機(jī)械密封原理及材料分析

1.機(jī)械密封的工作原理

機(jī)械密封又稱端面密封(Mechanical Seal)，是旋轉(zhuǎn)軸用動(dòng)密封。機(jī)械密封性能可靠，泄露量小，使用壽命長，功耗低，毋須泵用機(jī)械密封經(jīng)常維修，且能適應(yīng)于生產(chǎn)過程自動(dòng)化和高溫、低溫、高壓、真空、高速密封件廠以及各種強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)、含固體顆粒介質(zhì)等苛刻工況的密封要求。

機(jī)械密封是靠一對或幾對垂直于軸作相對滑動(dòng)機(jī)械密封件廠的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力(或磁力)作用下保持接合并配以輔助密封而達(dá)到的阻漏的軸封裝置。

機(jī)械密封與軟填料密封比較如下：

機(jī)械密封的優(yōu)點(diǎn)：

(1)同軟填料密封相比，機(jī)械密封可靠，在長期運(yùn)轉(zhuǎn)中密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄露量很小，其泄露約為軟填料密封的1%；

(2) 機(jī)械密封的使用壽命長，在油、水介質(zhì)中一般可達(dá)1～2年或更長，在化工介質(zhì)中機(jī)械密封一般能工作半年以上；

(3) 擦功率消耗小，機(jī)械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%～50%；

(4) 使用機(jī)械密封時(shí)軸或軸套基本上不磨損；

(5) 維修周期長，機(jī)械密封端面磨損后可自動(dòng)補(bǔ)償，一般情況下不需經(jīng)常性維修；

(6)機(jī)械密封 抗振性好，對旋轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)以及軸對密封腔的偏斜不敏感；

(7) 適用范圍廣，機(jī)械密封能用于高溫、低溫、高壓、真空、不同旋轉(zhuǎn)頻率，以及各種腐蝕介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)的密封。

機(jī)械密封的缺點(diǎn)：

(1)機(jī)械密封較復(fù)雜，對加工要求高；

(2)機(jī)械密封的安裝與更換比較麻煩，要求工人有一定的技術(shù)水平；

(3)使用機(jī)械密封發(fā)生偶然性事故時(shí)，處理較困難；

(4)機(jī)械密封的價(jià)錢高。

機(jī)械密封前的準(zhǔn)備工作：

(1)檢查機(jī)械密封的型號(hào)、規(guī)格是否符合設(shè)計(jì)圖紙的要求，所有零件(特別是密封面、輔助密封圈)有無損傷、變形、裂紋等現(xiàn)象，若有缺陷，必須更換或修復(fù)。

(2)檢查機(jī)械密封各零件的配合尺寸、粗糙度、平行度是否符合設(shè)計(jì)要求。

(3)使用小彈簧機(jī)械密封時(shí)，應(yīng)檢查小彈簧的長短和剛性是否相同。

(4)機(jī)械密封前要檢查主機(jī)的竄動(dòng)量、擺動(dòng)量和撓度是否符合技術(shù)要求，機(jī)械密封腔是否符合安裝尺寸，密封端蓋與軸是否垂直，一般要求：軸竄動(dòng)量不大于±0.5mm；軸擺動(dòng)量(旋轉(zhuǎn)環(huán)密封圈處)不大于0.06mm；軸最大撓度不大于0.05mm；密封端蓋與墊片接觸平面對中心線的不垂直度允許差0.03～0.05mm。

(5)安裝機(jī)械密封時(shí)應(yīng)保持清潔，特別是旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)密封面及輔助密封圈表面應(yīng)無雜質(zhì)、灰塵。不允許用不清潔的布擦拭密封面。

(6)允許用工具敲打密封元件，以防止密封件被損壞。

2. 機(jī)械密封材料

摩擦副材料

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)械密封的泄露大約有80%～95%是由于密封端面，摩擦副造成的。除了要保持密封面平行之外，主要是摩擦副的材料問題。

摩擦材料應(yīng)具備下列條件：

(1) 機(jī)械強(qiáng)度高，能耐壓和耐壓力變形；

(2) 具有耐干磨性，耐高載荷性，自潤滑性好；

(3) 配對材料的磨合性好，無過大的磨損和對偶腐蝕；

(4) 耐磨性好，壽命長；

(5) 導(dǎo)熱性和散熱性好；

(6) 耐高溫性好；

(7) 抗熱裂性好；

(8) 耐腐蝕性強(qiáng)；

(9) 線膨脹系數(shù)小；

(10) 切削加工性好，成型性能好；

(11) 氣密性好；

(12) 密度小，能耐熱變形和尺寸穩(wěn)定性好。



作者：嘉善日益機(jī)械密封件廠

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