu)良耐酸材料。耐各種濃度H2SO4、HNO3、有機(jī)酸、酸性鹽，不耐強(qiáng)堿、鹽酸、氫氟酸、FeCl3熱溶液。（4）高鎳鑄鐵Ni-Resist：（同上）

26、（二）作摩擦副的金屬材料（二）作摩擦副的金屬材料 2022-1-11432、 合金鋼（用于弱腐蝕介質(zhì)）3、 銅合金 青銅SQSn6-6-3、SQSn10-1：具有良好的導(dǎo)熱性、耐磨性、加工性、對硬質(zhì)材料的相溶性，但質(zhì)軟，耐腐蝕性差。適用于油、鹽類、醇、脂肪酸、海水中介質(zhì)。不適用于乙烯、芳烴等介質(zhì)。 2022-1-11441、良好的彈性，硬度合適且壓縮永久變形小。、良好的彈性，硬度合適且壓縮永久變形小。2、耐高低溫的老化性能好。、耐高低溫的老化性能好。3、耐介質(zhì)腐蝕、溶解、熔脹、溶縮、硬化。、耐介質(zhì)腐蝕、溶解、熔脹、溶縮、硬化。4、較小的摩擦系數(shù)，耐磨耗，有一定的抗撕裂強(qiáng)度。、較小的摩擦系數(shù)，耐

27、磨耗，有一定的抗撕裂強(qiáng)度。5、來源方便，成本低廉。、來源方便，成本低廉。 （三）輔助密封圈材料要求（三）輔助密封圈材料要求 2022-1-11451、彈簧材料 要有足夠的強(qiáng)度，耐介質(zhì)腐蝕，在工作溫度下長期使用剛度不衰減或衰減很少。一般根據(jù)腐蝕手冊選取。（四）彈性元件材料（四）彈性元件材料2022-1-1146四、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)四、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)（一）為什么機(jī)械密封要采用輔助系統(tǒng)（一）為什么機(jī)械密封要采用輔助系統(tǒng)1、機(jī)封工作條件的苛刻性 在流體機(jī)械中（如泵、壓縮機(jī)、攪拌釜、離心機(jī)等），工作條件最苛刻的部件要算機(jī)械密封。工作條件最苛刻的部件要算機(jī)械密封。（1）像推力軸承那樣承受軸向力像推力軸承

28、那樣承受軸向力（2）像散熱器那樣把產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出像散熱器那樣把產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出（3）在高溫高壓易腐蝕情況下，靜密封已經(jīng)很困難，還要在高溫高壓易腐蝕情況下，靜密封已經(jīng)很困難，還要在高速旋轉(zhuǎn)中，在幾毫米寬的密封面上實(shí)現(xiàn)動密封就更加在高速旋轉(zhuǎn)中，在幾毫米寬的密封面上實(shí)現(xiàn)動密封就更加困難。困難。 2022-1-1147 2、輔助系統(tǒng)可以改善密封工作環(huán)境、輔助系統(tǒng)可以改善密封工作環(huán)境（1）無輔助系統(tǒng)，就只能改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)，提高材質(zhì)。）無輔助系統(tǒng)，就只能改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)，提高材質(zhì)。 （代價高，不能從根本上解決問題。）（2）實(shí)際工作中，不用任何輔助設(shè)施的機(jī)械密封幾乎沒）實(shí)際工作中，不用任何輔助設(shè)施的機(jī)械密封幾乎沒有

29、。有。如高壓使用的串聯(lián)機(jī)械密封、高溫泵機(jī)械密封都必須采用相應(yīng)輔助設(shè)施。（3）（通過輔助系統(tǒng)）苛刻工況變?yōu)槊芊饪山邮芄r。）（通過輔助系統(tǒng)）苛刻工況變?yōu)槊芊饪山邮芄r。 （機(jī)械密封效果大大提高，使用范圍更加廣泛，對 密封本身材料要求降低，機(jī)械密封成本下降。）2022-1-11483、機(jī)械密封端面摩擦熱（會導(dǎo)致端面溫度升高），得以控制，端面摩擦熱過高有下列危害：端面摩擦熱過高有下列危害：（1）液膜汽化磨損加劇密封失效；）液膜汽化磨損加劇密封失效；（2）端面熱變形加大泄漏和磨損；）端面熱變形加大泄漏和磨損；（3）加劇腐蝕；）加劇腐蝕；（4）輔助密封圈老化變質(zhì)從而失效；）輔助密封圈老化變質(zhì)從而失效；（

