机械密封原理及材料分析.doc

机械密封原理及材料分析机械密封原理及材料分析 1.机械密封的工作原理机械密封又称端面密封（Mechanical Seal），是旋转轴用动密封。机械密封性能可靠，泄露量小，使用寿命长，功耗低，毋须经常维修，且能适应于生产过程自动化和高温、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质、含固体颗粒介质等苛刻工况的密封要求。机械密封是靠一对或几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）作用下保持接合并配以辅助密封而达到的阻漏的轴封装置。机械密封与软填料密封比较如下：优点：(1)密封可靠，在长期运转中密封状态很稳定，泄露量很小，其泄露约为软填料密封的1%；(2) 使用寿命长，在油、水介质中一般可达12年或更长，在化工介质中一般能工作半年以上；(3) 擦功率消耗小，其摩擦功率仅为软填料密封的10%50%；(4) 轴或轴套基本上不磨损；(5) 维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下不需经常性维修；(6) 抗振性好，对旋转轴的振动以及轴对密封腔的偏斜不敏感；(7) 适用范围广，机械密封能用于高温、低温、高压、真空、不同旋转频率，以及各种腐蚀介质和含磨粒介质的密封。缺点：(1)较复杂，对加工要求高；(2)安装与更换比较麻烦，要求工人有一定的技术水平；(3)发生偶然性事故时，处理较困难；(4)价高。机械密封前的准备工作：(1)检查机械密封的型号、规格是否符合设计图纸的要求，所有零件（特别是密封面、辅助密封圈）有无损伤、变形、裂纹等现象，若有缺陷，必须更换或修复。(2)检查机械密封各零件的配合尺寸、粗糙度、平行度是否符合设计要求。(3)使用小弹簧机械密封时，应检查小弹簧的长短和刚性是否相同。(4)检查主机的窜动量、摆动量和挠度是否符合技术要求，密封腔是否符合安装尺寸，密封端盖与轴是否垂直，一般要求：轴窜动量不大于0.5mm；轴摆动量（旋转环密封圈处）不大于0.06mm；轴最大挠度不大于0.05mm；密封端盖与垫片接触平面对中心线的不垂直度允许差0.030.05mm。(5)应保持清洁，特别是旋转环和静止环密封面及辅助密封圈表面应无杂质、灰尘。不允许用不清洁的布擦拭密封面。(6)允许用工具敲打密封元件，以防止密封件被损坏。2. 机械密封材料摩擦副材料根据统计，机械密封的泄露大约有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问题。摩擦材料应具备下列条件：(1) 机械强度高，能耐压和耐压力变形；(2) 具有耐干磨性，耐高载荷性，自润滑性好；(3) 配对材料的磨合性好，无过大的磨损和对偶腐蚀；(4) 耐磨性好，寿命长；(5) 导热性和散热性好；(6) 耐高温性好；(7) 抗热裂性好；(8) 耐腐蚀性强；(9) 线膨胀系数小 (10) 切削加工性好，成型性能好；(11) 气密性好；(12) 密度小。，能耐热变形和尺寸稳定性好；机械密封原理介绍和特点及材料选择 1、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。2、机械密封常用材料的选用 清水；常温；(动)9Cr18，1Cr13 堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，青铜，酚醛塑料。 河水（含泥沙）；常温；（动）碳化钨，（静）碳化钨 海水；常温；（动）碳化钨，1Cr13 堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，碳化钨，金属陶瓷； 过热水 100度；（动）碳化钨，1Cr13 堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，碳化钨，金属陶瓷； 汽油，润滑油，液态烃；常温；（动）碳化钨，1Cr13 堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂或锡锑合金石墨，酚醛塑料。 汽油，润滑油，液态烃；100度；（动）碳化钨，1Cr13 堆焊钴铬钨；（静）浸青铜或树脂石墨。 