(简)机械密封基础知识讲座

机械密封

机械密封 基础知识讲座

2013-7-17

机械密封

序

言

机械密封最早于1885年在英国发明并获得专利，首先获 得应用是在20世纪20年代的冷冻机装置上，同时出现了研究 和生产机械密封的专业公司 (英国的 Crane公司、德国 的 Pacific公司等)。

我国在20世纪60年代才相继出现研究和生产机械密封的 专业机构(天津克兰),目前已有四十年历史，在普通机械 密封领域技术及产品日趋成熟，大部分地方已能替代进口产 品，性能接近国外产品。目前国内具有规模的研究、生产厂 家已有十余个，并在高参数密封及新技术方面取得一定突破。 机械密封广泛用于石油、化工、冶金、煤炭、食品、医 疗、电力、纺织、环保等诸多领域。 机械密封具有性能好、使用寿命长、运转可靠等特点， 是现代企业流体输送机械应用最广、最有前途的密封形式， 对于减少环境污染、节约能源具有重大意义。2013-7-17 2

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目一、机械密封原理 二、机械密封的基本零件 三、机械密封的计算 四、机械密封用材料

录

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一、机械密封原理(一)定义 (二)组成 (三)密封机理 (四)辅助设施 (五)机械密封的种类 (六)旋转式和静止式机械密封 (七)内装式和外装式机械密封

(八)内流式和外流式机械密封(九)多弹簧和单弹簧机械密封 (十)平衡型和非平衡型机械密封2013-7-17 4

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(十一)补偿机构形式(十二)双端面机械密封 (十三)串联式机械密封

(十四)波纹管机械密封(十五)集装式机械密封

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二、机械密封的基本零件(一)对摩擦副密封环的要求 (二)摩擦副匹配要考虑的因素

(三)密封端面宽度(四)密封环的主要技术要求 (五)摩擦副端面平面度检测 (六)密封端面的粗糙度要求 (七)动环(旋转环)

(八)静环(不旋转)(九)密封环的种类 (十)整体式密封环2013-7-17 6

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(十一)组合式 (十二)热装式密封环 (十三)热装式密封环的过盈值选择

(十四)辅助密封圈(十五)传动机构的作用 (十六)静环防转方式 (十七)机械密封的弹性元件 (十八)波纹管种类

(十九)焊接金属波纹管密封

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三、机械密封的计算(一)补偿环的受力状况 (二)密封端面中液膜反力的分布情况 (三)液膜反力的计算 (四)易汽化介质中密封端面间的液膜压力分布 (五)膜压系数的影响因素 (六)弹簧比压的计算 (七)载荷系数K

(八)端面比压(九)波纹管的有效作用直径de (十)PV值2013-7-17 8

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四、机械密封用材料(一)摩擦副材料要求 (二)制造摩擦副的常用材料 (三)碳石墨 (四)硬质合金WC (五)Si

C陶瓷

(六)Al2O3 陶瓷及其它陶瓷介绍(七)表面堆焊硬质合金 (八)作摩擦副的金属材料 (九)填充聚四氟乙烯 (十)辅助密封圈材料要求2013-7-17 9

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(十一)合成橡胶(十二)柔性石墨(也称膨胀石墨) (十三)弹性元件材料

(十四)机械密封中基体材料

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一、机械密封原理(一)定义(图1-1)

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机械密封是一种用于旋转流体机械的轴封装置。(用于离心泵、离心机、反应釜、压缩机等设备，轴和设备腔 体间存在一个圆周间隙，设备介质从中泄漏，因此必须设

一道阻漏装置。因机械密封具有泄漏少、寿命长等优点，成为了主要的轴密封方式，又叫端面密封。) 在国家有关标准中的定义：由至少一对垂直于旋转轴 线的端面组成,在流体压力及补偿机构弹力(或磁力)共同作 用下，以及辅助密封圈的配合下， 该对端面保持贴合并相

对滑动，而构成的防止流体泄漏的装置。

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(二)组成 1、 密封端面：动环、静环───摩擦副 2、 缓冲补偿机构：由弹性元件(圆柱弹簧、圆锥弹簧、 波片弹簧、波纹管等)构成。(使贴合)

3、 辅助密封圈：包括动环密封圈、静环密封圈等，有各种形式：如O型圈、V型圈、楔形圈等

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(三)密封机理 1、 4个密封点(亦称4个泄漏点，如图1-1) 泄漏点1─摩擦端面泄漏点，依靠弹力和介质压力保持 贴和；(动密封点,两个摩擦副之间有相对转动) 泄漏点2 ─ 补偿环密封圈，依靠密封圈的过盈量实现密封； (静密封点，密封圈与轴或轴套之间有微动) 泄漏点3 ─非补偿环密封圈，依靠密封圈的过盈量实现密封； (静密封点，密封圈与相配合件之间相对静止) 泄漏点4 ─压盖与腔体间的密封圈，依靠密封圈的过盈量实现 密封；(静密封点，密封圈与相配合件之间相对静 止)

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2、 传动关系

轴或轴套───紧固螺钉5──弹簧座4──弹簧3─补偿环1压盖──防转销8─非补偿环6

3、 原理通过一系列零件将径向密封转化为轴向密封，在弹 簧和介质压力共同作用下，对由于设备运行所造成的轴 向磨损可以及时补偿，使轴向密封面始终保持贴合。由 于机械密封(轴向密封)在运行中可以对轴向磨损进行

补偿，而填料密封(径向密封)不能对径向磨损进行补偿，故机械密封比填料密封寿命长。

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(四)辅助设施

通过冲洗、冷却、过滤、分离等方式进行冷却 和润滑，从而改善密封的工作环境，减少密封的泄 漏量，延长使用寿命。应当把它看作机械密封的组

成部分。

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