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机械密封常识（一）：机械密封工作原理及机械密封的组成

机械密封常识（一）：机械密封工作原理及机械密封的组成

作为旋转设备中不可缺少的密封装置，机械密封因其工作可靠、泄漏量小、使用寿命长、功率消耗少等特点，在泵、压缩机、反应釜、搅拌器、转盘塔、离心机和过滤机等工艺设备上得到了广泛应用。
机械密封失效或泄漏将影响机械设备运作，给工厂带来损失，严重时可能发生事故，造成人员伤亡或环境污染等后果。因此我们对机械密封的知识要有一定的了解。
机械密封亦称端面密封，是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下，依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合，并相对滑动，从而防止流体泄漏的装置。

图29.7-1 机械密封结构
一机械密封的工作原理
　　机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。
　　常用机械密封结构如图29.7-1所示。由静止环(静环)1、旋转环(动环)2、弹性元件3、弹簧座4、紧定螺钉5、旋转环辅助密封圈6和静止环辅助密封圈8等元件组成，防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。
　　机械密封中流体可能泄漏的途径有如图29.7-1中的A、B、C、D四个通道。
　　C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封，二者均属静密封。B通道是旋转环与轴之间的密封，当端面摩擦磨损后，它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上仍然是一个相对静密封。因此，这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。静密封元件最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封，有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构。
　　A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格腔制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损;压力过小，泄漏量增加。所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。
　　机械密封与软填料密封比较，有如下优点：①密封可靠在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100;②使用寿命长在油、水类介质中一般可达1～2年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上;③摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%;④轴或轴套基本上不受摩损;⑤维修周期长端面磨损后可自动补偿，一般情况下，毋需经常性的维修;⑥抗振性好对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感;⑦适用范围广机械密封能用于低温、高温、真空、高压、不同转速，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。但其缺点有：①结构较复杂，对制造加工要求高;②安装与更换比较麻烦，并要求工人有一定的安装技术水平;③发生偶然性事故时，处理较困难;④一次性投资高。
二机械密封主要由以下四类部件组成：
1、主要部件
动环和静环
2、辅助密封件
密封圈（有O形、X形、U型、楔形矩形柔性
石墨、PTFE包覆橡胶O圈等）
3、弹力补偿机构
弹簧、推环
4、传动件
弹簧座及键或各种螺钉
机械密封详细结构如下：

三机械密封基本元件的作用如下：

(1). 端面摩擦副(动、静环)保持紧密贴合组成密封面防止介质泄漏.要求动、静环具有良好的耐磨性，动环可以轴向移动，自动补偿密封面磨损，使之与静环良好地贴合，静环有浮动性，起缓冲作用；
(2). 弹性元件(弹簧、波纹板、蛇形套等)主要起补偿、预紧及缓冲作用，也是对密封端面产生合理比压的因素.要求始终保持弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦，启动环补偿作用.材料要求耐腐蚀0；
(3)辅助密封(0形环、V形环、楔形环及其他异形密封环)主要起到静环和动环的密封作用，同时也起到浮动性和缓冲的作用.要求静环的辅助密封元件保证静环与压盖之间的密封性，使静环有一定的浮动性;动环的辅助密封元件保证动环与轴或轴套之间的密封.材料要求耐热、耐寒方面与介质接近；
(4). 传动件(传动销、传动环、传动座、传动套、传动键、传动突耳或牙嵌式联接器)，其作用是将轴的转矩传给动环.材料要求耐腐蚀和耐磨损；
(5). 固紧件(紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套)起着静、动环的定位、固紧作用.要求定位正确，保证摩擦副密封面处于正确的位置，并且保持良好贴合的弹簧比压;同时要求拆装方便，容易就位，能重复使用.与辅助密封配合处应注意安装密封环的倒角和压弹量，特别注意动环密封圈与轴套配合处，要求耐腐蚀和耐磨损，必要时采用硬面复层。

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