30、5）石墨浸漬物碳化或熔化而產(chǎn)生泄漏。石墨浸漬物碳化或熔化而產(chǎn)生泄漏。 所以端面溫升是機(jī)械密封的大敵。2022-1-11494、機(jī)械密封采用輔助系統(tǒng)的目的、機(jī)械密封采用輔助系統(tǒng)的目的（1）減小溫升，保持端面良好潤滑）減小溫升，保持端面良好潤滑（使機(jī)械密封各零件良好、正常地工作）。（2）（在易汽化介質(zhì)中）保持密封腔壓力高于飽和蒸）（在易汽化介質(zhì)中）保持密封腔壓力高于飽和蒸氣壓，使之不汽化。氣壓，使之不汽化。（3）在低溫泵中保溫和供熱。）在低溫泵中保溫和供熱。（4）對于有固體顆粒出現(xiàn)的結(jié)晶和強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的密封，）對于有固體顆粒出現(xiàn)的結(jié)晶和強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的密封，能保持密封不受損壞。能保持密封不受損壞。202

31、2-1-1150（5）較好工況下，采用輔助系統(tǒng)，會提高密封穩(wěn)定性較好工況下，采用輔助系統(tǒng)，會提高密封穩(wěn)定性和使用壽命。和使用壽命。（有的密封工作溫度、壓力、轉(zhuǎn)速不太高。不用輔助系統(tǒng)也可以工作。）（6）輔助系統(tǒng)屬于機(jī)械密封的組成部分。輔助系統(tǒng)屬于機(jī)械密封的組成部分。（根據(jù)不同工況采用不同的輔助系統(tǒng)。國際上通用的美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)（離心泵API682）對此都作了具體規(guī)定）2022-1-11511、定義、定義 為改善密封工作環(huán)境，采用許多元件和設(shè)施組成一個為改善密封工作環(huán)境，采用許多元件和設(shè)施組成一個系統(tǒng)，通過系統(tǒng)，通過沖洗、冷卻、過濾、分離和保溫沖洗、冷卻、過濾、分離和保溫的方式，實(shí)現(xiàn)的方式，實(shí)現(xiàn)對

32、密封的對密封的潤滑、冷卻或調(diào)溫、沖洗、凈化，稀釋和沖掉潤滑、冷卻或調(diào)溫、沖洗、凈化，稀釋和沖掉泄泄漏介質(zhì)，改善密封的工作環(huán)境。漏介質(zhì)，改善密封的工作環(huán)境。這種用來改善機(jī)械密封工作條件的輔助設(shè)施被稱為機(jī)械密封的輔助系統(tǒng)。它由它由許多元件許多元件組成，包括組成，包括過濾器、旋液分離器、限流孔板、過濾器、旋液分離器、限流孔板、冷卻器、壓力罐、增壓罐、各種監(jiān)測儀表、管路、管件冷卻器、壓力罐、增壓罐、各種監(jiān)測儀表、管路、管件等組等組成。成。實(shí)際工作中可用一種或幾種，根據(jù)工作條件而定。（二）什么是輔助系統(tǒng)（二）什么是輔助系統(tǒng)2022-1-11522、輔助系統(tǒng)的主要功能、輔助系統(tǒng)的主要功能（1）主要作用是沖

