機械密封結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計

1、<p><b>　　成都理工大學(xué)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計論文</b></p><p>　　題目：機械密封結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計</p><p>　　所在院系：核自院機械工程系</p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p&g

2、t;　　學(xué)生學(xué)號： 200706040313 </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　機械密封結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計</p><p>　　作者姓名： 專業(yè)班級：2007060403</p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　

3、　摘要</b></p><p>　　機械密封是指由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補償機構(gòu)彈力（或磁力）的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。機械密封又稱端面密封。</p><p>　　本論文主要介紹了機械密封的工作原理和結(jié)構(gòu)，對機械密封的材料、選型、沖洗、使用壽命以及維護等做了詳盡地說明。以此為基礎(chǔ)，對油泵的機械密封裝置進行了設(shè)計以

4、及校核計算。</p><p>　　機械密封是流體機械和動力機械中不可缺少的零部件。它對整臺機械設(shè)備、整臺裝置、甚至對整個工廠的安全生產(chǎn)都有很大的影響，特別是石油化工企業(yè)中，對設(shè)備運轉(zhuǎn)可靠、裝置連續(xù)生產(chǎn)具有重大的 意義。在石油化工企業(yè)中，所處理的流體（氣體、液體）大多數(shù)具有腐蝕性、可燃性、易爆性及毒性，一旦密封失效、介質(zhì)泄漏，不僅污染環(huán)境、影響人體健康和產(chǎn)品質(zhì)量，而且還會導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸和人生傷亡等重大事故。因此，不

5、僅要注意和避免肉眼可視的液體泄漏，還應(yīng)該避免不可視氣體逸出。</p><p>　　機械密封在工業(yè)中發(fā)揮了不可替代的作用，對工廠的安全生產(chǎn)影響非常的大。本人在總結(jié)和吸取前人的經(jīng)驗，針對性的設(shè)計出了特定工況的油泵機械密封裝置。</p><p>　　關(guān)鍵詞：機械密封 泄漏 尺寸 結(jié)構(gòu) 措施</p><p>　　Mechanical Seal Structura

6、l Analysis And Design</p><p>　　Abstract : Mechanical Seal is a device of axial face seal , which depend on stationary ring and a rotating ring , includes an elasticity element , to prevent the medium leaki

7、ng . Mechanical seal also called face seal.</p><p>　　In this paper, it introduces the Working principles and structure of the mechanical seal materials. Materials selection、 processing、 service life 、mainten

8、ance and so on of the mechanical Seal have been done a detailed explanation. On this basis, having done a calculation of design and verification of the oil pump mechanical seal.</p><p>　　Mechanical seal is a

9、n indispensable parts in fluid machinery and power machinery. Mechanical Seal has a very important role to the whole modern industry , even to the equipment, the whole factory. Especially in the petro-chemical enterprise

10、s, Once the seal failure、 dielectric leakage, Mechanical Seal May lead to major accidents, the consequences would be unthinkable.</p><p>　　Mechanical seal in the industry have played an irreplaceable role, I

11、t’s impact on safety in production plants is very large. After I sum up and draw on the experience of their predecessors, I Designed pump mechanical seal for targeted condition-specific.</p><p>　　Key words:

12、Mechanical Seals Leakage Size Structure Measures</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　機械密封結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計1</p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Mechanical Seal S

13、tructural Analysis And Design2</p><p><b>　　第1章引 言1</b></p><p>　　1.1 機械密封的簡介1</p><p>　　1.2 機械密封在國外的發(fā)展背景1</p><p>　　1.3 機械密封在國內(nèi)的發(fā)展背景2</p><p&

14、gt;　　第2章 機械密封的工作原理、結(jié)構(gòu)和分類3</p><p>　　2.1 機械密封的工作原理:3</p><p>　　2.2 機械軸封的三個密封點的密封原理3</p><p>　　2.3 機械密封結(jié)構(gòu)4</p><p>　　2.4 機械密封的組成及特點5</p><p>　　2.4.1 組成5<

15、/p><p>　　2.4.2 特點5</p><p>　　2.5 機械密封和軟填材料密封的對比有如下優(yōu)缺點5</p><p>　　2.6 機械密封的結(jié)構(gòu)類型6</p><p>　　2.6.1 機械密封的一般分類6</p><p>　　2.6.2 按結(jié)構(gòu)形式分類7</p><p>　　2.6

16、.3 按工作參數(shù)分類14</p><p>　　第三章 機械密封材料15</p><p>　　3.1 機械密封材料的作用和要求16</p><p>　　3.1.1 機械密封材料的作用16</p><p>　　3.1.2 機械密封材料的要求16</p><p>　　3.2 摩擦副的材料選取17</p>

17、;<p>　　3.3 輔助密封圈的材料18</p><p>　　3.4 彈性元件材料20</p><p>　　第四章 機械密封選型及安裝21</p><p><b>　　4.1 選型21</b></p><p>　　4.1.1 根據(jù)工作參數(shù)p、v、t選型22</p><p>

18、;　　4.1.2 根據(jù)介質(zhì)特性選型22</p><p>　　4.2 機械密封的安裝23</p><p>　　4.2.1 機械密封安裝、使用技術(shù)要領(lǐng)23</p><p>　　4.2.2 機械密封安裝注意事項23</p><p>　　4.2.3 機械密封的安裝與使用要求26</p><p>　　4.2.4 機械密

19、封技術(shù)的種類27</p><p>　　第五章 機械密封裝置設(shè)計28</p><p>　　5.1 機械密封設(shè)計考慮因素和依據(jù)28</p><p>　　5.1.1 機械密封設(shè)計考慮因素28</p><p>　　5.1.2 機械密封設(shè)計依據(jù)28</p><p>　　5.2 機械密封的設(shè)計程序29</p>

20、;<p>　　5.3 機械密封有關(guān)參數(shù)29</p><p>　　5.3.1 載荷系數(shù)和平衡系數(shù)29</p><p>　　5.4 設(shè)計條件和參數(shù)：31</p><p>　　5.5 設(shè)計選型與材料配對32</p><p>　　5.6 結(jié)構(gòu)設(shè)計確定主要尺寸：32</p><p>　　5.7 狀態(tài)的確定

21、33</p><p><b>　　5.8 間隙33</b></p><p>　　5.9 材料選用及結(jié)構(gòu)設(shè)計33</p><p>　　5.10 性能的校核及參數(shù)的計算36</p><p>　　5.11 結(jié)構(gòu)設(shè)計38</p><p>　　第6章 沖洗原理及方式選擇39</p>

22、<p>　　6.1沖洗的作用原理39</p><p>　　6.2機械密封沖洗方式的選擇41</p><p>　　6.3沖洗的安裝方式42</p><p>　　第7章 機械密封的可靠性分析43</p><p>　　7.1 機械密封的失效模式43</p><p>　　7.2 機械密封可靠性數(shù)據(jù)的收集與

23、統(tǒng)計分析43</p><p>　　7.2.1 機械密封可靠性數(shù)據(jù)的收集43</p><p>　　7.2.2 機械密封可靠性數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析44</p><p>　　第8章 機械密封的失效45</p><p>　　8.1機械密封泄露和維護45</p><p>　　8.1.1泄漏原因分析及判斷45</p&g

