机械密封原理及材料分析

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机械密封原理及材料分析

1.机械密封的工作原理
( m! B* ]  f4 f# u  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。
: z# m  d! ^" ]% |  Z  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。
, N  G% Z+ [9 {8 q2 j  机械密封与软填料密封比较如下：
, Z9 X4 M& _5 f6 M4 l& W  优点：
4 Q: ^$ D" m/ n1 X' L# }5 Q% r  (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%；
: p2 K( y7 l8 Q2 N  (2) 使用寿命长，在油、水介质中一般可达1～2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%；
; j9 Y" r) l' M  N: |  (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；
) I' W6 H- M0 v. i  (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。
  G9 ~, ^5 x5 {5 p- k  缺点：
% H" E& u+ s! K; W& w/ y  (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；
. K0 Y, @; s' o" u$ U" s6 z  W  (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。
% r" ?% }# z& p7 g  (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。
# m; i  k' D" B1 t4 S- l  (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0.03～0.05mm。
. y8 y9 Q( w! [, k: U5 S  (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。
" l4 T9 H3 P5 E  ^  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。
9 _: A4 \$ }, z% t- C; L  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；
" e' T* i" e2 D% T  (3) 配对材料的磨合性好，无过大的磨损和对偶腐蚀；
2 U- k. Y" T" P  (4) 耐磨性好，寿命长；
: w, l5 I+ R2 C0 T9 g7 T  a6 R  (5) 导热性和散热性好；
* l- `' ~" T0 S) W1 C! a  (6) 耐高温性好；
  (7) 抗热裂性好；
9 T& z  R  P' H) v, w8 b  (8) 耐腐蚀性强；
/ F+ p, ?8 O/ Z% N+ s& y  (9) 线膨胀系数小   
: t2 p2 |/ h  d  O# o(10) 切削加工性好，成型性能好；
  (11) 气密性好；
3 ^& ~2 @" h2 A  a  (12) 密度小。，能耐热变形和尺寸稳定性好；
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