机械密封的基本结构、作用原理和要求

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)新编机械密封实用技术手册 作者:真空技术网

  机械密封是一种依靠弹性元件对静、动环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置(图1),故又称端面密封

机械密封的基本结构

  构成机械密封的基本元件有:端面密封副(静环1和动环2)、弹性元件(如弹簧4)、辅助密封(如O形圈8和9、传动件(如传动销3和传动螺钉7、防转件(如防转销10和紧固件(如弹簧座5、推环12、压盖11、紧定螺钉6与轴套13)。

典型机械密封示意图

图1 典型机械密封示意图

机械密封基本元件的作用和要求

1、端面密封副(静、动环)

  端面密封副的作用是使密封面紧密贴合,防止介质泄漏。它要求静、动环具有良好的耐磨性,动环可以轴向灵活地移动,自动补偿密封面磨损,使之与静环良好地贴合;静环具有浮动性,起缓冲作用。为此密封面要求有良好的加工质量,保证密封副有良好的贴合性能。

2、弹性元件(弹簧、波纹管、隔膜)

  它主要起预紧、补偿和缓冲的作用,要求始终保持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等的惯性,保证端面密封副良好的贴合和动环的追随性,材料要求耐腐蚀、耐疲劳。

3、辅助密封(O形圈、V形圈、U形圈、楔形圈和异形圈)

  它主要起静环和动环的密封作用,同时也起到浮动和缓冲作用。要求静环的密封元件能保证静环与压盖之间的密封性和静环有一定的浮动性,动环的密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环的浮动性。材料要求耐热、耐寒并能与介质相容。

4、传动件(传动销、传动环、传动座、传动键、传动突耳或牙嵌式联结器)

  它起到将轴的转矩传给动环的作用。材料要求耐磨和耐腐蚀。

5、紧固件(紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套)

  它起到静、动环的定位、紧固的作用。要求轴向定位正确,保证一定的弹簧压缩量,使密封副的密封面处于正确的位置并保持良好的贴合。同时要求拆装方便、容易就位、能重复利用。与辅助密封配合处,安装密封圈要有导向倒角和压弹量,应特别注意动环辅助密封件与轴套配合处要求耐磨损和耐腐蚀,有必要时与轴套配合处可采用硬面覆层。

6、防转件(防转销)

  它起到防止静环转动和脱出的作用。要求有足够的长度,防止静环在负压下脱出,并要求正确定位,防止静环随动环旋转。材料上要求耐腐蚀,在必要时中间可加四氟乙烯套,以免损坏碳石墨静环。

机械密封的可能泄漏途径

  1、密封副密封面I处泄漏

  这是主要密封面,是决定机械密封摩擦、磨损和密封性能的关键,同时也决定机械密封的工作寿命。据统计,机械密封的泄漏大约有80%~95%是由于密封端面密封副造成的。因此,要求接触面保持平行,表面粗糙度要求高,R=0.05~0.2um、平面度<0.9um。对于不同介质,要求用合适的密封副材料组合,注意耐磨损、耐腐蚀,选用合适的几何参数(面积比和宽径比等)和性能参数( 比压、弹簧载荷等)。

  2、静环与压盖的辅助密封件II处泄漏和动环与轴(或轴套)的辅助密封III处泄漏这是辅助密封面,是决定机械密封密封性和动环追随性的关键,特别是动环与轴(或轴套)密封面,首先要防止因锈蚀、水垢、结焦或化学反应物料堆积而造成动环不能动弹。

  以上I、II、III处均为动密封。

  3、压盖与密封箱体之间静密封IV、轴套与轴静密封V和动环镶嵌结构配合VI处泄漏这三处均为静密封。均应根据密封介质选用相容材料的密封垫或相应的配合。

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