24、t;<p>　　8.1.2解決措施46</p><p>　　8.2機械密封腐蝕和維護49</p><p>　　8.2.1金屬環(huán)腐蝕49</p><p>　　8.2.2非金屬環(huán)腐蝕50</p><p>　　8.2.3輔助密封圈及其接觸部位的腐蝕51</p><p>　　8.2.4防護方法51&l

25、t;/p><p>　　8.2.5維護與使用52</p><p>　　8.2.6改進措施52</p><p>　　第9章 機械密封正常運行和維護問題53</p><p>　　9.1 啟動前的準備工作及注意事項53</p><p>　　9.2 安裝與停運53</p><p><b>

26、　　9.3 運轉(zhuǎn)53</b></p><p><b>　　結(jié) 論54</b></p><p><b>　　致 謝55</b></p><p><b>　　參考文獻56</b></p><p><b>　　引 言</b></

27、p><p>　　1.1 機械密封的簡介</p><p>　　機械密封是一種旋轉(zhuǎn)機械的油封裝置。比如離心泵、離心機、反應(yīng)釜和壓縮機等設(shè)備。由于傳動軸貫穿在設(shè)備內(nèi)外，這樣，軸與設(shè)備之間存在一個圓周間隙，設(shè)備中的介質(zhì)通過該間隙向外泄露，如果設(shè)備內(nèi)壓力低于大氣壓，則空氣向設(shè)備內(nèi)泄露，因此必須有一個阻止泄露的軸封裝置。軸封的種類很多，由于機械密封具有泄漏量少和壽命長等優(yōu)點，所以當今世界上機械密封是在這些

28、設(shè)備最主要的軸密封方式。機械密封是旋轉(zhuǎn)軸動密封，分為接觸式和非接觸式兩種，目前多數(shù)采用接觸式機械密封，而非接觸式機械密封正在發(fā)展當中，并已經(jīng)引起人們的注意。根據(jù)石油化工行業(yè)調(diào)查，當今有80%~90%的離心泵軸封采用機械密封，凡是高溫，高壓，高速和腐蝕，有毒，易燃易爆及工作條件苛刻的場合幾乎都采用機械密封。所以機械密封已經(jīng)成為離心泵最主要的軸封方式。</p><p>　　機械密封作為旋轉(zhuǎn)設(shè)備中不可缺少的密封裝置 ,

29、機械密封因其工作可靠、泄漏量小、使用壽命長、功率消耗少等特點 ,在泵、壓縮機、反應(yīng)釜、攪拌器、轉(zhuǎn)盤塔、離心機和過濾機等工藝設(shè)備上得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計 ,為阻止動力輸入軸與殼體間介質(zhì)的泄漏 ,國外化工流程中 95 %左右的旋轉(zhuǎn)設(shè)備采用了機械密封。</p><p>　　1.2 機械密封在國外的發(fā)展背景</p><p>　　機械密封最早于1885年在英國發(fā)明并獲得專利，至1900年開始應(yīng)用。1

30、876年第一臺氨冷凍機出現(xiàn)以及空氣分離技術(shù)的發(fā)展，直到本世紀20年代，機械密封在冷凍機裝置上才得到應(yīng)用，因此，世界上著名的密封公司如英國克蘭密封公司（Crane Packing Ltd.）德國Pacific公司在1923年就從事機械密封件的生產(chǎn)，美國杜拉密封公司于1934年正式生產(chǎn)機械密封，起步較晚的日本比拉公司在1950年研究開發(fā)并于1954年生產(chǎn)機械密封。</p><p>　　由于第二次世界大戰(zhàn)和室友化工工業(yè)

31、的發(fā)展，減少泄露，節(jié)省能源成為形勢所需，因此，汽車制造業(yè)，泵制造業(yè)和石油化工企業(yè)廣泛使用機械密封。</p><p>　　機械密封在美國是1945年普及，在日本1955年普及，德國對機械密封的研究使用較早，但是戰(zhàn)爭影響，直到戰(zhàn)后才重新整頓發(fā)展，目前在密封理論研究方面又處于世界領(lǐng)先地位。</p><p>　　1.3 機械密封在國內(nèi)的發(fā)展背景</p><p>　　國內(nèi)機械

32、密封應(yīng)用起步較晚，在50年代開始對機械密封進行研究、制造并在煉油行業(yè)采用。1965年蘭州煉油廠、沈陽水泵廠等單位首先試制泵用機械密封，1966年天津機械密封件廠開始生產(chǎn)機械密封。1970年機械工業(yè)部、石油部、化工部所屬科研、生產(chǎn)、使用單位組成聯(lián)合設(shè)計組 ,參考了國外先進結(jié)構(gòu) ,聯(lián)合設(shè)計 “系列泵用機械密封”。1975年 ,機械工業(yè)部批準頒布了“泵用機械密封標準”。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量 ,加速密封技術(shù)的發(fā)展 , 1980年以后陸續(xù)引進英國 C

33、rqnePacking有限公司、美國 Sealol公司的普通機械密封,西德 Burgman公司熱流體動力型機械密封 ,日本 J H02 -064 Eagle公司反應(yīng)燒結(jié)碳化硅密封環(huán) ,通過攻關(guān)、消化引進技術(shù) ,使機械密封在品種、材料、技術(shù)參數(shù)等方要面都提高到一個新的水平。1993年國家頒布了國標“GB/T14211-1993機械密封試驗方法”,1999年國家機械工業(yè)局修訂了“機械密封技術(shù)條件”和“機械密封分類方法”,為機械密封產(chǎn)品接近國

34、外先進水平提供了保證。</p><p>　　本論文是在前人的研究基礎(chǔ)上對油泵的機械密封裝置進行了解學(xué)習(xí)。并對機械密封的結(jié)構(gòu)進行分析，對機械密封裝置的維護進行深入研究，最終達到設(shè)計油泵的機械密封裝置的目的。</p><p>　　第2章 機械密封的工作原理、結(jié)構(gòu)和分類</p><p>　　2.1 機械密封的工作原理:</p><p>　　機械密封

35、是用于旋轉(zhuǎn)軸的密封，又稱端面密封，其主要的特點是密封面垂直與旋轉(zhuǎn)軸線，并且有彈性元件、輔助密封圈等構(gòu)成的軸向磨損補償機構(gòu)。因此,也有簡稱機械密封為：“軸向滑動環(huán)密封”。由于對機械密封的說法眾多，國際上也無統(tǒng)一的規(guī)定，現(xiàn)摘錄國家標準GB5894-86中的有關(guān)機械密封的說明：機械密封是靠一對或數(shù)對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構(gòu)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。彈力加載機構(gòu)與輔助密封是金屬性紋管的

36、機械密封我們稱為金屬波紋管密封。在輕型密封中，還有使用橡膠波紋管作輔助密封的，橡膠波紋管彈力有限，一 般需要輔以彈簧來滿足加載彈力。</p><p>　　機械密封是一種用于旋轉(zhuǎn)流體機械的軸封裝置。（用于離心泵、離心機、反應(yīng)釜、壓縮機等設(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。因機械密封具有泄漏少、壽命長等優(yōu)點，成為了主要的軸密封方式。</p><p>

