完整word版机械密封主要性能参数

1、第3章机械密封主要性能参数 55、什么是机械密封的端面比压？ 作用在密封环上单位面积上净剩的闭合力称为端面比压，以Pa表示，单位为MPa端面比压大小是否合适，对机械密封的性能和使用寿命影响很大。比压过大，会加剧密封端面的磨损，破坏流体膜，降低使用寿命；比压过小会使密封泄漏增加，降低密封性能。 56、机械密封受力情况是怎样？ 分析密封受力情况，是分析密封环在工作状态下的受力种类、大小、在此基础上计算机械密封的端面比压。密封的受力情况与密封的设计结构有关。图3-1所示 图3-1受力分析图 动环受的力有弹簧 F介质力Fp和液膜压力Fm，此外还有密封t在这些力中介质力和弹簧力的方向是一致的，R,圈的摩

2、擦阻力称为闭合力。液膜压力Fm为推开力，摩擦阻力R的实际力是很FF- F小的可以忽略，这样密封的合力为 F=m 。 pt + 57、弹簧力的测试有几种方法？ 弹簧力的测试有一般有两种方法，弹簧力是密封闭合力的主要因素，该力可用计算方法获得但是有一定的误差，实际上是以实测比较准确，在现场测量方法是在弹簧加重物，并记录压缩的高度，同样可测得弹簧力。还有就是利用弹簧测试机测得 ，弹簧测试机有机械指针显示方法和电子数显法两种，目前基本采用这两种方法它测试手段都比较准确。 58、什么是弹簧比压？怎样计算？ 弹簧比压就是单位密封面上的弹簧力，单位是MPa，计算方法是总的弹簧力除以密封断面的的面积。内装式机

3、械密封一般弹簧比压在0.10.2 MPa。外装式机械密封，介质力小于0.1 MPa时，弹簧比压取0.304 MPa，介质压力小于0.25时，弹簧比压取0.406 MPa。 59、载荷系数是怎样定义的？意义是什么？ 密封介质压力作用在补偿环上（动环）对于非补偿环（静环）的闭合力的有效面积与密封环带面积之比称为载荷系数。例如一个内装式机械密封，令为密封介质的有效作用面积Ae，A为密封环带的面积，于是载荷系数从 图3-2可得 Ae K? A 图3-2 内流型密封受力图 ?22dAe?d? 024 ?d?dA22 = 412AeAK中，可得之值带入和 将d?d22?K02 d?d22 12K为载荷系数

4、，对流体式机械密封而言。不同密封结构可根据载荷系数定义进行计算。载荷系数的意义很大，他它是用来区分平衡型和非平衡型密封的重要参数。对泄漏量和使用寿命有很大的影响。 60、平衡型和非平衡型密封是怎样选用？ 对于一般介质，当P介0.60.7Mpa以上就的选用平衡型密封，对粘度较大，润滑性能好的介质，非平衡型机械密封使用压力可以超过该值；对于粘度较小，润滑性能差的介质，当P介0.290.49Mpa时就得 选用平衡型机械密封。采用平衡型机械密封是为了减少密封介质在端面上的压力，使端面的比压在合适的范围内。 当密封腔压力超过0.7mpa时应考率采用部分平衡型密封。 61、平衡型和非平衡型机械密封的是怎样

5、划分的？ 根据介质的端面上所引起的比压的卸载情况，可将密封分为平衡和非平衡型两种类型。不卸载的称非平衡型；卸载的称平衡型， 图3-3 为非平衡型 图3-4为平衡型 非平衡型密封轴套没有台阶 平衡型密封轴套加工成台阶 图3-3非平衡型密封 3-4为平衡型 非平衡型端面压力受介质压力的影响。过大会压坏端面间隙的润滑膜。 平衡型动、静环密封面的压力不受（或很少受）介质压力的影响 平衡线 介质压力作用面积 平衡线 端面面积 图3-5 平衡型密封的密封环带面积大于流体压力作用面积。为此，将密封端面外径高于平衡线而且内径又低于平衡线布置，这需要在轴上或轴套上有一个阶梯。相反非平衡型密封环带小于流体压力作用

