轴向密封的密封特点以及影响密封选择的因素

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        在轴向密封中有一个轴向放置的摩擦/滑动配合件。接触面是一个水平的环面,将内部和外部空间相隔开。环相互间的有限的径向相对运动不会削弱密封效率,通过一个或两个密封环轴向调整,可以抵消磨损的影响。环的几何形状保持不变,因此这里也可以使用硬质材料。轴向密封通常被称作机械密封。        滑环对由一个动环和一个静环组成,其接触面有很高的光洁度(<(1 µm)。这样在整个外围区域,密封缝足够少,用于避免泄漏。滑环本身是使用与安装的外壳部件相匹配的静态的二次密封元件来密封的。

         环之间的相对速度决定摩擦。 因而,产生的热量取决于密封缝中的摩擦系数和轴转数。 需要密封的介质的高温可能会进一步的产生热负荷。因此,很需要通过合适的润滑来保持摩擦配合件的摩擦特性。

润滑膜结构

        为了实现机械卸载,在已润滑的密封中需要附加静压或动压的压力。根据需要密封的压力差和转数,可以在相应的结构和流体选择中在密封缝里形成一个自我稳定的液力。 压力曲线可以近似为线性,参阅图例 2

Creation of a lubricant film

        负载系数 K 作为使用密封压力负载的平面 A2 与两个滑环 A1 的整个密封面的比例,参阅图例3,对于评价静压的闭合力是一个很重要的数值,闭合力能够避免密封缝中的断开应力造成的滑环升起。

Variables affecting the balance ratio K

3. Variables affecting the balance ratio K

        滑环分为负载的滑环密封 K > 1(在实践 1.1 和 1.2 中),去负荷的滑环密封 K < 1(在实践 0.6 和 0.9 中)。通过降低的 K 值,使得针对热过载的安全性有所提高,但是仍然需要采取防止滑面突出的措施。

       待密封空间的压力作用在滑环上; 在密封处形成一个相对应的压力曲线。其他力来自 O 型密封圈、密封面和旋转止动器上的摩擦。在滑面的压力差较低时,闭合力还会因为取决于旋转方向或与旋转方向无关的弹力而加强。如果闭合力始终略高于断开应力,则可以确保滑环密封的功能性。

       以上提到的力和零件中的温度梯度会使滑环变形。 这一变形会影响几何形状,从而影响密封缝中的压力曲线。为了保证密封面的稳定不变的情况,会使用硬质材料作为密封环,尤其是在密封要求很高的情况下。

影响密封选择的参数

       密封顺序、材料以及附加设备的选择取决于不同的参数。待密封介质的压力和温度以及待密封轴的直径和转数在设计中是考虑功能安全性的重要参数。为了进行评估,经常会考虑产品的压力和密封面速度或 p·v-作为评估值。      其他的边缘条件包括安装环境、产品特性,例如化学侵蚀、结块倾向和固体部件。这针对于固体含量高的产品或泥浆,对密封设计甚至起着基础作用。

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