37、　　2.2 機械軸封的三個密封點的密封原理</p><p>　?。?）動環(huán)與軸之間的密封：也是用各種形狀有彈性的輔助密封圈來防止液體從動環(huán)與軸之間泄漏。這是一個相對靜止的密封。但當端面磨損時，允許其作補償磨損的軸向移動。</p><p>　　（2）動環(huán)與靜環(huán)之間的密封：是靠彈性元件（彈簧、波紋管等）和密封液體壓力在相對運動的動環(huán)和靜環(huán)的接觸面（端面）上產(chǎn)生一適當?shù)膲壕o力（比壓）使兩個光潔、

38、平直的端面緊密貼合；端面間維持一層極薄的液體膜而達到密封的作用。這層膜具有液體動壓力與靜壓力，它起著平衡壓力和潤滑端面的作用。兩端面之所以必須高度光潔平直是為了給端面創(chuàng)造完美貼合和使比壓均勻的條件，這是相對旋轉(zhuǎn)密封。</p><p>　?。?）靜環(huán)與壓蓋之間的密封：通常用各種形狀有彈性的輔助密封圈來防止液體從靜環(huán)與壓蓋之間泄漏。這是一靜密封。</p><p>　　2.3 機械密封結(jié)構(gòu)<

39、;/p><p><b>　　圖 2-3</b></p><p>　　常用機械密封結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。由靜止環(huán)（靜環(huán)）1、旋轉(zhuǎn)環(huán)（動環(huán)）2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、旋轉(zhuǎn)環(huán)輔助密封圈6和靜止環(huán)輔助密封圈8等元件組成，防轉(zhuǎn)銷7固定在壓蓋9上以防止靜止環(huán)轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)往往還可根據(jù)它們是否具有軸向補償能力而稱為補償環(huán)或非補償還。</p><p&g

40、t;　　機械密封中流體可能泄漏的途徑有如圖2-3中的A、B、C、D四個通道。  C、D泄漏通道分別是靜止環(huán)與壓蓋、壓蓋與殼體之間的密封，二者均屬靜密封。B通道是旋轉(zhuǎn)環(huán)與軸之間的密封，當端面摩擦磨損后，它僅僅能追隨補償環(huán)沿軸向作微量的移動，實際上仍然是一個相對靜密封。因此，這些泄漏通道相對來說比較容易封堵。靜密封元件最常用的有橡膠O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作為補償環(huán)的旋轉(zhuǎn)環(huán)或靜止環(huán)輔助密封，有時采用兼?zhèn)鋸椥栽δ?/p>

41、的橡膠、聚四氟乙烯或金屬波紋管的結(jié)構(gòu)。    A通道則是旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)的端面彼此貼合作相對滑動的動密封，它是機械密封裝置中的主密封，也是決定機械密封性能和壽命的關(guān)鍵。因此，對密封端面的加工要求很高，同時為了使密封端面間保持必要的潤滑液膜，必須嚴格腔制端面上的單位面積壓力，壓力過大，不易形成穩(wěn)定的潤滑液膜，會加速端面的磨損；壓力過小，泄漏量增加。所以，要獲得良好的密封性能又有足夠壽命，在設(shè)計和安裝

42、機械密封時，一定要保證端面單位面積壓力值在最適當?shù)姆秶?lt;/p><p>　　2.4 機械密封的組成及特點</p><p><b>　　2.4.1 組成</b></p><p>　　機械密封近年來發(fā)展很快，根據(jù)不同的工況出現(xiàn)了各種各樣的結(jié)構(gòu)，但無論哪種結(jié)構(gòu)都由以下四部分組成： </p><p>　　第1部分是端面密

43、封環(huán)（摩擦副）--動環(huán)和靜環(huán)。</p><p>　　第2部分是緩沖補償和壓緊機構(gòu)（彈性元件）--由彈簧、波紋管或者波紋管加彈簧的組合而成。</p><p>　　第3部分是輔助密封—端面密封環(huán)以外的防泄漏密封圈（如O形、V形、楔形圈）或者密封墊。</p><p>　　第4部分是傳動件—如彈簧座、錨固螺釘、推環(huán)、傳動銷等。</p><p>　　以

44、上4個部分構(gòu)成機械密封組件。此外，為了提高機械密封的密封效果和延長使用壽命，附加循環(huán)、節(jié)流、沖洗冷卻、阻封和雜質(zhì)過濾等輔助裝置。</p><p><b>　　2.4.2 特點</b></p><p><b>　　機械密封特點：</b></p><p>　　機械密封有什么樣的特點，機械密封的主要特點就是防止泄露!</p

45、><p>　　1.泄露量可以限制到很小</p><p>　　主要主密封封面的表面粗糙度和平直度能保證達到要求，只要材料耐磨性好，機械密封可以達到很少的泄漏量，甚至肉眼看不見泄露。密封介質(zhì)為液體時，泄漏量一般為3ML/H一下，但對于特殊情況以及米粉介質(zhì)為氣體時不受此限。</p><p><b>　　2.壽命長</b></p><p

46、>　　機械密封中，主要磨損部分是密封摩擦副端面。因為密封端面的磨損量在正常工作條件下不大，一般可以連續(xù)使用1-2年，個別場合也有用到5-10年的。</p><p><b>　　3.運轉(zhuǎn)中不用調(diào)整</b></p><p>　　由于機械密封靠彈簧力和流體壓力使摩擦副貼合，在運動中自動保持接觸，裝配后就不用想普通軟填料那樣需調(diào)整壓緊。</p><p

47、>　　2.5 機械密封和軟填材料密封的對比有如下優(yōu)缺點</p><p>　　與軟填料對比的優(yōu)點如下：</p><p>　　（1）.密封可靠在長周期的運行中，密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄漏量很小，按粗略統(tǒng)計，其泄漏量一般僅為軟填料密封的1/100；</p><p>　　（2）.使用壽命長在油、水類介質(zhì)中一般可達2～4年或更長時間，在化工介質(zhì)中通常也能達半年以上；</

48、p><p>　?。?）.摩擦功率消耗小機械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%～50%；</p><p>　?。?）.軸或軸套基本上不受摩損；</p><p>　?。?）.維修周期長端面磨損后可自動補償，一般情況下，不需經(jīng)常性的維修；</p><p>　?。?）.抗振性好 對旋轉(zhuǎn)軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感；</p>&

49、lt;p>　　（7）.適用范圍廣機械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉(zhuǎn)速，以及各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)等的密封。</p><p>　　與軟填料對比的缺點如下：</p><p>　　（1）.結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對制造加工要求高；</p><p>　?。?）.安裝與更換比較麻煩，并要求工人有一定的安裝技術(shù)水平；</p><p>　?。?）.