汽油，润滑油，液态烃；含颗粒；（动）碳化钨；（静）碳化钨。3、密封材料的种类及用途 密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不同，以及设备的工作条件不同，要求密封材料的具有不同的适应性。对密封材料的要求一般是： 1） 材料致密性好，不易泄露介质； 2） 有适当的机械强度和硬度； 3） 压缩性和回弹性好，永久变形小； 4）高温下不软化，不分解，低温下不硬化，不脆裂； 5）抗腐蚀性能好，在酸，碱，油等介质中能长期工作，其体积和硬度变化小，且不粘附在金属表面上； 6） 摩擦系数小，耐磨性好； 7） 具有与密封面结合的柔软性； 8） 耐老化性好，经久耐用； 9） 加工制造方便，价格便宜，取材容易。 橡胶是最常用的密封材料。除橡胶外，适合于做密封材料的还有石墨等，聚四氟乙烯以及各种密封胶等。4、机械密封安装、使用技术要领 1)、设备转轴的径向跳动应0.04毫米，轴向窜动量不允许大于0.1毫米； 2)、设备的密封部位在安装时应保持清洁，密封零件应进行清洗，密封端面完好无损，防止杂质和灰尘带入密封部位； 3)、在安装过程中严禁碰击、敲打，以免使机械密封摩擦付破损而密封失效； 4)、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，以便能顺利安装； 5)、安装静环压盖时，拧紧螺丝必须受力均匀，保证静环端面与轴心线的垂直要求； 6)、安装后用手推动动环，能使动环在轴上灵活移动，并有一定弹性； 7)、安装后用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉； 8)、设备在运转前必须充满介质，以防止干摩擦而使密封失效； 9)、对易结晶、颗粒介质，对介质温度80oC时，应采取相应的冲洗、过滤、冷却措施，各种辅助装置请参照机械密封有关标准。 10)、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，要特别注意机械油的选择对于不同的辅助密封材质，避免造成O型圈侵油膨胀或加速老化，造成密封提前失效。5、 机械轴封有哪三个密封点，及这三个密封点的密封原理 动环与静环之间的密封：是靠弹性元件（弹簧、波纹管等）和密封液体压力在相对运动的动环和静环的接触面（端面）上产生一适当的压紧力（比压）使两个光洁、平直的端面紧密贴合；端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的作用。这层膜具有液体动压力与静压力，它起着平衡压力和润滑端面的作用。两端面之所以必须高度光洁平直是为了给端面创造完美贴合和使比压均匀的条件，这是相对旋转密封。6、机械密封技术的种类 当前采用新材料和工艺的各种机械密封的新技术，进展较快，有下列的机械密封新技术。密封面开槽密封技术近年来，在机械密封的密封端面上开了各种各样的流槽，以产生流体静、动压效应，现在还在不断更新。零泄漏密封技术过去总认为接触式和非接触式机械密封不可能达到零泄漏（或无泄漏）。以色列利用开槽密封技术，提出零泄漏非接触式机械端面密封的新概念，并已用于核电站润滑油泵中。干运转气体密封技术这类密封是将开槽密封技术用于气体密封。上游泵送密封技术即利用密封面上开流槽将下游少量泄漏流体泵送回上游。上述几类密封的结构特点是：采用浅槽，且膜厚和流槽的深均属微米级，并采用润滑槽，径向密封坝和周向密封堰组成密封和承载部分。也可以说开槽密封是平面密封和开槽轴承的结合。其优点是泄漏量小（甚至无泄漏）、膜厚大，消除接触摩擦、功耗和发热量小。热流体动压密封技术它是利用各种形状较深的密封面流槽，造成局部热变形，以产生流体动力楔效应。这种具有流体动压承载能力的密封，称之为热流体动力楔密封。 波纹管密封技术可分为成型金属波纹管和焊接金属波纹管机械密封技术。 多端面密封技术分为双密封、中间环密封、多密封技术。另外还有平行面密封技术、监控密封技术、组合密封技术等。7、机械密封冲洗方案及特点 冲洗的目的在于防止杂质集积，防止气囊形成，保持和改善润滑等，当冲洗液温度较低时，兼有冷却作用。冲洗的方式主要有如下： 一、内冲洗 1。正冲洗 （1）特点：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端通过管路引入密封腔。 （2）应用：用于清洁流体， p1稍大于p进，当温度高或有杂质时，可在管路上设置冷却器、过滤器等 2。反冲洗 （1）特点：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端引入密封腔，冲洗后通过管路流回泵入口。 （2）应用：用于清洁流体，且p进P1P出，当温度高或有杂质时，可在管路上设置冷却器、过滤器等。 3。全冲洗 （1）特点：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端通过管路引入密封腔，冲洗后再经管路流回泵入口。 （2）应用：冷却效果优于前两种，用于清洁流体，且p1与p进和p出相接近时。 二、外冲洗 特点：引入外系统与被密封介质相容的清洁流体至密封腔进行冲洗。 应用：外冲洗液压力应比被密封介质大0.05-0.1MPa，适用于介质为高温或固体颗粒的场合。冲洗液的流量应保证带走热量，还需满足冲洗的需要，不会产生对密封件的冲蚀。为此，需控制密封腔的压力和冲洗的流速，一般清洁冲洗液的流速应小于5m/s;含有颗粒的浆状液体须小于3m/s，为达到上述的流速值，冲洗液与密封腔压力的差值应80C时，应采取相应的冲洗、过滤、冷却措施，各种辅助装置请参照机械密封有关标准10、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，要特别注意机械油的选择对于不同的辅助密封材质，避免造成O型圈侵油膨胀或加速老化，造成密封提前失效。11、密封端面跳动量不应大雨0。05mm，安装机械密封调整压缩量是关键的；另外如楼上所说，乙丙胶的O型圈是严格禁止润滑油的！机械密封基本知识 (2007-08-29 08:21:49) 标签：中国膨胀节网金属波纹管波纹管机械密封 分类：行业百科知识本文来源于中国东北膨胀节网，欢迎访问：一. 机械密封基本知识：1.机械密封的基本概念：机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。补偿环的辅助密封为金属波纹管的称为波纹管机械密封。2.机械密封的组成：主要有以下四类部件。a.主要密封件：动环和静环。b.辅助密封件：密封圈。c.压紧件：弹簧、推环。d.传动件：弹箕座及键或固定螺钉二. 机封工作应注意问题：1.安装时注意事项a.要十分注意避免安装中所产生的安装偏差，（1）上紧压盖应在联轴器找正后进行，螺栓应均匀上支，防止压盖端面偏斜，用塞尺检查各点，其误差不大于0.05毫米。（2）检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙（即同心度），四周要均匀，用塞尺检查各点允差不大于0.01毫米。b.弹簧压缩量要按规定进行，不允许有过大或过小现象，要求误差2.00毫米。过大会增加端面比压，另速端面磨损。过小会造成比压不足而不能起到密封作用。c.动环安装后髯保证能在轴上灵活移动，将动环压向弹簧后应能自动弹回来。2.拆卸时注意事项a.在拆卸机械密封时要仔细，严禁动用手锤和扁铲，以免损坏密封元件。可做一对钢丝勾子，在对自负盈亏方向伸入传动座缺口处，将密封装置拉出。如果结垢拆卸不下时，应清洗干净后再进行拆卸。b.如果在泵两端都用机械密封时，在装配，拆卸过程中互相照顾，防止顾此失彼。c.对运行过的机械密封，凡有压盖松动使密封发生移动的情况，则动静环零件必须更换，不应重新上紧继续使用。因为在之样楹动后，摩擦副原来运转轨迹会发生变动，接触面的密封性就很容易遭到破坏。三. 机封正常运行和维护问题：1. 启动前的准备工作及注意事项a.全面检查机械密封，以及附属装置和管线安装是否齐全，是否符合技术要求。b.机械密封启动前进行静压试验，检查机械密封是否有泄漏现象。若泄漏较多，应查清原因设法消除。如仍无效，则应拆卸检查并重新安装。一般静压试验压力用23公斤/平方厘米。c.按泵旋向盘车，检查是否轻快均匀。如盘车吃力或不动时，则应检查装配尺寸是否错误，安装是否合理。2.安装与停运a.启动前应保持密封腔内充满液体。对于输送凝固的介质时，应用蒸气将密封腔加热使介质熔化。启动前必须盘车，以防止突然启动而造成软环碎裂。b.对于利用泵外封油系统的机械密封，应先启动封油系统。停