33、洗）主要作用是沖洗 將沖洗流體注入到密封腔中，完成潤滑、冷卻、凈化等功能，將不利的環(huán)境改變?yōu)槊芊饽芙邮艿沫h(huán)境。沖洗的種類很多，按沖洗方式?jīng)_洗方式和沖洗流體沖洗流體的不同可分為三種：三種：1）自沖洗（或介質(zhì)沖洗）自沖洗（或介質(zhì)沖洗） 依靠泵本身產(chǎn)生的壓差（或密封腔內(nèi)的泵送裝置產(chǎn)生 的壓差）使密封介質(zhì)通過密封腔形成閉合回路，介質(zhì) 在當(dāng)中循環(huán)實(shí)現(xiàn)沖洗。2）循環(huán)沖洗）循環(huán)沖洗 通過產(chǎn)生壓差的設(shè)施（泵送環(huán)、外加油站、熱虹吸） 使外加封液進(jìn)行循環(huán)，達(dá)到?jīng)_洗的目的。 2022-1-11533）注入式?jīng)_洗）注入式?jīng)_洗 被密封介質(zhì)不宜作沖洗流體時，從外部注入另一種液 體到密封腔內(nèi)，改善密封工作條件。（2）溫度調(diào)

34、節(jié)（冷卻、保溫）溫度調(diào)節(jié)（冷卻、保溫） 用溫度適當(dāng)?shù)牧黧w，對密封腔、靜環(huán)及其他零部件進(jìn)行冷卻或保溫（或加熱），以提高密封穩(wěn)定性，延長使用壽命。（這些設(shè)施不與被密封流體接觸（或混和），沖洗也具有冷卻作用。）（3）過濾和分離）過濾和分離 在沖洗管路中，用過濾器和旋液分離器將沖洗液中雜質(zhì)濾掉，以保證密封面不受損傷。 2022-1-11541、按壓差種類分：（1）利用泵本身壓差實(shí)現(xiàn)的沖洗（2）利用密封腔中的升壓裝置（小葉輪、漩渦葉輪和泵 送螺旋等）使密封流體循環(huán)。（三）自沖洗的形式（三）自沖洗的形式 2022-1-1155（1）正向沖洗）正向沖洗：從泵出口經(jīng)限流孔板到密封腔中。（2）反向沖洗）反向沖洗

35、：從密封腔經(jīng)節(jié)流孔板到泵入口。2、按密封流體的流動方向分：、按密封流體的流動方向分：2022-1-1156（3）（對雙支承泵采用）兩向沖洗（對雙支承泵采用）兩向沖洗（圖5-14）：出口端密封腔壓力高于入口端，將兩端密封腔用管線連接起來。對出口端是反向沖洗，對入口端是正向沖洗，故稱為兩向沖洗。 （4）貫穿沖洗）貫穿沖洗（圖5-15）：沖洗液從泵出口經(jīng)孔板引入密封腔中，沖洗后流向泵入口。這種方式多用在低沸點(diǎn)液體的密封上。要求位于葉輪和密封之間的底套間隙較小。圖圖5-14 兩向沖洗兩向沖洗 圖圖5-15 貫穿沖洗貫穿沖洗 2022-1-1157上述各種沖洗用于溫度不高的清潔流體。溫度高的管路中加冷卻

36、器，流體不清潔管路中加過濾器。（圖5-16、圖5-17）圖圖5-16 帶冷卻的自沖洗帶冷卻的自沖洗 圖圖5-17 帶過濾器的自沖洗帶過濾器的自沖洗 2022-1-1158 沖洗流體用外加流體（隔離流體），而不是泵送介質(zhì)，通過一個泵送裝置使外加的密封流體進(jìn)行循環(huán)，這個泵送裝置既可以是外加的油站，也可以是密封腔中的泵效環(huán)或利用熱虹吸原理，這種方式用于雙端面或串聯(lián)式機(jī)械密封上。（1）隔離流體）隔離流體循環(huán)沖洗 1 儲罐內(nèi)循環(huán)儲罐內(nèi)循環(huán) 2 平衡罐內(nèi)循環(huán)平衡罐內(nèi)循環(huán) 3 加壓罐內(nèi)循環(huán)加壓罐內(nèi)循環(huán) 4 增壓罐內(nèi)循環(huán)增壓罐內(nèi)循環(huán) 5 隔離流體外循環(huán)（雙端面）隔離流體外循環(huán)（雙端面） （四）循環(huán)沖洗（四）循

