機械密封原理及材料分析

1.機械密封的工作原理

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

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

機械密封與軟填料密封比較如下：

機械密封的優(yōu)點：

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

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

(3) 擦功率消耗小，機械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%～50%；

(4) 使用機械密封時軸或軸套基本上不磨損；

(5) 維修周期長，機械密封端面磨損后可自動補償，一般情況下不需經常性維修；

(6)機械密封 抗振性好，對旋轉軸的振動以及軸對密封腔的偏斜不敏感；

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

機械密封的缺點：

(1)機械密封較復雜，對加工要求高；

(2)機械密封的安裝與更換比較麻煩，要求工人有一定的技術水平；

(3)使用機械密封發(fā)生偶然性事故時，處理較困難；

(4)機械密封的價錢高。

機械密封前的準備工作：

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

(2)檢查機械密封各零件的配合尺寸、粗糙度、平行度是否符合設計要求。

(3)使用小彈簧機械密封時，應檢查小彈簧的長短和剛性是否相同。

(4)機械密封前要檢查主機的竄動量、擺動量和撓度是否符合技術要求，機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：軸竄動量不大于±0.5mm；軸擺動量(旋轉環(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)安裝機械密封時應保持清潔，特別是旋轉環(huán)和靜止環(huán)密封面及輔助密封圈表面應無雜質、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. 機械密封材料

摩擦副材料

根據統(tǒng)計，機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。

摩擦材料應具備下列條件：

(1) 機械強度高，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；

(9) 線膨脹系數小；

(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：嘉善日益機械密封件廠

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