機械密封(流體動密封)設計師必讀的書籍與文獻

1、機械密封（流體動密封）設計師必讀的書籍與文獻2008-04-24 13:21       無論你是一位經驗老到的資深密封設計工程師，還是入行不久的初級密封設計人員。牢牢扎實機械密封的基礎知識和基本理論是十分重要的。我曾經去過包括伯格曼在內的許多密封設計生產廠家，通過與這些廠家密封設計人員的交流，我發(fā)現(xiàn)的一個普遍現(xiàn)象就是，設計人員對機械密封的基礎知識和基本理論的理解和掌握十分有限。比如，在很多密封廠家設計部門，能夠準確計算密封平衡比和端面比壓等參數(shù)的設計師只有部門主管一人，其余的設計人員則對這些問題的概念相當模糊。  

2、;     經驗的積累在密封設計中固然重要，但是如果只知其然，而不知其所以然，那么你是很成為一位出色的密封設計工程師甚至于資深專家的。后來的新手要想追趕和超越前者，機械密封的基礎知識和基本理論更是實現(xiàn)這一目標的加速器。憑借STUDIO ANTISSA多年密封研究與設計的經驗，我們推薦以下的書籍和文獻，如果你是密封的資深設計高手，可以用來慢慢品鑒它們的味道；如果你是初出茅廬的設計人員，這些是你的重要的起點和積奠。我們推薦的書籍和文獻由問題引出：       問題1 什么是機械密封？機械密封的分類方

3、法和基本原理是什么？       機械密封屬于流體動密封的一種，如果能夠從更高的層次上去認識問題，便不至于視線狹隘，見樹木不見森林。王玉明院士流體密封技術一文，全面的概括了流體動密封的分類和流體動密封的發(fā)展演變歷程，文中給出的流體動密封分類樹形圖嚴謹清晰。       機械密封的分類方法和基本原理有許多書籍都會講到，但是個人認為，對這一問題的闡述最為條理清晰、思維嚴謹?shù)氖穷櫽廊壬臋C械密封實用技術，該書2章1節(jié)全面講述了機械密封的基本結構、作用原理和特點。這是從事密封行業(yè)人

4、員的必修課。       問題2 機械密封的主要參數(shù)，如彈簧比壓、端面比壓、膜壓系數(shù)是怎樣得來的？       顧永泉先生把機械密封的主要參數(shù)歸為幾何參數(shù)、力學參數(shù)和性能參數(shù)三種。彈簧比壓、端面比壓、膜壓系數(shù)只是密封力學參數(shù)的一部分。機械密封的主要參數(shù)應從幾何、力學和性能三個方面綜合掌握，否則也是容易一葉障目的。顧永泉先生于1996年發(fā)表的以下三篇文章對我們深入了解機械密封的主要參數(shù)是具有很大幫助的，其中最后一篇還涉及到了具體算例。機械端面密封的主要參數(shù)計算（一）軸向平衡與幾

5、何參數(shù)機械端面密封主要系數(shù)的計算（二）力學參數(shù)與性能參數(shù)機械端面密封主要參數(shù)的計算（三）性能參數(shù)（續(xù)）與計算示例       需要說明的是，以上文獻中的一些設計方法可能已經相對年代久遠和我們現(xiàn)代更先進的設計思路有所區(qū)別，但是以上文章對密封參數(shù)的全面系統(tǒng)性概括，是至今未有能夠趕超的。       問題3 機械密封的彈性元件設計似乎太復雜了。       去密封廠家經?？梢钥吹皆O計員拿著彈簧跑去做壓縮試驗，獲得彈簧在不同

6、壓縮長度下的比壓；或者有一個彈簧比壓的數(shù)據表可供查閱。然而如果出現(xiàn)了新的密封彈簧設計問題，往往只有總工能夠搞定。注意到我們一個廠家內部，用作彈簧的材料往往是同一種，具有相同的彈性/拉伸/剪切膜量，因此采用計算公式設計彈簧是最科學和具有最廣適用范圍的。       涉及到機械密封彈簧設計的專業(yè)密封書籍我見到的只有一本，卻講述的詳細明確。那就是機械密封設計制造與使用，陳德才,崔德容編著。由于此書年代久遠，沒有此書的，可以直接參考機械設計手冊的相關章節(jié)。如果有人對材料的各種膜量和參數(shù)概念模糊，對力學計算十分初級（密封行業(yè)很多半路出家者），那