50、發(fā)生偶然性事故時，處理較困難；</p><p>　?。?）.一次性投資高。</p><p>　　2.6 機械密封的結(jié)構(gòu)類型</p><p>　　2.6.1 機械密封的一般分類</p><p>　　為了適應(yīng)不同工作條件的需要，機械密封有多種不同的型式。</p><p>　　1、按密封端面的對數(shù)，分為單端面、雙端面等機械密

51、封。</p><p>　　單端面——在密封裝置中只有一對密封端面。它結(jié)構(gòu)簡單，是常用的機械密封型式。</p><p>　　雙端面——在密封裝置中具有兩對密封端面。它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用于強腐蝕、易燃易爆、有毒有害介質(zhì)以及真空的場合。</p><p>　　2、按密封流體作用在密封端面上的壓力是卸荷或不卸荷，可分為平衡式和非平衡式機械密封。</p><p&

52、gt;　　平衡式——密封流體作用在密封端面上壓力部分卸荷或全部卸荷。</p><p>　　非平衡式——密封流體作用在密封端面上的壓力不卸荷。</p><p>　　平衡式適用于中、高壓條件的機械密封；非平衡式適用于低壓條件的機械密封。</p><p>　　3、按彈簧是否置于密封流體之內(nèi)，分為彈簧內(nèi)置式和彈簧外置式機械密封。</p><p>　　

53、彈簧內(nèi)置式——彈簧置于密封流體之內(nèi)。</p><p>　　彈簧外置式——彈簧置于密封流體之外。</p><p>　　彈簧內(nèi)置式的密封端面受力狀態(tài)好，泄漏量小，冷卻與潤滑好。所以，除了帶腐蝕性的介質(zhì)外，應(yīng)盡可能采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　4、按補償結(jié)構(gòu)中的彈簧個數(shù)，分為單彈簧式和多彈簧式的機械密封。</p><p>　　單彈簧式——在

54、補償機構(gòu)中只有一個彈簧。它用于負荷較輕、軸徑較小的場合。</p><p>　　多彈簧式——在補償機構(gòu)中有多個彈簧。用于較大軸徑。密封端面上彈簧力分布較均勻，但彈簧絲直徑小，腐蝕對彈簧影響較大。</p><p>　　5、按補償機構(gòu)是否隨軸旋轉(zhuǎn)，分為旋轉(zhuǎn)式和靜止式機械密封。</p><p>　　旋轉(zhuǎn)式——補償環(huán)隨軸旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　靜止

55、式——補償環(huán)不隨軸旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　一般的機械密封常采用旋轉(zhuǎn)式，因為補償機構(gòu)及軸的結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸較小。但在高速條件下，補償環(huán)及其它轉(zhuǎn)動零件產(chǎn)生的離心力影響較大，動平衡要求高，采用靜止式較為合適。</p><p>　　2.6.2 按結(jié)構(gòu)形式分類</p><p>　　機械密封按結(jié)構(gòu)型式分類，其基本類型有：</p><p>　　1.平

56、衡式和非平衡式機械密封</p><p>　　能使介質(zhì)作用在密封端面上的壓力卸荷的為平衡式，不能卸荷的為非平衡式。按卸荷程度不同，前者又分為部分平衡式（部分卸荷）和過平衡式（全部卸荷）。平衡式密封（圖2.6.2-1a）端面上所受的作用力隨介質(zhì)壓力的升高而變化較小，因此適用于高壓密封；非平衡式密封（圖2.6.2-1b）密封端面所受的作用力隨介質(zhì)壓力的變化較大，因此只適用于低壓密封。平衡式密封能降低端面上的摩擦和磨損，

57、減小摩擦熱，承載能力大，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般需在軸或軸套上加工出臺階，成本較高。后者結(jié)構(gòu)簡單，介質(zhì)壓力小于0.7MPa時廣泛作用。</p><p>　　圖2.6.2-1平衡式與非平衡式機械密封</p><p>　　a)平衡式；b）非平衡式</p><p>　　2.內(nèi)置式和外置式機械密封</p><p>　　彈簧和動環(huán)安裝在密封箱內(nèi)與介質(zhì)接觸的

58、密封為內(nèi)置（裝）式密封（見圖2.6.2-2a）；彈簧和動環(huán)安裝在密封箱外不與介質(zhì)接觸的密封為外置（裝）式密封（見圖2.6.2-2b）。前者可以利用密封箱內(nèi)介質(zhì)壓力來密封，機械密封的元件均處于流體介質(zhì)中，密封端面的受力狀態(tài)以及冷卻和潤滑情況好，是常用的結(jié)構(gòu)型式。外置式機械密封的大部分零件不與介質(zhì)接觸，暴露在設(shè)備外，便于觀察及維修安裝。但是由于外置式結(jié)構(gòu)的介質(zhì)作用力與彈性元件的彈力方向相反，當介質(zhì)壓力有波動，而彈簧補償量又不大時，會導(dǎo)致密封

59、環(huán)不穩(wěn)定甚至嚴重泄漏。外置式機械密封僅用于強腐蝕、高粘度和易結(jié)晶介質(zhì)以及介質(zhì)壓力較低的場合。 </p><p>　　圖2.6.2-2  內(nèi)置式和外置式機械密封</p><p>　　a）內(nèi)置式；b）外置式</p><p>　　3.內(nèi)流式和外流式機械密封</p><p>　　介質(zhì)泄漏方向與離心力方向相反的密封為內(nèi)流式密封（見圖2.6.2

60、-3a）；介質(zhì)泄漏方向與離心力方向一致的密封為外流式密封（見圖2.6.2-3b）。由于內(nèi)流式密封中離心力阻止泄漏流體，其泄漏量較外流式少，前者適用于高壓，速度高時，密封可靠。為加強端面潤滑采用后者較合適，但介質(zhì)壓力不宜過高，一般為1～2MPa。</p><p>　　圖2.6.2-3  內(nèi)流式和外流式機械密封</p><p>　　a）內(nèi)流式；b）外流式</p><

61、;p>　　4.靜止式和旋轉(zhuǎn)式機械密封</p><p>　　彈簧不隨軸一起旋轉(zhuǎn)的密封為靜止式密封（見圖2.6.2-4a）；彈簧隨軸一起旋轉(zhuǎn)的密封為旋轉(zhuǎn)式密封（見圖2.6.2-4b）。由于靜止式密封的彈簧不受離心力影響，常用于高速機械密封中。旋轉(zhuǎn)式機械密封的彈性元件裝置簡單，徑向尺寸小，是常用的結(jié)構(gòu)，但不宜用于高速條件，因高速情況下轉(zhuǎn)動件的不平衡質(zhì)量易引起振動和介質(zhì)被強烈攪動。因此，線速度大于30m/s時，宜采

62、用彈簧靜止式機械密封。 </p><p>　　圖2.6.2-4 靜止式和旋轉(zhuǎn)式機械密封</p><p>　　a）靜止式；b）旋轉(zhuǎn)式</p><p>　　5.單彈簧式和多彈簧式機械密封</p><p>　　補償機構(gòu)中只有一個彈簧的機械密封稱為單彈簧式機械密封（見圖2.6.2-5a）或叫大彈簧式機械密封，補償機構(gòu)中含有多個彈簧的機械密封稱多彈簧式

63、機械密封（見圖2.6.2-5b）或小彈簧式機械密封。單彈簧式機械密封端面上的彈簧壓力，尤其在軸徑較大時分布不夠均勻。多彈簧式機械密封的彈簧壓力分布則相對比較均勻，因此單彈簧式的機械密封常用于較小軸徑（d≯80～150mm軸徑），而多彈簧式適用于大軸徑高速密封。但多彈簧的彈簧絲徑細，由于腐蝕或結(jié)晶顆粒積聚易引起彈簧失效，這時寧可采用單彈簧式。 </p><p>　　圖2.6.2-5  單彈簧式和多彈簧式機