37、環(huán)沖洗2022-1-1159使用流體供給站提供的隔離流體，并依靠它維持隔離流體與密封介質(zhì)的壓差，以及控制隔離流體的流量。 （2）隔離流體）隔離流體熱對流沖洗 1儲罐熱虹吸（串聯(lián)式）儲罐熱虹吸（串聯(lián)式） 2平衡罐熱虹吸（釜用雙端面）平衡罐熱虹吸（釜用雙端面） 3加壓罐熱虹吸（雙端面）加壓罐熱虹吸（雙端面） 4增壓罐（活塞）熱虹吸（釜用雙端面）增壓罐（活塞）熱虹吸（釜用雙端面） 虹吸現(xiàn)象是液態(tài)分子間引力與位能差所造成的,即利用水柱壓力差,使水上升后再流到低處.由於管口水面承受不同的大氣壓力,水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊,直到兩邊的大氣壓力相等,容器內(nèi)的水面變成相同的高度，水就會停止流動利用紅

38、吸現(xiàn)象很快就可將容器內(nèi)的水抽出。2022-1-1160 對于內(nèi)裝單端面機(jī)械密封，當(dāng)被密封介質(zhì)不宜作沖洗液時（如含固體顆粒，比如煉油廠催化裂化裝置中的油漿泵）或溫度高、粘度大（如煉油廠常減壓裝置中的塔底泵），需從外部引入密封流體（煉油廠常用蠟油和柴油餾分）注入到密封腔中，改善密封工作環(huán)境。適用于單端面密封的高溫泵，易結(jié)晶、含固體顆粒或腐蝕性介質(zhì)泵。 沖洗流體內(nèi)沖洗 沖洗流體外沖洗 （五）注入式?jīng)_洗（五）注入式?jīng)_洗2022-1-1161沖洗液進(jìn)入方式分為兩種：沖洗液進(jìn)入方式分為兩種：1、單點(diǎn)沖洗：、單點(diǎn)沖洗：沖洗液由一個入口進(jìn)入密封腔中沖洗密封。（1）徑向沖洗）徑向沖洗 密封流體沿徑向垂直沖洗摩擦

39、副，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用 較多，但沖洗量不可過大，以防沖壞石墨環(huán)。（2）切向沖洗）切向沖洗 沖洗液沿切向沖洗摩擦副，是單點(diǎn)沖洗中較好的方式。（3）軸向沖洗）軸向沖洗 密封流體沿軸向進(jìn)入密封腔，避免沖蝕石墨，可用 于腐蝕性介質(zhì)機(jī)械密封。（六）沖洗液進(jìn)入密封腔的方式（六）沖洗液進(jìn)入密封腔的方式 2022-1-1162單點(diǎn)沖洗的特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，但密封周圍溫度分布不均。為避免沖蝕石墨環(huán)，徑向沖洗流速不超過3m/s，沖洗孔直徑不小于5mm，為此需控制沖洗流量。2022-1-11632、多點(diǎn)沖洗、多點(diǎn)沖洗 沖洗液沿圓周多個小孔同時進(jìn)入密封腔,并起沖洗作用。特點(diǎn)：摩擦副周圍溫度較均勻，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需增加一個特點(diǎn)

40、：摩擦副周圍溫度較均勻，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需增加一個沖洗環(huán)，內(nèi)設(shè)沖洗環(huán)，內(nèi)設(shè)6-8個小孔，孔徑個小孔，孔徑3-4mm。適用于易汽化介質(zhì)，或產(chǎn)生摩擦熱較多的高適用于易汽化介質(zhì)，或產(chǎn)生摩擦熱較多的高PV值場合。值場合。沖洗孔位置應(yīng)盡量開設(shè)在摩擦副處，以便更好地把熱量導(dǎo)走。單點(diǎn)沖洗不能直接對準(zhǔn)石墨環(huán)，也不能遠(yuǎn)離摩擦副。單點(diǎn)沖洗不能直接對準(zhǔn)石墨環(huán)，也不能遠(yuǎn)離摩擦副。 2022-1-1164（七）沖洗量的控制（七）沖洗量的控制 沖洗量沖洗量可以用可以用節(jié)流閥來調(diào)整，也可以用來調(diào)整，也可以用限流孔板來控來控制。制。由于節(jié)流閥沒有量的概念，所以現(xiàn)在大多用限流孔板。按需要的沖洗量和孔板前后的壓差來確定孔板直徑。 通

