機械密封原理介紹和特點及材料選擇

　    一.機械密封的工作原理

　　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。

　　二.機械密封常用材料的選用

　　1.清水、常溫

　　動環(huán)：9Cr18，1Cr13堆焊鈷鉻鎢，鑄鐵；

　　靜環(huán)：浸樹脂石墨，青銅，酚醛塑料。

　　2.河水（含泥沙）、常溫

　　動環(huán)：碳化鎢；

　　靜環(huán)：碳化鎢。

　　3.海水、常溫

　　動環(huán)：碳化鎢，1Cr13堆焊鈷鉻鎢，鑄鐵；

　　靜環(huán)：浸樹脂石墨，碳化鎢，金屬陶瓷。

　　4.過熱水100度

　　動環(huán)：碳化鎢，1Cr13堆焊鈷鉻鎢，鑄鐵；

　　靜環(huán)：浸樹脂石墨，碳化鎢，金屬陶瓷。

　　5.汽油、潤滑油、液態(tài)烴，常溫

　　動環(huán)：碳化鎢，1Cr13堆焊鈷鉻鎢，鑄鐵；

　　靜環(huán)：浸樹脂或錫銻合金石墨，酚醛塑料。

　　6.汽油、潤滑油、液態(tài)烴，100度

　　動環(huán)：碳化鎢，1Cr13堆焊鈷鉻鎢；

　　靜環(huán)：浸青銅或樹脂石墨。

　　7.汽油、潤滑油、液態(tài)烴，含顆粒

　　動環(huán)：碳化鎢；

　　靜環(huán)：碳化鎢。

　　三.密封材料的種類及用途

　　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：

　　1.材料致密性好，不易泄露介質(zhì)。

　　2.有適當?shù)臋C械強度和硬度。

　　3.壓縮性和回彈性好，永久變形小。

　　4.高溫下不軟化，不分解，低溫下不硬化，不脆裂。

　　5.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。

　　6.摩擦系數(shù)小，耐磨性好。

　　7.具有與密封面結(jié)合的柔軟性。

　　8.耐老化性好，經(jīng)久耐用。

　　9.加工制造方便，價格便宜，取材容易。

　　橡膠是最常用的密封材料。除橡膠外，適合于做密封材料的還有石墨等，聚四氟乙烯以及各種密封膠等。

　　四.機械密封安裝、使用技術(shù)要領(lǐng)

　　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。

　　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。

　　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。

　　4.安裝時在與密封相接觸的表面應(yīng)涂一層清潔的機械油，以便能順利安裝。

　　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。

　　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。

　　7.安裝后用手盤動轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸應(yīng)無輕重感覺。

　　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效。

　　9.對易結(jié)晶、顆粒介質(zhì)，對介質(zhì)溫度>80℃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。

　　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。

　　五.機械軸封有哪三個密封點，及這三個密封點的密封原理

　　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、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。

　　六.機械密封技術(shù)的種類

　　當前采用新材料和工藝的各種機械密封的新技術(shù)，進展較快，有下列的機械密封新技術(shù)。密封面開槽密封技術(shù)近年來，在機械密封的密封端面上開了各種各樣的流槽，以產(chǎn)生流體靜、動壓效應(yīng)，現(xiàn)在還在不斷更新。

　　零泄漏密封技術(shù)過去總認為接觸式和非接觸式機械密封不可能達到零泄漏（或無泄漏）。以色列利用開槽密封技術(shù)，提出零泄漏非接觸式機械端面密封的新概念，并已用于核電站潤滑油泵中。

　　干運轉(zhuǎn)氣體密封技術(shù)這類密封是將開槽密封技術(shù)用于氣體密封。上游泵送密封技術(shù)即利用密封面上開流槽將下游少量泄漏流體泵送回上游。

　　上述幾類密封的結(jié)構(gòu)特點是：采用淺槽，且膜厚和流槽的深均屬微米級，并采用潤滑槽，徑向密封壩和周向密封堰組成密封和承載部分。也可以說開槽密封是平面密封和開槽軸承的結(jié)合。其優(yōu)點是泄漏量?。ㄉ踔翢o泄漏）、膜厚大，消除接觸摩擦、功耗和發(fā)熱量小。熱流體動壓密封技術(shù)它是利用各種形狀較深的密封面流槽，造成局部熱變形，以產(chǎn)生流體動力楔效應(yīng)。這種具有流體動壓承載能力的密封，稱之為熱流體動力楔密封。

　　波紋管密封技術(shù)可分為成型金屬波紋管和焊接金屬波紋管機械密封技術(shù)。

　　多端面密封技術(shù)分為雙密封、中間環(huán)密封、多密封技術(shù)。另外還有平行面密封技術(shù)、監(jiān)控密封技術(shù)、組合密封技術(shù)等。

　　七.機械密封沖洗方案及特點

　　沖洗的目的在于防止雜質(zhì)集積，防止氣囊形成，保持和改善潤滑等，當沖洗液溫度較低時，兼有冷卻作用。沖洗的方式主要有如下：

　　1.內(nèi)沖洗

　　1.1正沖洗

　?。?）特點：利用工作主機的被密封介質(zhì)，由泵的出口端通過管路引入密封腔。

　　（2）應(yīng)用：用于清潔流體，p1稍大于p進，當溫度高或有雜質(zhì)時，可在管路上設(shè)置冷卻器、過濾器等

　　1.2反沖洗

　?。?）特點：利用工作主機的被密封介質(zhì)，由泵的出口端引入密封腔，沖洗后通過管路流回泵入口。

　?。?）應(yīng)用：用于清潔流體，且p進<p1<p出，當溫度高或有雜質(zhì)時，可在管路上設(shè)置冷卻器、過濾器等。

　　1.3全沖洗

　?。?）特點：利用工作主機的被密封介質(zhì)，由泵的出口端通過管路引入密封腔，沖洗后再經(jīng)管路流回泵入口。p1<p出，當溫度高或有雜質(zhì)時，可在管路上設(shè)置冷卻器、過濾器等。

　?。?）應(yīng)用：冷卻效果優(yōu)于前兩種，用于清潔流體，且p1與p進和p出相接近時。

　　2.外沖洗

　　2.1特點：引入外系統(tǒng)與被密封介質(zhì)相容的清潔流體至密封腔進行沖洗。

　　2.2應(yīng)用：外沖洗液壓力應(yīng)比被密封介質(zhì)大0.05~0.1MPa，適用于介質(zhì)為高溫或固體顆粒的場合。沖洗液的流量應(yīng)保證帶走熱量，還需滿足沖洗的需要，不會產(chǎn)生對密封件的沖蝕。為此，需控制密封腔的壓力和沖洗的流速，一般清潔沖洗液的流速應(yīng)小于5m/s;含有顆粒的漿狀液體須小于3m/s，為達到上述的流速值，沖洗液與密封腔壓力的差值應(yīng)<0.5mpa，一般取0.05--0.1mpa，對雙端面機械密封可取0.1~0.2mp.沖洗液進入和排出密封腔的孔口位置，應(yīng)設(shè)置在密封端面附近，且應(yīng)在靠近動環(huán)側(cè)，為了防止石墨環(huán)被沖蝕或因冷卻不均引起溫差變形，以及雜質(zhì)堆積和結(jié)焦等，可采用切向引入或多點沖洗.必要時，沖洗液可以是熱水或蒸氣。