64、械密封</p><p>　　a）單彈簧式；b）多彈簧式</p><p>　　6.單端面式和雙端面式機械密封</p><p>　　由一對密封端面組成的為單端面密封（見圖2.6.2-6a），由二對密封端面組成的為雙端面密封（見圖2.6.2-6bc）。單端面密封結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝容易，一般于介質(zhì)本身潤滑性好和允許微量泄漏的條件，是常用的密封型式，當介質(zhì)有毒、易燃、易爆以

65、及對泄漏量有嚴格要求時，不宜使用。</p><p>　　雙端面密封有軸向雙端面密封和徑向雙端面密封。沿徑向布置的雙端面密封結(jié)構(gòu)較軸向雙端面密封緊湊。雙端面密封適用于介質(zhì)本身潤滑性差、有毒、易燃、易爆、易揮發(fā)、含磨粒及氣體等。</p><p>　　軸向雙端面密封有面對面或背靠背布置的結(jié)構(gòu)，工作時需在兩對端面間引入高于介質(zhì)壓力0.05～0.15MPa的封液以改善端面間的潤滑及冷卻條件，并把介質(zhì)

66、與外界隔離，有可能實現(xiàn)介質(zhì)“零泄漏”。</p><p>　　圖2.6.2-6 單端面式和雙端面式機械密封</p><p>　　a）單端面式；b）軸向雙端面式；c）徑向雙端面密封</p><p>　　7.接觸式和非接觸式機械密封</p><p>　　接觸式機械密封（見圖2.6.2-7a）是指密封面微凸體接觸的機械密封，密封面間隙h=0.5～2μ

67、m。摩擦狀態(tài)為混合摩擦和邊界摩擦；非接觸式機械密封是指密封面微凸體不接觸的機械密封，密封面間隙對于流體動壓密封h＞2μm，對于流體靜壓密封h＞5μm。摩擦狀態(tài)為流體摩擦、彈性流體動力潤滑。 </p><p>　　普通機械密封大都是接觸式密封，而可控間隙機械密封是非接觸式密封。接觸式密封結(jié)構(gòu)簡單、泄漏量小，但磨損、功耗、發(fā)熱量都較大。在高速、高壓下使用受一定限制。非接觸式密封發(fā)熱量、功耗小，正常工作時沒有磨損，能在

68、高壓高速等苛刻工況下工作，但泄漏量較大。</p><p>　　非接觸式又分為流體靜壓（見圖2.6.2-7b）和流體動壓（見圖2.6.2-7c）兩類。流體靜壓密封，系指利用外部引入的壓力流體或被密封介質(zhì)本身，通過密封端面的壓力降產(chǎn)生流體靜壓效應(yīng)的密封。流體動壓密封系指利用端面相對旋轉(zhuǎn)自行產(chǎn)生流體動壓效應(yīng)的密封，如螺旋槽端面密封。</p><p>　　圖2.6.2-7 接觸式和非接觸式機械密封

69、</p><p>　　a）接觸式；b）靜壓效應(yīng)密封；c）動壓效應(yīng)密封</p><p>　　8.單級式和雙級式機械密封</p><p>　　使密封介質(zhì)處于一種壓力狀態(tài)為單級（見圖2.6.2-8a），處于二種或二種以上壓力狀態(tài)為雙級或多級機械密封（見圖2.6.2-8b）。前者與單端面密封相同，后者各級密封串聯(lián)布置，介質(zhì)壓力依次遞減，可用于高壓工況。</p>

70、<p>　　圖2.6.2-8單級式和雙級式機械密封a)單級式b)多級式</p><p>　　9.波紋管型機械密封</p><p>　　波紋管材料有金屬、聚四氟乙烯、橡膠等，分別稱為金屬（見圖2.6.2-9a）、聚四氟乙烯（2.6.2-9b）和橡膠波紋管型（見圖2.6.2-9c）機械密封。波紋管型密封在軸上沒有相對滑動，對軸無磨損，跟隨性好，適用范圍廣。</p>&

71、lt;p>　　金屬波紋管與焊接金屬波紋管和液壓成型波紋管，其本身能代替彈性元件，耐蝕性好，可在高、低溫下使用。聚四氟乙烯耐蝕性好，可用于各種腐蝕介質(zhì)中。橡膠價格便宜，使用廣泛，使用溫度受橡膠材料的限制。 </p><p>　　圖2.6.2-9  波紋管型機械密封</p><p>　　a）焊接金屬波紋管型；b）聚四氟乙烯波紋管型；c）橡膠波紋管型</p><

72、;p>　　2.6.3 按工作參數(shù)分類</p><p>　　機械密封按不同的工作參數(shù)可以做如下分類：</p><p>　　第三章 機械密封材料</p><p>　　通常使用的機械密封就是接觸式密封，引用裝置用的機械密封也是接觸式密封，所以，合理選用摩擦副材料，對于保護密封性能、延長密封件使用壽命，減少備件費用等具有重要的意義。</p><p&

73、gt;　　3.1 機械密封材料的作用和要求 </p><p>　　3.1.1 機械密封材料的作用</p><p>　　機械密封最大的特點就是密封端面不斷摩擦，從摩擦角度看，機械密封材料主要為摩擦副材料。機械密封的密封性能和使用壽命，與各零件的材料有關(guān)，尤其是端面密封（摩擦副）的材料，輔助密封的材料和彈簧的材料。實踐證明，一種機械密封的摩擦副材料選配得當，如同結(jié)構(gòu)設(shè)計合理一樣重要。</

74、p><p>　　一對摩擦副做相對滑動，由此產(chǎn)生的摩擦熱和磨損，雖然從設(shè)計、使用各方面考慮，希望在摩擦面形成液體膜，不至于發(fā)生干摩擦。引進的機械密封圖紙上常常注有：“所有密封不允許在干摩擦狀態(tài)下運行。”但是實際操作中還是會出現(xiàn)干摩擦運轉(zhuǎn)。所以：密封面以固體接觸來考慮，還要考慮到可能發(fā)生短期干摩擦。</p><p>　　3.1.2 機械密封材料的要求</p><p>　　A

75、．對機械密封摩擦副材料的要求：</p><p><b>　　耐磨性能好；</b></p><p><b>　　良好的導(dǎo)熱性能；</b></p><p>　　搞的熱穩(wěn)定性和抗熱沖擊性；</p><p><b>　　化學(xué)穩(wěn)定性好；</b></p><p>　

76、　機械強度高、剛性大、變形??；</p><p>　　加工、成型方便、材料來源廣。</p><p>　　B．密封材料應(yīng)滿足密封功能的要求。由于被密封的介質(zhì)不同，以及設(shè)備的工作條件不同，要求密封材料的具有不同的適應(yīng)性。對密封材料的要求一般是：</p><p>　?。?） 材料致密性好，不易泄露介質(zhì)；</p><p>　?。?） 有適當?shù)臋C械強度和

77、硬度；</p><p>　?。?） 壓縮性和回彈性好，永久變形??；</p><p>　　（4） 高溫下不軟化，不分解，低溫下不硬化，不脆裂；</p><p>　?。?） 抗腐蝕性能好，在酸，堿，油等介質(zhì)中能長期工作，其體積和硬度變化小，且不粘附在金屬表面上；</p><p>　?。?） 摩擦系數(shù)小，耐磨性好；</p><p