41、常，對于不作冷卻的沖洗量控制不是很嚴(yán)，對于冷卻后再作沖洗的，量要求較準(zhǔn)確，這涉及到冷卻水量和冷卻后的溫度。如果沖洗量很少，孔板直徑又不能太?。ㄌ∪菀锥氯刹捎脙蓚€孔板串聯(lián)的方法。采用自沖洗時，泵出口裝一孔板，經(jīng)冷卻器后再裝一孔板，通過兩個串聯(lián)孔板的流量約等于一個孔板流量的70。 2022-1-1165（八）沖洗壓力的確定（八）沖洗壓力的確定 沖洗壓力要適當(dāng)，壓力太小，沖洗液無法進(jìn)入密封腔；沖洗壓力太大，注入沖洗量過多，浪費(fèi)能量。如果是注入式?jīng)_洗，注入量過多，大量的密封液進(jìn)入泵內(nèi)，對生產(chǎn)不利。因此，對沖洗壓力要提出要求。 對于泵用機(jī)械密封，工作壓力在2Mpa以下，壓力變化不大而又較為準(zhǔn)確的

42、情況下，沖洗壓力比密封腔內(nèi)壓力大0.050.2Mpa。壓力變化較大時，其差值取0.10.2Mpa。可用手動閥人工調(diào)節(jié)，如果用調(diào)節(jié)閥來自動控制更好，這是對循環(huán)沖洗和注入式?jīng)_洗而言。 對于用限流孔板的自沖洗，孔板前后分別為對于用限流孔板的自沖洗，孔板前后分別為和和因此，不再另行規(guī)定。 2022-1-1166（九）對沖洗流體的要求（九）對沖洗流體的要求 對沖洗流體有如下一些要求：對沖洗流體有如下一些要求：（1）清潔、無腐蝕性，與泵介質(zhì)相容，工作溫度下有較）清潔、無腐蝕性，與泵介質(zhì)相容，工作溫度下有較 好潤滑性。好潤滑性。（2）進(jìn)入泵內(nèi)不影響產(chǎn)品質(zhì)量，泄漏出來不污染環(huán)境，）進(jìn)入泵內(nèi)不影響產(chǎn)品質(zhì)量，泄漏

43、出來不污染環(huán)境， 無其他不良影響。無其他不良影響。（3）進(jìn)入泵內(nèi)不影響泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，如不引進(jìn)抽空，汽蝕。）進(jìn)入泵內(nèi)不影響泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，如不引進(jìn)抽空，汽蝕。（4）導(dǎo)熱性好，溫度合乎要求。）導(dǎo)熱性好，溫度合乎要求。（5）價格低廉。）價格低廉。 2022-1-1167（十）機(jī)械密封的冷卻方式（十）機(jī)械密封的冷卻方式 （沖洗的作用沖洗的作用是潤滑、冷卻、凈化潤滑、冷卻、凈化）冷卻的作用冷卻的作用是及時導(dǎo)出端面的摩擦熱摩擦熱和和減小高溫介質(zhì)的影響。減小高溫介質(zhì)的影響?？煞譃閮煞N方式：可分為兩種方式：1、直接冷卻：、直接冷卻：（冷卻液體直接和密封端面接觸達(dá)到冷卻的目的）。（1）冷卻流體注到密封腔中，冷卻密封端面（

