機(jī)械密封主要部件
動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、冷卻裝置和壓緊彈簧
輔助密封件
密封圈(有O形、X形、U型、楔形、矩形柔性石墨、PTFE包覆橡膠O圈等)。
彈力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)
彈簧、推環(huán)。
彈簧座及鍵或各種螺釘。
機(jī)械密封分類
分為單端面、雙端面;平衡型、非平衡型;任意旋向、固定旋向……
機(jī)械密封是靠一對(duì)或數(shù)對(duì)垂直于軸作相對(duì)滑動(dòng)的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達(dá)到阻漏的軸封裝置,也叫端面密封,性能可靠,泄露量小,使用壽命長(zhǎng),功耗低,不用經(jīng)常維修,且能適應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化和高溫、低溫、高壓、真空、高速以及各種強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)、含固體顆粒介質(zhì)等苛刻工況的密封要求,比如離心泵、離心機(jī)、反應(yīng)釜和壓縮機(jī)等設(shè)備。
機(jī)封靜環(huán)與動(dòng)環(huán)接觸的端面間隙,是主要密封面,它決定了機(jī)械密封的摩擦、磨損和密封性能的關(guān)鍵,同時(shí)也決定了機(jī)械密封的使用壽命。動(dòng)環(huán)由彈簧加載軸向可以自由移動(dòng),以保持與靜環(huán)(Seat)接觸。軸向移動(dòng)性允許對(duì)磨損、偏心和軸的熱位移自動(dòng)補(bǔ)償。O形圈起輔助密封作用,可以起到徑向密封和緩沖作用,使整個(gè)密封在徑向不發(fā)生剛性接觸。靜止情況下,動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的研磨端面處于機(jī)械接觸,但是當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),復(fù)雜的摩擦作用發(fā)生在端面和被密封流體之間。
機(jī)械密封的大多數(shù)主要特性是其控制密封功能、摩擦力、磨損和壽命的自動(dòng)界面潤(rùn)滑機(jī)理。取決于穿過(guò)界面并建立潤(rùn)滑膜的液體以便密封在實(shí)際無(wú)接觸(通常是混合磨擦,介于干摩擦和完整液膜之間的潤(rùn)滑摩擦狀態(tài))條件下運(yùn)行。在腔體壓力作用下介質(zhì)穿過(guò)密封摩擦副端面;表面張力和離心力在此時(shí)影響不大。隨著流體徑向流過(guò)端面,流體壓力持續(xù)下降直到它達(dá)到外部背壓(一般為大氣壓力),此壓力作用類似于流體靜壓于軸承的承載功能。密封承載能力取決于壓差和界面間隙的形狀變化,數(shù)學(xué)分析比較復(fù)雜,當(dāng)密封旋轉(zhuǎn)時(shí),端面內(nèi)的剪切流與端面剩余高度變化相互作用產(chǎn)生流體動(dòng)壓,該壓力場(chǎng)具有流體動(dòng)壓于軸承類似的承載功能,并取決于介質(zhì)粘度、轉(zhuǎn)速和端面間隙變化。正常條件下,流體動(dòng)壓流體動(dòng)壓場(chǎng)和流體靜壓場(chǎng)構(gòu)成了密封運(yùn)行時(shí)的承載能力,屬于開啟力部分,用于防止密封剛性接觸。
端面摩擦副(靜、動(dòng)環(huán)):要保持摩擦面緊密貼合組成密封面從而防止介質(zhì)泄露,動(dòng)環(huán)可以軸向移動(dòng),自動(dòng)補(bǔ)償密封面磨損,使之與靜環(huán)良好地貼合,靜、動(dòng)環(huán)具有浮動(dòng)性起緩沖作用。 彈性元件(彈簧、波紋管、隔膜等):主要起預(yù)緊、補(bǔ)償及緩沖的作用,也是對(duì)密封端面產(chǎn)生合理比壓的一個(gè)重要因素,要求始終保持彈性來(lái)克服輔助密封傳動(dòng)件的摩擦以及動(dòng)環(huán)等慣性,保證端面摩擦副良好地貼合和動(dòng)環(huán)的追隨性,材料要求耐腐蝕和疲勞。