78、>　?。?） 具有與密封面結(jié)合的柔軟性；</p><p>　　（8） 耐老化性好，經(jīng)久耐用；</p><p>　?。?） 加工制造方便，價格便宜，取材容易。</p><p>　　根據(jù)要求，機械密封摩擦副材料通常分為：硬質(zhì)材料（如金屬、金屬氧化物、</p><p>　　金屬碳化物等）和軟質(zhì)材料（主要為石墨）兩大類。</p>

79、<p>　　為了應(yīng)付惡劣的工作條件和事故性運轉(zhuǎn)，一般機械密封摩擦副材料采用硬-軟相配，只有在特殊情況下或者介質(zhì)有顆粒、漿料時才采用硬-硬相配。關(guān)于動靜材料具體匹配的問題我們認為：“雖然從動力學(xué)觀點來看，選用哪種材料做動環(huán)或者靜環(huán)沒有差別，但是實際上動環(huán)和靜環(huán)的材料選擇直接影響密封效果。這是由于動環(huán)形狀復(fù)雜，在受壓或壓力波動的情況下容易產(chǎn)生角變形，而使密封無法保證。所以動環(huán)一般選用彈性模量大的硬材料，靜環(huán)使用相對較軟的材料匹配。

80、”國內(nèi)機械密封動、靜材料配對也采用這種說法。而從引進的機械密封動靜材料匹配的統(tǒng)計數(shù)字表明，國外機械密封公司對動靜材料匹配的問題采取靈活的辦法，而且有68%的動環(huán)采用石墨材料。</p><p>　　3.2 摩擦副的材料選取</p><p>　　摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬質(zhì)合金、碳化鎢合金、SiC、填充聚四氟乙烯、錫青銅、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、不銹鋼、酚醛塑料等。常用材料的性質(zhì)如下：</p&

81、gt;<p><b>　?。?）石墨</b></p><p>　　石墨的優(yōu)點是耐腐蝕性和自潤滑性好，摩擦系數(shù)小，耐熱沖擊性好并容易加工，缺點是機械強度低，有孔隙。石墨的這兩個缺點可以用浸漬和滲碳的方法改善。浸漬石墨可分為浸樹脂和浸漬金屬兩種。浸樹脂石墨耐腐蝕性好，但不耐高溫（耐溫約170～200℃）；浸漬金屬石墨高溫性好（浸青銅、鋁、鉛等耐高溫可達400～500℃），但耐腐蝕性

82、差。石墨是使用最廣泛的非金屬材料，用作中低轉(zhuǎn)速機械密封的動環(huán)和高速機械密封的靜環(huán)。好的石墨，肉眼看來致密，手指摸上去不大脫粉，不大染黑手指。</p><p><b>　?。?）陶瓷</b></p><p>　　陶瓷的優(yōu)點是耐腐蝕性好，硬度很高，耐磨性好，缺點是脆性大以及硬度過高而難以加工。應(yīng)用較多是氧化鋁陶瓷，還有金屬陶瓷。陶瓷多用于腐蝕性介質(zhì)、中低速的場合。<

83、/p><p><b>　?。?）堆焊硬質(zhì)合金</b></p><p>　　在碳鋼、鉻鋼和鉻鎳鋼的密封面上堆焊硬質(zhì)合金，優(yōu)點是硬度高，耐磨性好，耐溫性好（500℃以下），耐腐蝕或汽蝕性好，缺點是易產(chǎn)生氣孔、夾渣和表面硬度不均勻。</p><p><b>　　（4）碳化鎢合金</b></p><p>　　由

84、碳化鎢、碳化鈦等硬度高、熔點高的金屬碳化物，是用加粘結(jié)劑粉末冶金的辦法，壓制燒結(jié)成型。優(yōu)點是硬度、強度都很高，耐磨、耐高溫、耐腐蝕，線膨脹系數(shù)低，缺點是性脆，加工困難。碳化鎢是應(yīng)用最廣泛的端面密封副材料，多用作中低轉(zhuǎn)速機械密封的靜環(huán)，高速機械密封的動環(huán)。</p><p>　　3.3 輔助密封圈的材料</p><p>　　對輔助密封材料的要求是彈性好，摩擦系數(shù)小，耐磨、耐熱和低溫性好，抗介質(zhì)

85、腐蝕、溶解和老化等，此外還要求在壓縮后和長期使用中殘余變形好。常用的輔助密封圈材料是橡膠和聚四氟乙烯，此外還有軟聚氯乙烯。輔助密封材料一般使用橡膠材料比較多。橡膠有較好的彈性、緩沖性、吸振性、耐熱性、耐腐蝕性。橡膠密封圈的密封效果好，應(yīng)用最廣泛。常用的橡膠有硅橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠和氟橡膠等。</p><p>　　橡膠密封制品常用材料如下。</p><p><b>　　（1）丁

86、腈橡膠</b></p><p>　　丁腈橡膠具有優(yōu)良的耐燃料油及芳香溶劑等性能，但不耐酮，酯和氯化氫等介質(zhì)，因此耐油密封制品以及采用丁腈橡膠為主。</p><p><b>　?。?）氯丁橡膠</b></p><p>　　氯丁橡膠具有良好的耐油和耐溶劑性能。它有較好的耐齒輪油和變壓器油性能，但不耐芳香族油。氯丁橡膠還具有優(yōu)良的耐天候老

87、化和臭氧老化性能。氯丁橡膠的交聯(lián)斷裂溫度在200℃以上，通常用氯丁橡膠制作門窗密封條。氯丁橡膠對于無機酸也具有良好的耐腐蝕性。此外，由于氯丁橡膠還具有良好的撓曲性和不透氣性，可制成膜片和真空用的密封制品。</p><p><b>　?。?）天然橡膠</b></p><p>　　天然橡膠與多數(shù)合成橡膠相比，具有良好的綜合力學(xué)性能，耐寒性，較高的回彈性及耐磨性。天然橡膠不

88、耐礦物油，但在植物油和醇類中較穩(wěn)定。在以正丁醇與精制蓖麻油混合液體組成的制動液的液壓制動系統(tǒng)中作為密封件的膠碗，膠圈均用天然橡膠制造，一般密封膠也常用天然橡膠制造。</p><p><b>　?。?）氟橡膠</b></p><p>　　氟橡膠具有突出的耐熱（200～250℃），耐油性能，可用于制造氣缸套密封圈，膠碗和旋轉(zhuǎn)唇形密封圈，能顯著地提高使用時間。</p&

89、gt;<p><b>　?。?）硅橡膠</b></p><p>　　硅橡膠具有突出的耐高低溫，耐臭氧及耐天候老化性能，在-70～260℃的工作溫度范圍內(nèi)能保持其特有的使用彈性及耐臭氧，耐天候等優(yōu)點，適宜制作熱機構(gòu)中所需的密封墊，如強光源燈罩密封襯圈，閥墊等。由于硅橡膠不耐油，機械強度低，價格昂貴，因此不宜制作耐油密封制品。</p><p>　?。?） 三

90、元乙丙橡膠</p><p>　　三元乙丙橡膠的主鏈是不含雙鍵的完全飽和的直鏈型結(jié)構(gòu)，其側(cè)鏈上有二烯涇，這樣就可用硫磺硫化。三元乙丙橡膠具有優(yōu)良的耐老化性，耐臭氧性，耐候性，耐熱性（可在120℃環(huán)境中長期使用），耐化學(xué)性（如醇，酸，強堿，氧化劑），但不耐脂肪族和芳香族類溶劑侵蝕。三元乙丙橡膠在橡膠中密度是最低的有高填充的特性，但缺乏自粘性和互粘性。此外，三元乙丙橡膠有突出的耐蒸汽性能，可制作耐蒸汽膜片等密封制品。三