44、即前面談的各種沖洗）（2）在壓蓋的大氣端通以冷卻水主要冷卻靜環(huán)的內(nèi)圈，這種方法一般稱為“急冷”（或背冷）。冷卻水不能回收，冷卻后放掉。這種冷卻兼有稀釋和沖洗泄漏介質(zhì)的功能。2、間接冷卻、間接冷卻（冷卻液不和端面接觸，通過冷卻水套、壓蓋夾套或其他方法（如冷卻靜環(huán)）達(dá)到冷卻的目的。）2022-1-1168（十一）輔助設(shè)施在何種工況下必須選用（十一）輔助設(shè)施在何種工況下必須選用 1 工作溫度超過密封件允許溫度工作溫度超過密封件允許溫度2 高粘度、低粘度及易揮發(fā)介質(zhì)高粘度、低粘度及易揮發(fā)介質(zhì)3 有毒及有害介質(zhì)有毒及有害介質(zhì)4 含有機(jī)械雜質(zhì)及結(jié)晶介質(zhì)含有機(jī)械雜質(zhì)及結(jié)晶介質(zhì)5 重型機(jī)械密封重型機(jī)械密封 2

45、022-1-1169五、機(jī)械密封性能的影響因素五、機(jī)械密封性能的影響因素 (一一)密封性的影響因素密封性的影響因素 1、密封件本身方面：結(jié)構(gòu)、材料、制造等。 2、使用條件方面：安裝、介質(zhì)性質(zhì)、操作使用等。 這里只討論密封件本身的影響因素。 2022-1-1170（二）機(jī)械密封端面的（二）機(jī)械密封端面的摩擦狀態(tài) 1、液體摩擦、液體摩擦 兩端面被具有一定壓力和一定厚度的液膜隔開。液膜厚度ho=310m，遠(yuǎn)大于密封表面的粗糙度Ra，兩平面不接觸，不磨損。摩擦系數(shù)取決于介質(zhì)的性質(zhì)（如粘度等），與摩擦副材料無關(guān)，因泄漏量大，普通機(jī)械密封不予采用。2、混合摩擦、混合摩擦 兩端面高點(diǎn)接觸，其間仍存在局部中斷

46、的液膜，液膜厚度ho和端面縫隙高度處于同一數(shù)量級。載荷由液膜及端面高點(diǎn)共同承擔(dān)。因此，端面存在輕微磨損。摩擦系數(shù)取決于介質(zhì)性質(zhì)和摩擦副材料，泄漏量不多。普通機(jī)械密封大多處于混合摩擦狀態(tài)。2022-1-11713、邊界摩擦、邊界摩擦 （1）隨著端面比壓的增大，液膜厚度ho進(jìn)一步減小，摩擦副表面的高峰接觸及相互作用的數(shù)目增多，液膜厚度只有幾個分子厚，并且不連續(xù)，液膜壓力趨近于零，載荷幾乎全由表面的高峰承擔(dān)。摩擦系數(shù)與液膜介質(zhì)粘度沒多大關(guān)系，主要取決于膜的潤滑性能和摩擦副材料。存在磨損，磨損量不大，泄漏量很小，是機(jī)械密封理想的摩擦狀態(tài)。 （2）邊界摩擦的特點(diǎn)：邊界摩擦的特點(diǎn)： 摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)只與只

47、與端面材質(zhì)、粗糙度端面材質(zhì)、粗糙度有關(guān)，與有關(guān)，與介質(zhì)載介質(zhì)載荷系數(shù)、滑動速度荷系數(shù)、滑動速度無關(guān)。無關(guān)。2022-1-11724、干或半干摩擦狀態(tài)、干或半干摩擦狀態(tài) 兩端面直接接觸，中間無液膜，端面吸附有氣體（或介質(zhì)的蒸汽）或氧化層。摩擦主要取決于兩表面的固體作用，磨損嚴(yán)重，并且與摩擦副材料及載荷有很大關(guān)系。隨著磨損的加劇泄漏量增大，機(jī)械密封應(yīng)盡量避免干或半干摩擦。 以上幾種摩擦狀態(tài)，在機(jī)械密封中都可能存在，在某種條件下可以互相轉(zhuǎn)化。實(shí)際工作中以混合摩擦狀態(tài)居多數(shù)。對于壓力較高和速度較低的機(jī)械密封（如攪拌釜）。當(dāng)制造精度和安裝水平較高時，則多數(shù)呈邊界摩擦。 2022-1-1173（三）彈簧比

