机械密封基础知识

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1、机械密封基础知识炼油分部机动处2010年10月29日一、机械密封原理二、机械密封的基本零件三、机械密封辅助系统四、机械密封的计算五、机械密封的选用六、机械密封的使用七、机械密封的失效分析及处理八、机械密封的维护要点九、机械密封失效案例十、讨论目录（一）基本结构（图1-1）一、机械密封原理六部分组成:1.端面摩擦副（动环、静环）2.弹性元件（弹簧、波纹管）3.辅助密封圈（O型圈、V型圈、楔形圈等）4.传动件（传动销、转动键、传动环、传动座等）5.紧固件（紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套）6.密封辅助冲洗系

2、统六个密封点：1、动、静环间密封2、静环与静环座间的密封3、动、静环镶嵌结构配合处密封4、密封压盖与泵体间的密封5、轴套与轴间的密封6、动环与轴套间的密封图1-1典型机械密封示意图（二）定义机械密封是一种用于旋转流体机械的轴封装置。它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。（三）原理轴通过轴套、传动座和推环，带动动环旋转，静环固定不动，依靠介质压力和弹簧力使动静环之间的密封端面紧密贴合，

3、阻止了介质的泄漏。摩擦副表面磨损后，在弹簧的推动下实现补偿。为了防止介质通过动环与轴之间泄漏，装有动环密封圈；而静环密封圈则阻止了介质沿静环和压盖之间的泄漏。一、机械密封原理1、旋转式和静止式机械密封（图1-2）（1）旋转式：弹性元件随轴旋转；用于线速度不大于25m/s的场合。（2）静止式：弹性元件不随轴旋转；用于线速度大于25m/s的场合。（四）机械密封的种类一、机械密封原理2、内装式和外装式机械密封（图1-3）（1）内装式：静环装在压盖内侧，静环端面面向工作腔；用于温度、压力较高，腐蚀性不强的场合。（2

4、）外装式：静环装在压盖外侧，静环端面背向工作腔；用于低压、腐蚀性强的场合。一、机械密封原理3、内流式和外流式机械密封（一般和内装式、外装式一致）（1）内流式：泄漏方向朝向轴心；一般密封都采用这种结构。（2）外流式：泄漏方向朝向离心力方向；易泄漏，只有在压力、温度都不高的腐蚀性介质中用。4、多弹簧和单弹簧机械密封（1）多弹簧：轴向尺寸短，轴向弹力均匀；宜用于高速，不宜用于腐蚀性介质。（2）单弹簧：轴向尺寸长，轴向弹力不均匀；不宜用于高转速的场合。一、机械密封原理（1）平衡型：载荷系数K＜1.0；用于压力较高的

5、场合（≥0.7MPa）（2）非平衡型：载荷系数K≥1.0；用于压力较低的场（＜0.7MPa）端面比压Pb＝Pt+（K－λ）P15、平衡型和非平衡型机械密封（图1-4）图1-4平衡型和非平衡型机械密封示意图一、机械密封原理两套密封的补偿环面对面或背对背安装在一起。用于工作介质有毒、易燃、易爆、易挥发、易结晶、高温、低温，或气体、高真空度等场合。两套密封之间形成一的个密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、润滑、冷却，选洁净、润滑性好的封液介质。6、双端面机械密封（图1-5）图1-5双端面机械密封示意图一、机械密封原

6、理两套密封沿同一方向布置，密封腔压力逐级降低。用于高压场合。7、串联式机械密封（图1-6）图1-6串联式机械密封示意图一、机械密封原理去掉了补偿环密封圈及其摩擦阻力，补偿环密封圈改至弹簧座处,补偿环追随性提高。避免了补偿环密封圈因轴串、振动所产生的磨损。金属波纹管用于高温介质聚四氟乙烯波纹管用于腐蚀性介质。8、波纹管机械密封（图1-7）图1-7波纹管机械密封示意图一、机械密封原理将机械密封、轴套、压盖组合成一个整体。安装时只需固定压盖、轴套，取下定位挡块即可。安装方便，排除了安装不良的影响。9、集装式机械密

7、封（图1-8）图1-8集装式机械密封示意图一、机械密封原理1、作用：保持密封面紧密贴合，防止介质泄漏。2、要求：（1）具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和导热性；动环要有良好的追随性（自动补偿密封面的磨损）；动、静环具有浮动性，起缓冲作用。（2）密封端面的粗糙度Ｒａ≤0.2μm，平面度＜0.9μm。密封端面承载能力与表面粗糙度有很大关系，如下表：粗糙度（μm）3.20.80.40.2承载面积（%）4124095端面比压增加（倍）247.31.50.05由表中可见，密封端面粗糙度对端面比压影响较大，当粗糙度变大时，

8、承载面积减小，端面比压变大，造成高点接触，局部压力很高，密封面过热磨损，甚至开裂，所以密封端面越粗糙，承载能力越差。（一）端面摩擦副二、机械密封的基本零件3、密封环的种类整体式（用同一种材料制造）、组合式（如镶嵌）、表面堆焊、表面喷涂。（二）弹性元件：（弹簧、波纹管等）1、作用：起预紧、补偿及缓冲的作用。2、要求：使密封面产生一个合理的比压，保证端面摩擦副良好的贴合和动环的追随性，材料要求耐腐蚀和疲劳。（三）辅助