91、元乙丙橡膠已廣泛用于洗衣機，電視機中的配件和門窗密封制品，或多種復(fù)合體剖面的膠條生產(chǎn)中。</p><p><b>　　（7） 聚氨脂橡膠</b></p><p>　　聚氨脂橡膠具有優(yōu)異的乃磨性和良好的不透氣性，使用溫度范圍一般為-20～80℃。此外，還具有中等耐油，耐氧及耐臭氧老化特性，但不耐酸堿、水、蒸汽和酮類等。適于制造各種橡膠密封制品，如油封、O形圈和隔膜等。&

92、lt;/p><p><b>　?。?） 氯醚橡膠</b></p><p>　　氯醚橡膠兼有丁腈橡膠，氯丁橡膠，丙烯酸酯橡膠的優(yōu)點，其耐油、耐熱、耐臭氧、耐燃、耐堿、耐水及耐有機溶劑性能都很好，并有良好的工藝性能，其耐寒性較差。在使用溫度不太低的情況下，氯醚橡膠仍是制造油封，各種密封圈，墊片，隔膜和防塵罩等密封制品的良好材料。</p><p>　　（

93、9） 丙烯酸酯橡膠</p><p>　　丙烯酸酯橡膠具有耐熱油（礦物油，潤滑油和燃料油），特別是在高溫下的耐油穩(wěn)定性能，一般可達175℃，間隙使用或短時間可耐溫200℃。它的缺點是耐寒性差。因此在非寒冷地區(qū)適合制作耐高溫油的油封，但不適合作高溫下受拉伸或壓縮應(yīng)力的密封制品。</p><p>　　還有一種材料就是聚四氟乙烯，聚四氟乙烯的優(yōu)點是化學(xué)穩(wěn)定性、耐油、耐溶解、耐濕性優(yōu)異，摩擦系數(shù)低，

94、適用于各種腐蝕介質(zhì)，缺點是彈性比橡膠差，易產(chǎn)生永久變形。本論文設(shè)計的為油泵機械密封裝置，介質(zhì)為原油，故選用聚四氟乙烯做為輔助密封材料。</p><p>　　3.4 彈性元件材料</p><p><b>　?。?）彈簧材料</b></p><p>　　對彈簧材料的要求是：彈性好、耐介質(zhì)腐蝕。常用彈簧材料有不銹彈簧鋼（1Cr18Ni9Ti等）、鉻鋼

95、（3Cr13、4Cr13等）、碳素彈簧鋼（60Si2Mn等）和磷青銅。</p><p><b>　?。?）波紋管材料</b></p><p>　　對波紋管材料的要求是：良好的焊接性能；較大的彈性；一定的耐腐蝕性。常用的波紋管材料有鐵基、銅基和鎳基合金以及鈦材等。一般以鐵基中的鎳鉻奧氏體帶材為主，尤以1Cr18Ni125MnMo2Ti用得最多。高鎳彈性合金被認為是制作波

96、紋管較理想的材料，含鋁的材料用一般焊接技術(shù)時會遇到困難。目前國外用得最多的波紋管材料有AM350（近似Cr16Ni45MnMo3N）屬于固溶體、低強度、低硬度、高延伸率。</p><p>　　第四章 機械密封選型及安裝</p><p>　　機械密封件屬于精密、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的機械基礎(chǔ)元件之一，是各種泵類、反應(yīng)合成釜、透平壓縮機、潛水電機等設(shè)備的關(guān)鍵部件。其密封性能和使用壽命取決于許多因素，如

97、選型、機器的精度、正確的安裝使用等。</p><p><b>　　4.1 選型</b></p><p>　　機械密封件屬于精密、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的機械基礎(chǔ)元件之一，是各種泵類、反應(yīng)合成釜、透平壓縮機、潛水電機等設(shè)備的關(guān)鍵部件。其密封性能和使用壽命取決于許多因素，如選型、機器的精度、正確的安裝使用等。機械密封按工作條件和介質(zhì)性質(zhì)的不同，有耐高溫、耐低溫機械密封，耐高壓、耐腐

98、蝕機械密封，耐顆粒介質(zhì)機械密封和適應(yīng)易汽化的輕質(zhì)烴介質(zhì)的機械密封等，應(yīng)根據(jù)不同的用處選取不同結(jié)構(gòu)型式和材料的機械密封。</p><p><b>　　選型的基本原則為：</b></p><p>　?。?）根據(jù)密封腔體壓力，確定密封結(jié)構(gòu)采用平衡型或非平衡型，單端面或雙端面等。</p><p>　?。?）根據(jù)工作速度，確定采用旋轉(zhuǎn)式或靜止式，流體動壓

99、式或非接觸型。</p><p>　?。?）根據(jù)溫度及流體性質(zhì)，確定摩擦副和輔助密封材料，以及正確選擇潤滑、沖洗、保溫、冷卻等機械密封循環(huán)保護系統(tǒng)等。</p><p>　?。?）根據(jù)安裝密封的有效空間，確定采用多彈簧或單彈簧或波形彈簧，內(nèi)裝式或外裝式。</p><p>　　機械密封結(jié)構(gòu)型式的選擇是設(shè)計環(huán)節(jié)中的重要步驟，必須先進行調(diào)查：</p><p

100、>　?、俟ぷ鲄?shù)—介質(zhì)壓力、溫度、軸徑和轉(zhuǎn)速。</p><p>　　②介質(zhì)特性—濃度、粘度、腐蝕性、有無固體顆粒及纖維雜質(zhì)，是否易汽化或結(jié)晶等。</p><p>　?、壑鳈C工作特點與環(huán)境條件—連續(xù)或間歇操作；主機安裝在室內(nèi)或露天；周圍氣氛性質(zhì)及氣溫變化等。</p><p>　?、?主機對密封的允許泄漏量、泄漏方向（內(nèi)漏或外漏）要求；壽命及可靠性要求。</

101、p><p>　?、?主機對密封結(jié)構(gòu)尺寸的限制。</p><p>　?、薏僮骷吧a(chǎn)工藝的穩(wěn)定性。</p><p>　　4.1.1 根據(jù)工作參數(shù)p、v、t選型</p><p>　　這里p是指密封腔處的介質(zhì)壓力，根據(jù)p值的大小可以初步確定是否選擇平衡式的結(jié)構(gòu)以及平衡程度。對于介質(zhì)粘度高、潤滑性好的，p≤0.8MPa，或低粘度、潤滑性較差的介質(zhì)，p≤0.