48、壓對密封性能的影響（三）彈簧比壓對密封性能的影響 當(dāng)泵停車或啟動時，介質(zhì)壓力較低，當(dāng)介質(zhì)正常工作壓力較低或有較大波動時，彈簧比壓成為端面比壓的主要組成部分。彈簧比壓要根據(jù)密封結(jié)構(gòu)、工作條件、介質(zhì)性質(zhì)和載荷系數(shù)等綜合考慮。 彈簧比壓大，端面彈簧比壓大，端面貼合性、追隨性、穩(wěn)定性貼合性、追隨性、穩(wěn)定性都好。都好。 但比壓過大時，但比壓過大時，摩擦熱量大、功耗大、磨損量大，使摩擦熱量大、功耗大、磨損量大，使用壽命縮短。用壽命縮短。 比壓過小，比壓過小，泄漏量大，密封穩(wěn)定性差。泄漏量大，密封穩(wěn)定性差。2022-1-1174（四）端面粗糙度對密封性能的影響（四）端面粗糙度對密封性能的影響 通常說的兩端面

49、貼合，從微觀角度來看實(shí)際上是高點(diǎn)接觸，大部分表面并沒有接觸，仍有一定縫隙。平均縫隙高度h可用下式計(jì)算：h=3/4（RY1+ RY2） RY1、 RY2分別為兩表面“輪廓最大高度”，表面越粗糙，h越大，泄漏量越大。因此，對密封面的粗糙度有一定的要求。國產(chǎn)機(jī)械密封 ：一般硬環(huán)Ra 0.04-0.10um 石墨環(huán)Ra0.16-0.32um2022-1-1175（五）產(chǎn)生端面不平行的原因（五）產(chǎn)生端面不平行的原因 1、研磨平板不平，端面外緣低，內(nèi)緣高，石墨環(huán)易出、研磨平板不平，端面外緣低，內(nèi)緣高，石墨環(huán)易出現(xiàn)光圈，多個同心圓?，F(xiàn)光圈，多個同心圓。 2、靜環(huán)輔助密封圈過盈量太大。、靜環(huán)輔助密封圈過盈量太

50、大。 3、熱裝過盈量過大。、熱裝過盈量過大。4、密封環(huán)各點(diǎn)溫度不均，產(chǎn)生熱變形。、密封環(huán)各點(diǎn)溫度不均，產(chǎn)生熱變形。5、密封環(huán)內(nèi)外壓差太大，產(chǎn)生機(jī)械變形。、密封環(huán)內(nèi)外壓差太大，產(chǎn)生機(jī)械變形。 2022-1-1176（六）密封端面的機(jī)械變形（六）密封端面的機(jī)械變形 由于靜環(huán)各點(diǎn)受力大小不一樣，在力的作用下產(chǎn)生的變形也不一致。作用點(diǎn)不同，使靜環(huán)承受彎矩，產(chǎn)生形狀的變形。 變形大小與材料的彈性模量成變形大小與材料的彈性模量成反比，與介質(zhì)壓力成，與介質(zhì)壓力成正比，鋼鐵的彈性模量比石墨大一個數(shù)量級。故在同樣力作用下，變形量：石墨鋼鐵2022-1-1177（七）密封端面的熱變形（七）密封端面的熱變形 密封環(huán)

51、的結(jié)構(gòu)，材料的熱力性能(導(dǎo)熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)等)差異，各點(diǎn)溫度不均勻是產(chǎn)生熱變形的根本原因。是產(chǎn)生熱變形的根本原因。 以一簡單的圓筒形密封環(huán)為例，由于軸向溫度差異，產(chǎn)生變形。端面徑向溫度也存在差異，也產(chǎn)生變形，使端面外緣低，呈收斂形縫隙。 熱變形還與熱變形還與端面溫度梯度、端面寬度有關(guān)。有關(guān)。如高溫泵機(jī)械密封，帶急冷水，由于溫度梯度大，變形也大。 轉(zhuǎn)速大，摩擦熱多，也會增大熱變形。 變形越大，泄漏量也越大。 2022-1-1178（八）影響機(jī)械密封性能的其他因素（八）影響機(jī)械密封性能的其他因素 1、介質(zhì)粘度（1）物理量介紹在邊界摩擦范圍，粘度對泄漏量沒有影響。但在液體摩擦和混合摩擦?xí)r，其影響不