6、的面积，非平衡型密封可直接与光轴配合。平衡线如 图3-5 载荷系数K1.0的密封为-非平衡型密封。 载荷系数K1.0的密封，称为-平衡型密封。 一般石油化工的离心泵的 K载荷系数为 K=0.630.85 当密封腔压力超过0.7mpa时应考率采用部分平衡型 62、平衡系数?怎样确定？ 采用平衡型主要是为了减少被密封介质作用在端面上的力，使端面比压在合适的范围内使用。 平衡系数?值的选择与密封介质粘度、温度、转速、等有关。 ?值的常用范围为1540 即载荷系数 K0.850.60 在其他条件不变化的情况下，粘度越大的适用的?值愈小，粘度越小使用的?就越大。试验证明水、汽油、煤油等介质的?值约为20

7、30（对于水?48时，已接近端面打开的极限对于粘度大的油?值约为3040机械密封的?值分为15、20、25、30、40。五种。 63、平衡系数?值对密封有什么的影响？ 愈大，由介质引起的端面比压就愈小，虽然磨损小，但?平衡系数不易保证密封。反之，衡系数?愈小，则端面比压就愈大，使端面磨损加剧，发热甚至有咬坏的危险，最后使密封失效。因此要选取适当的?值，其值的大小与很多因素有关，情况比较复杂，通常情况下，?值不易超过0.5否则，端面间的反压力将使得端面有被推开的趋势。 64、常用的内装机械密封的端面比压怎样计算？ 机械密封的端面比压是保证机械密封长周期运转的一个重要因素。端面比压要大于密封端面液

8、膜压力，使密封良好的贴合，保证密封的稳定性。但是端面比压不宜过大，以防止产生大量的热破坏密封的液膜，甚至造成密封端面的磨损和热裂等故障的发生。 端面比压的计算与密封的设计结构有关，不同的结构计算方法不同，需要指出的是端面比压是单位面积所承载的平均值， 图3-2是内装平衡型机械密封机构示意图。是应用比较广泛的一种形式。由问答55可知 F?F?F?F mtp介质引起的闭合力 ?22d?pdF 021p 4液膜压力引起的开启力 ?22dd?F?p 12mm 4于是动环受力的合力变成 ?2222dd?dd?FF?pp? 1221t0m 44 端面比压为?22p?dd22dp?dFF021 421m?

9、? ?22222222dd?ddd?d?d?d12111222 4444 F 令 p?b? 22d?d12 4Ft p?t? 22dd?12 4可得端面比压 22d?d02?ppppmb?1t? 22d?d12 20D?D式中 令载荷系数02?K 22DD?11?P?P 1m?端面比压公式最终形式为 ?pp?kP 1bt这就是内装内流旋转型机械密封的端面比压计算公式。该公式适用于同样的非平衡型密封。 例题；有一台离心泵，采用内装式机械密封：机械密封有关尺寸是：d0=60mm， D1=62mm， D2=70mm，已知设计条件下的弹簧力P弹 = 150牛顿：实侧密封腔介质压力P =0.3Mpa；求

10、该泵行的端面比压？ 解；用公式 ?p?kP?p 1bt 弹150P P?0.18MPa?S 2222?062?4/D?D0/40.07.12 2222D?D7?6 内02 23.?K1? 2222D?D7?6.212 ?- 0.5 取 ?0.399MP23?0.50Pg?0.18?.3?a1. 得 又根据上题参数求平衡系数 平衡系数 ?1-K?1-1.23?0.23 解；答：运行时的端面比压为0.399(MPa)符合标准 表3-1推荐泵用密封端面比压 一般介质 低粘度 高粘度 0.40.6 0.7 内流式 0.20.4 0.3 65 、如何计算波纹管密封端面比压？对于波纹管式密封，端面比压的计

11、算和弹簧密封完全相同，只是在d?代替弹簧密封的平均直径采用波纹管的有效直径计算平衡系数时，edd与波纹管的工作状态、波形、波数及材料有关，波纹管的有效直径。eb焊接波纹管密封可按下列公式计算。 =d是波纹管的内径 式中1d是波纹管的外径 2d波纹管的有效作用直径 e上述计算公式的计算值与实际值有一定的偏差，压力越大，偏差就越大。 66、常用的端面比压值是多少？ 常用的端面比压值是保证密封正常工作的主要技术参数，端面比压值的大小与机械密封的结构、介质压力、工况条件等有关。表3-1 设备种类 密封形式 一般介质 低粘度介质 高粘度介质 0.3 0.6 0.20.4 0.4泵 0.7 内装式0.4 外装式0.15 0.5 平衡型0.2外 装釜 0.7 0.3 非平衡型