7、么，你應該找一本簡單的材料力學來補補課了。       當然，很多入行很久的設計師知道怎么去計算，那么請問大家是不是考慮過去做一個簡單的軟件，通過輸入幾個簡單的參數(shù)，就可以自動設計出彈簧的尺寸？如果你對設計真正做到融會貫通，這不是難事。STUDIO ANTUSSA就有這樣一個小軟件，有趣的是，軟件的最初版本使用EXCEL表格的初級命令做成的，只要輸入彈簧比壓，彈簧壓縮量、材料系數(shù)等幾個參數(shù)，軟件就可以自動求解出滿足要求的彈簧尺寸列表，供我們選擇。       下面是給資深高手

8、的一個延伸閱讀：彈簧比壓對機械密封性能影響的分形分析和GY70型機械密封基本性能試驗及其分析。文章采用理論和大量實驗數(shù)據分析了彈簧比壓對機械密封綜合性能的影響。文章具有一定的啟發(fā)性，可以拓展應用到波紋管、波形彈簧等其他彈性元件的設計。       問題4 機械密封的標準都有哪些的。       開始思考這個問題的，應該算是已經入門人了吧。機械密封標準，常用的有API682、DIN24960、 ISO3069、 BS5257、GB6556（國標比較零散尚不統(tǒng)一，因此GB得密封標

9、準有很多）。以上的文獻幾乎都有中文版本，想了解標準的可以搜集上述資料，或者向STUDIO ANTISSA咨詢。但是，設計需要知其然也知其所以然，閱讀標準，也要常常問問自己，標準里面的規(guī)定是出于何種考慮呢？       問題5 機械密封的力熱變形以及溫度對性能的影響。       這個問題的解決在國內基本上靠設計人員的經驗。但我曾經見到過JOHN CRANE的一款軟件，能夠準確模擬機械密封的溫度場和力變形。想對這一問題有初步了解的人，請參考基于Ansys的機械密封環(huán)溫度場分析以

10、及機械密封環(huán)端面變形研究，通過以上文章可以對機械密封溫度場分布狀況和力變形的特點有直觀的認識，對設計實踐具有較好的指導意義。至于這一問題的詳細計算需要涉及彈性力學、傳熱學和有限單元分析知識的綜合應用。詳情可咨詢STUDIO ANTISSA，我們已經擁有有相應的設計計算軟件。      問題6 機械密封的新技術、新概念、新結構和新產品？機械密封行業(yè)的前沿領域和發(fā)展趨勢是什么？       涉及到技術前沿問題，必須要閱讀大家之作。普通人是無法做到一覽眾山高瞻遠矚的看待行業(yè)前沿動態(tài)的。個人認

11、為，顧永泉先生的機械密封實用技術第6章，對上面的問題作出了很好地概括?；蛟S有人認為，書本上的東西，出版了近意味著落后，不能夠代表最新前沿，殊不知最新的前沿領域，正是通過對這些所謂落后但又比較先進的技術的改進和更新而得來的。機械密封實用技術第六章涉及非接觸密封技術（干氣密封和上游泵送）、刃邊密封技術、組合密封等諸多技術前沿，可以大大開拓密封設計者的視野。書中對某些技術采用了概述的方法，可以先作了解，然后慢慢搜集技術的具體細節(jié)。       做設計師是一項辛苦而報酬不高的職業(yè)，至少在國內密封行業(yè)內如此。因此國內的密封行業(yè)的優(yōu)秀設計師是少之

12、又少。然而根據經濟學原理，稀缺物品則具有更高價值，因此企業(yè)對優(yōu)秀的設計人員也是趨之若鶩。然而現(xiàn)代人的輕浮和急躁，很少有人能夠做到踏踏實實的累積。或有志氣沖天，半途而廢者，糜不有初，鮮克有終！      合抱之木，生于毫末；九層之臺，起于壘土；千里之行，始于足下。STUDIO ANTISSA于2008年4月27日完成本文，希望能夠給諸位立志從事密封設計工作者以啟發(fā)和指導；也希望與立志發(fā)展和革新中國密封技術的同仁，共勉。 圖書名稱作者出版社出版時間機械端面密封顧永泉石油大學出版社1994.12機械密封實用技術顧永泉機械工業(yè)出版社2001機械密封邁爾,姚兆生化學工業(yè)出版社1981.12過程裝備密封技術宋鵬云,顧伯勤,蔡仁良化學工業(yè)