輔助密封(O形環(huán)、V形環(huán)等密封環(huán)):要起到靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的密封作用,同時(shí)也起到浮動(dòng)緩沖作用,要求靜環(huán)的輔助密封元件能保證靜環(huán)與壓蓋之間的密封性和靜環(huán)有浮動(dòng)性,動(dòng)環(huán)的輔助密封元件能保證動(dòng)環(huán)與軸或軸套之間的密封性和動(dòng)環(huán)的浮動(dòng)性,材料要求耐熱或耐寒并能與介質(zhì)相容。 傳動(dòng)件(傳動(dòng)銷電動(dòng)傳動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)座、傳動(dòng)套、傳動(dòng)鍵、傳動(dòng)突耳或牙嵌式連接器):起到將軸的轉(zhuǎn)矩傳給動(dòng)環(huán)的作用,中間傳動(dòng)的傳動(dòng)銷、壓環(huán)—傳動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)銷—彈簧座均起傳動(dòng)作用,材料要耐腐蝕。 緊固件(緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、軸套):要起到靜、動(dòng)環(huán)的定位、緊固和盛裝的作用,要求定位正確,保證摩擦副密封面處于正確的位置并保持良好貼合的彈簧比壓。同時(shí)要求拆裝方便、容易就位、能重復(fù)利用。與輔助密封配合處,注意安裝密封環(huán)的導(dǎo)向側(cè)角和壓彈量。特別應(yīng)注意動(dòng)環(huán)輔助密封件與軸套配合處要求耐腐蝕,可采用硬面復(fù)層。
端面摩擦副(靜、動(dòng)環(huán)):要保持摩擦面緊密貼合組成密封面從而防止介質(zhì)泄露,要求動(dòng)靜環(huán)具有良好的性能,動(dòng)環(huán)可以軸向移動(dòng),自動(dòng)補(bǔ)償密封面磨損,使之與靜環(huán)良好地貼合,靜、動(dòng)環(huán)具有浮動(dòng)性起緩沖作用。 彈性元件(彈簧、波紋管、隔膜等):主要起預(yù)緊、補(bǔ)償及緩沖的作用,也是對(duì)密封端面產(chǎn)生合理比壓的一個(gè)重要因素,要求始終保持彈性來(lái)克服輔助密封傳動(dòng)件的摩擦以及動(dòng)環(huán)等慣性,保證端面摩擦副良好地貼合和動(dòng)環(huán)的追隨性,材料要求耐腐蝕和疲勞。
輔助密封(O形環(huán)、V形環(huán)等密封環(huán)):要起到靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的密封作用,同時(shí)也起到浮動(dòng)緩沖作用,要求靜環(huán)的輔助密封元件能保證靜環(huán)與壓蓋之間的密封性和靜環(huán)有浮動(dòng)性,動(dòng)環(huán)的輔助密封元件能保證動(dòng)環(huán)與軸或軸套之間的密封性和動(dòng)環(huán)的浮動(dòng)性,材料要求耐熱或耐寒并能與介質(zhì)相容。 傳動(dòng)件(傳動(dòng)銷電動(dòng)傳動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)座、傳動(dòng)套、傳動(dòng)鍵、傳動(dòng)突耳或牙嵌式連接器):起到將軸的轉(zhuǎn)矩傳給動(dòng)環(huán)的作用,中間傳動(dòng)的傳動(dòng)銷、壓環(huán)—傳動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)銷—彈簧座均起傳動(dòng)作用,材料要求耐腐蝕。 緊固件(緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、軸套):要起到靜、動(dòng)環(huán)的定位、緊固和盛裝的作用,要求定位正確,保證摩擦副密封面處于正確的位置并保持良好貼合的彈簧比壓。同時(shí)要求拆裝方便、容易就位、能重復(fù)利用。與輔助密封配合處,注意安裝密封環(huán)的導(dǎo)向側(cè)角和壓彈量。特別應(yīng)注意動(dòng)環(huán)輔助密封件與軸套配合處要求耐腐蝕和磨損,可采用硬面復(fù)層。