52、容忽視。高粘度介質(zhì)密封采取的措施和易揮發(fā)介質(zhì)相反，固定環(huán)加固防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，動環(huán)用撥叉?zhèn)鲃?，采用靜止式密封，載荷系數(shù)取大些，端面比壓取大值。2022-1-1179 2、端面寬度 寬度越大，發(fā)熱越大，變形越大。故在滿足強(qiáng)度和剛度的情況下，寬度越小越好。 3、離心力 外流式機(jī)械密封，離心力促使泄漏量增大。內(nèi)流式機(jī)械密封，離心力阻止泄漏。當(dāng)兩種密封參數(shù)相同時，外流式泄漏量為內(nèi)流式的十倍，所以一般不選用外流式。 2022-1-1180六、機(jī)械密封的安裝和故障分析六、機(jī)械密封的安裝和故障分析（一一）安裝密封前要了解泵及介質(zhì)情況安裝密封前要了解泵及介質(zhì)情況 1、泵型號及結(jié)構(gòu)、支承方式(懸臂或雙支承)、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向

53、及泵安裝方面的情況。2、泵內(nèi)介質(zhì)性質(zhì)：如粘度、潤滑性、汽化壓力、腐蝕性以及是否含機(jī)械雜質(zhì)、出現(xiàn)結(jié)晶等。3、泵的工作情況：工作溫度、進(jìn)出口壓力，密封箱中的壓力、溫度，采取何種輔助設(shè)施，泵運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動，泵是連續(xù)還是間斷運(yùn)轉(zhuǎn)等。 了解上述情況后，再檢查配備的密封型式、結(jié)構(gòu)參數(shù)、零件材料以及輔助設(shè)施是否合適。一旦密封失效，對分析原因也是必須的。 2022-1-1181（二）機(jī)械密封的安裝（二）機(jī)械密封的安裝 安裝步驟 （1）裝配要干凈光潔。機(jī)械密封的零件、有關(guān)的機(jī)器設(shè)備的零部件、工具器、潤滑油（脂）、擦拭材料（棉紗、白布、綢子等）要十分干凈。動靜環(huán)的密封端面要用白綢或柔軟的紗布擦拭。（2）修整倒角倒圓

54、。軸、密封端蓋等倒角要修整光滑，軸和端蓋的有關(guān)圓角要砂光擦亮。（3）安裝中，要在動環(huán)和靜環(huán)（尤其是密封端面上），輔助密封圈、軸和端蓋上抹透平油或10號機(jī)油，減小摩擦力，以免破壞動、靜環(huán)的密封端面及輔助密封圈。（4）裝配輔助密封圈。 1）橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌，以免脹大變形，過早老化。2022-1-11822）O型密封圈裝于動環(huán)組件或靜環(huán)組件上后，要順理，不讓其扭曲，使毛邊處于自由狀態(tài)時的橫斷面上。對毛邊稍微粗大的O型圈，如果毛邊位置為45度的，尚可以使用。但毛邊位置應(yīng)注意，推進(jìn)組件時，O型圈的一側(cè)與被密封件（壓蓋或密封腔）相對滑動，邊側(cè)的毛邊應(yīng)在滑動方向的后方，否則，毛邊翻起而處于密封位置上，影響密封效果。3）推進(jìn)組件時， 要防止O型圈損傷。主要損傷有掉塊、裂口、碰傷、卷邊和扭曲。（5）按技術(shù)要求調(diào)整機(jī)封壓縮量，其值參考產(chǎn)品說明書。否則，壓縮量過大，增加了端面比壓，加速端面磨損；過小則動靜環(huán)端面比壓不足，密封失效。（6）應(yīng)使用壓力機(jī)或鉆床把靜環(huán)組件裝入壓蓋（密封腔），任何情況