102、5MPa時，通常選用非平衡式結(jié)構(gòu)。p值超過上述范圍時，應(yīng)考慮選用平衡式結(jié)構(gòu)。當p＞15MPa時，一般單端面平衡式結(jié)構(gòu)很難達到密封要求，此時可選用串聯(lián)式多端面密封。</p><p>　　υ是指密封面平均直徑的圓周速度，根據(jù)υ值的大小確定彈性元件是否隨軸旋轉(zhuǎn)，即采用彈簧旋轉(zhuǎn)式或彈簧靜止式結(jié)構(gòu)，一般υ＜20～30m/s的可采用彈簧旋轉(zhuǎn)式，速度更高的條件下，由于旋轉(zhuǎn)件的不平衡質(zhì)量易引起強烈振動，最好采用彈簧靜止式結(jié)構(gòu)。若

103、p和υ的值都高時，可考慮選用流體動壓式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　t是指密封腔內(nèi)的介質(zhì)溫度，根據(jù)t的大小確定輔助密封圈的材質(zhì)、密封面的冷卻方法及其輔助系統(tǒng)。溫度t在0～80℃范圍內(nèi)，輔助密封圈通常選用丁腈橡膠O形密封圈；-50℃≤t＜150℃，根據(jù)介質(zhì)腐蝕性強弱，可選用氟橡膠、硅橡膠或聚四氟乙烯成型填料密封圈：溫度＜-50或t≥150℃時，橡膠和聚四氟乙烯會產(chǎn)生低溫脆裂或高溫老化，此時可采用金屬波紋管結(jié)構(gòu)。介質(zhì)濁

104、度高于80℃時，在密封領(lǐng)域中通常就要按高溫來考慮，此時必須采取相應(yīng)的冷卻措施。</p><p>　　4.1.2 根據(jù)介質(zhì)特性選型</p><p>　　腐蝕性較弱的介質(zhì)，通常選用內(nèi)置式機械密封，其端面受力狀態(tài)和介質(zhì)泄漏方向都比外置式合理。對于強腐蝕性介質(zhì)，由于彈簧選材較困難，可選用外置式或聚四氟乙烯波紋管式機械密封，但一般只適用p≤0.2～0.3MPa的范圍內(nèi)。</p><

105、;p>　　易結(jié)晶、易凝固和高粘度的介質(zhì)，應(yīng)采用大彈簧旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。因為小彈簧容易被固體物堵塞，高粘度介質(zhì)會使小彈簧軸向補償移動受阻。</p><p>　　易燃、易爆、有毒介質(zhì)，為了保證介質(zhì)不外漏，應(yīng)該采用有封液（隔離液）的雙端面結(jié)構(gòu)。</p><p>　　按上述工作參數(shù)和介質(zhì)特性選定的結(jié)構(gòu)往往只是一個初步方案，最終確定還必須考慮主機的特征和對密封的某些特殊要求。例如，火箭發(fā)動機的密封壽

106、命只需幾分鐘，但要求短時間內(nèi)絕對不漏。艦船上的主機有時為了獲得更有效的空間，對密封的尺寸和安裝位置往往提出十分苛刻的要求，又如潛艇上的排水泵，在潛艇沉浮過程中，壓力變化幅度很大等。在這些情況下，就不能按常規(guī)選擇標準結(jié)構(gòu)，而必須對具體工況作特殊設(shè)計，同時采取必要的輔助措施。</p><p>　　4.2 機械密封的安裝</p><p>　　4.2.1 機械密封安裝、使用技術(shù)要領(lǐng)</p&g

107、t;<p>　　1、設(shè)備轉(zhuǎn)軸的徑向跳動應(yīng)≤0.04毫米，軸向竄動量不允許大于0.1毫米</p><p>　　2、設(shè)備的密封部位在安裝時應(yīng)保持清潔，密封零件應(yīng)進行清洗，密封端面完好無損，防止雜質(zhì)和灰塵帶入密封部位</p><p>　　3、在安裝過程中嚴禁碰擊、敲打，以免使機械密封摩擦付破損而密封失效</p><p>　　4、安裝時在與密封相接觸的表面應(yīng)涂

108、一層清潔的機械油，以便能順利安裝</p><p>　　5、安裝靜環(huán)壓蓋時，擰緊螺絲必須受力均勻，保證靜環(huán)端面與軸心線的垂直要求</p><p>　　6、安裝后用手推動動環(huán)，能使動環(huán)在軸上靈活移動，并有一定彈性</p><p>　　7、安裝后用手盤動轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸應(yīng)無輕重感覺</p><p>　　8、設(shè)備在運轉(zhuǎn)前必須充滿介質(zhì)，以防止干摩擦而使密封失

109、效</p><p>　　9、對易結(jié)晶、顆粒介質(zhì)，對介質(zhì)溫度>80oC時，應(yīng)采取相應(yīng)的沖洗、過濾、冷卻措施，各種輔助裝置請參照機械密封有關(guān)標準</p><p>　　10、安裝時在與密封相接觸的表面應(yīng)涂一層清潔的機械油，要特別注意機械油的選擇對于不同的輔助密封材質(zhì)，避免造成O型圈侵油膨脹或加速老化，造成密封提前失效</p><p>　　4.2.2 機械密封安裝注意

110、事項</p><p>　　機械密封是高精密的機械設(shè)備部件，它的密封性能和使用壽命與主機的操作條件、主機精密及機封產(chǎn)品是否正確安裝有極大的關(guān)系。因此在使用時必須注意一下幾點：</p><p><b>　　安裝前注意事項：</b></p><p>　　1. 必須查閱被安裝的機械密封是否適用設(shè)備的使用工況及適用范圍。當輸送介質(zhì)溫度過高、過低；速度過高

111、、過低；壓力過高或真空狀態(tài)以及含有雜質(zhì)顆粒、易燃、易爆、有毒時，必須選用平衡型、雙端面、多端面等密封形式，并應(yīng)采用相應(yīng)的阻封、沖洗、冷卻、過濾等措施。</p><p>　　2. 應(yīng)仔細閱讀機械密封產(chǎn)品樣本或裝配圖，檢查密封型號與要求的型號是否相符，輔助密封圈尺寸公差是否合適，摩擦副表面是否光滑平整等，保證機械密封安裝尺寸及允差。</p><p>　　3. 檢查有關(guān)的危險標記，檢查軸和腔體上

112、重要的軸向、徑向尺寸公差的精確性和光潔度。密封腔體內(nèi)徑與機械密封最大外徑的單邊間隙必須大于1mm。</p><p>　　4. 檢查設(shè)備的精度。設(shè)備密封軸與密封腔的垂直度≤0.04mm；軸的徑向跳動量≤0.04mm；軸向竄動量≤0.1mm。</p><p>　　5. 安裝機械密封部位的軸（或軸套）、密封端蓋（或殼體）的精度及加工要求應(yīng)按圖1、</p><p><

113、b>　　圖2以及加工。</b></p><p><b>　　圖1非平衡型 </b></p><p><b>　　圖2平衡性</b></p><p><b>　　裝配時注意事項：</b></p><p>　　1. 裝配過程應(yīng)在干燥、無塵、清潔的工作環(huán)境下進行

114、，保證密封腔部位及密封件清潔干凈。</p><p>　　2. 為了減少摩擦阻力并順利裝配，在安裝時，轉(zhuǎn)軸和壓蓋與輔助密封圈接觸表面需要涂一層清潔的潤滑油或油脂。但必須注意當選用乙丙橡膠作輔助密封時，切勿與礦物油或油脂類接觸，可用水、肥皂水或洗潔精清潔和潤滑，旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)摩擦副表面也須涂一層清潔硅油或油脂。</p><p>　　3. 對彈簧座傳動的機械密封，必須注意彈簧的旋向。一般是從靜止