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关于机械密封的概述、优缺点和原理

一、机械密封概述

机械密封(端面密封)是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置。它是由至少一对垂直于旋转轴线的端面的流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用及辅助密封的配合下保持贴合下并相对滑动而构成防止流体泄漏的装置,常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式流体机械,也用于齿轮箱、船舶尾轴等密封。因此,机械密封是一种通用的轴封装置。

机械密封结构多种多样,最常用的机械密封结构是端面密封。端面密封的静环、动环组成一对摩擦副,摩擦副的作用是防止介质泄漏。它要求静环、动环,具有良好的耐磨性,动环可以在轴向灵活的移动,自动补偿密封面磨损,使之与静环良好的贴合;静环具有浮动性,起缓冲作用。为此,密封面要求有良好的加工质量,保证密封副有良好的贴合性能。构成机械密封的基本元件有静环、动环、压盖、推环、弹簧、定位环、轴套、动环密封圈、静环密封圈轴套密封圈等。

弹性元件(弹簧、波纹管)它主要起预紧、补偿和缓冲的作用,要求始终保持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等的惯性,保证端面密封副良好的贴合和动环的追随性,材料要求耐腐蚀、耐疲劳。

辅助密封(0 形圈、V形圈、U 形圈、楔形圈和异形圈等)它主要起静环和动环的密封作用,同时也起到浮动和缓冲作用。要求静环的密封元件能保证静环与压盖之间的密封性,静环有一定的浮动性,动环的密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环的浮动性。材料要求耐热等

二、机械密封的优缺点

1、优点

(1)结构可靠,泄漏量可以限制到很少,只要主密封面的表面粗糙度和平直度能保证达到要求,只要材料耐磨性好,机械密封可以达到很少泄漏量,甚至肉眼看不见泄漏。

(2)寿命长。在机械密封中,主要磨损部分是密封摩擦副端面,因为密封端面的磨损量在正常工作条件下不大,一般可以连续使用1~2年,特殊场合下也有用到5~10年。

(3)运转中无需调整。由于机械密封靠弹簧力和流体压力使摩擦副贴合,在运转中自动保持接触,装配后就不用像普通软填料那样需调整压紧

(4)具有耐耐振性。在转速为3000r/min下最大振幅不超过 0.05mm使用PV值不断提高

(5)功率损失小。填料密封是靠盘根的压紧在轴上或轴套上起作用的。填料密封与轴直接摩擦,填料压的越紧摩擦力就越大、消耗功率也就越大。而机械密封的摩擦是处于半液摩擦状态,摩擦系数非常的小,机械密封的功率损失是填料密封的10~50%

(6)波纹管密封轴或轴套不受磨损,对旋转轴的振摆和轴对壳体的偏斜不敏感。

(7)适用范围广。当介质易燃、易爆、有毒有害时,采用机械密封可保证密封。它还适用于高温、低温、高压、真空各种转速的及腐蚀介质的设备密封。

2、缺点

(1)如结构比填料密封复杂,加工精度要求高,并要求一定的安装技术等,特别是干气密封的安装要求更高。而且密封技术发展的很快,新技术不断出现给我们维修带来了新的课题。

(2)结构复杂、拆装不便。与其它密封比较,机械端面密封的零件数目多,要求精密,结构复杂。特别是在装配方面较困难,拆装时要从轴端抽出密封环,必须把机器部分(联轴器)或全部拆卸。这一问题目前已作了某些改进,例如采用拆装方便并可保证装配质量的剖分式和集装式机械密封等。

三、机械密封的工作原理

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。



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