機械密封演示文稿

泵用機械密封

基礎(chǔ)知識課件講師：陳靂一、機械密封定義機械密封是一種旋轉(zhuǎn)機械的軸封裝置，又叫端面密封。定義：有至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補償機構(gòu)彈力的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。二、機械密封

有

哪

幾

部

分

組

成第一部分，是有動環(huán)和靜環(huán)組成的密封端面，也叫摩擦副。第二部分，是有彈性元件為主要零件組成的緩沖補償機構(gòu)，其作用是使密封端面緊密貼合。

第三部分，是輔助密封圈，包括動環(huán)和靜環(huán)密封圈。

第四部分，是使動環(huán)隨軸旋轉(zhuǎn)的傳動機構(gòu)。三、機械密封工作原理動環(huán)靠密封腔中液體的壓力和壓緊元件的壓力，使其端面貼合在靜環(huán)的端面上，形成微小的軸向間隙而達到密封的目的。兩密封環(huán)端面A、靜環(huán)和壓蓋的密封C、動環(huán)和軸的密封B構(gòu)成三道密封，封堵了密封腔中液體向外泄露的全部可能的途徑，實現(xiàn)可靠的密封。密封元件除了起到密封作用外還起著緩沖振動和沖擊的作用。四、機械密封的優(yōu)缺點其中，密封環(huán)是動環(huán)和靜環(huán)的總稱，是構(gòu)成機械密封最主要的元件。密封環(huán)在很大程度上決定了機械密封的使用性能和壽命，因此，對它提出了一些要求。有足夠的強度和剛度

在工作條件下(如壓力、溫度和滑動速度等)不損壞，變形應(yīng)盡量的小，工作條件波動時仍能保持密封性。尤其是密封端面要有足夠的強度以及一定的耐腐蝕能力，以保證產(chǎn)品有滿意的使用壽命。

有良好的耐熱沖擊能力

為此，要求材料有較高的導(dǎo)熱系數(shù)和較小的線膨脹系數(shù)，承受熱沖擊時不至于開裂。較小的摩擦系數(shù)

密封環(huán)匹配應(yīng)有較小的摩擦系數(shù)。良好的自潤滑性

工作中如發(fā)生短時間的干摩擦，不損傷密封端面。因此，密封環(huán)要有良好的自潤滑性，密封環(huán)材料與密封流體還要有很好的浸潤性。

結(jié)構(gòu)簡單

密封環(huán)結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單對稱，優(yōu)先考慮用整體型結(jié)構(gòu)，也可采用組合式(如鑲裝式)密封環(huán)，盡量避免用密封端面噴涂式結(jié)構(gòu)。

密封環(huán)要容易加工制造

安裝和維修要方便，價格要低廉

五、對密封環(huán)的要求六、密封端面的平面度要求平面度是密封環(huán)很重要的質(zhì)量指標，要求在0.0009mm以內(nèi)，需要使用光干涉法進行測量，一般用鈉光燈檢測，一條干涉條紋為0.3um，也叫一條光帶。密封環(huán)平面度要求在三條光帶內(nèi)，才能保證不泄漏。一條光帶三條光帶兩條光帶七、摩擦副匹配考慮因素摩擦副一般都選擇一軟一硬配對，硬環(huán)的端面寬度要比軟環(huán)寬。軟環(huán)一般選用碳石墨材料，也有選用填充四氟，硬質(zhì)環(huán)有WC、SiC、Al2O3等。在特殊情況下，如介質(zhì)中含有固體顆粒，有結(jié)晶析出或高粘度流體中，要選用硬對硬配對。八、常用摩擦副材料九、常用輔助密封圈材料

機械密封用輔助密封圈包括動、靜環(huán)密封圈，如O形圈、波紋管、L型密封圈等。常用的有丁晴橡膠、氟橡膠、硅橡膠、乙丙橡膠、聚四氟乙烯、四氟包膠O形圈。

O形圈波紋管L型密封圈十、幾種種常用橡膠膠的特性及及適應(yīng)性性十一、機機械密封封結(jié)構(gòu)形形式及選選擇NJK系列平衡型機機械密封封SZ系列多彈簧機機械密封封根據(jù)不同同的工況況條件，，如溫度度、介質(zhì)質(zhì)、壓力力來選配配合適的的機械密密封。如如潛污泵泵、砂泵泵輸送含含有顆粒粒的介質(zhì)質(zhì)，摩擦擦副材料料要選用用硬對硬硬材料，，可以選選配WC/WC、WC/SiC、SiC/SiC；密封腔腔壓力大大于1Mpa的，要選選用平衡衡型機械械密封；；酸堿溶溶劑類介介質(zhì)如乙乙醇、丙丙酮、硫硫酸、氫氫氧化鈉鈉等要選選配相應(yīng)應(yīng)的摩擦擦副和輔輔助密封封材料；；軸徑大大的機封封考慮用用多彈簧簧結(jié)構(gòu)，，密封端端面壓力力比較均均勻；竄竄動量大大的采用用大彈簧簧結(jié)構(gòu)，，補償性性能好。。1)平衡型和和非平衡衡型按摩擦副副接觸端端面的比比壓（單單位面積積上所受受的力））與被密密封介質(zhì)質(zhì)壓力的的關(guān)系，，可分為為平衡型型與非平平衡型。。如圖所所示，非平衡型型：介質(zhì)質(zhì)作用在在動環(huán)上上的有效效面積B（去掉作作用壓力力相互抵抵消部分分的面積積），等等于或大大于動靜靜環(huán)接觸觸面積A。端面比比壓隨密密封介質(zhì)質(zhì)壓力增增減成正正比增減減，這樣樣當介質(zhì)質(zhì)壓力高高時，端端面上產(chǎn)產(chǎn)生很大大比壓，，會加速速摩擦面面的磨損損、發(fā)熱熱、破壞壞端面的的液體膜膜而形成成干摩擦擦。一般般非平衡衡型介質(zhì)質(zhì)壓力不不超過656kPa。B>A非平衡型型平衡型：：當介質(zhì)質(zhì)壓力高高時，需需要從密密封結(jié)構(gòu)構(gòu)上設(shè)法法消除一一部分壓壓力對摩摩擦面的的作用，，這種形形式的密密封成為為平衡型型機械密密封。在在這種密密封中，，介質(zhì)作作用在動動環(huán)上的的有效面面積B小于動靜靜環(huán)的接接觸面積積A。密封端端面上的的比壓可可以自行行控制，，介質(zhì)壓壓力增減減對端面面比壓的的影響較較小。B<A，平衡型型2）單彈簧簧和多彈彈簧機械密封按按彈簧個數(shù)數(shù)分為單彈彈簧和多彈彈簧。多彈彈簧是沿圓圓周裝有多多個小彈簧簧，優(yōu)點是是彈簧受力力比但彈簧簧（一個大大彈簧）均均勻，緩沖沖性好，便便于調(diào)節(jié)（（改變彈簧簧數(shù)目），，軸向尺寸寸也小。一一般來說，，小軸徑宜宜用大彈簧簧，大軸徑徑宜用小彈彈簧。3）單端面與與雙端面按密封腔中中摩擦副的的對數(shù)分為為單端面和和雙端面機機械密封。。單端面密密封，在密密封封腔中只有有一對端面面摩擦副，，在雙端面面密封中，，密封腔中中用兩對端端面摩擦副副來實現(xiàn)密密封。在雙雙端面密封封的密封腔腔中，應(yīng)注注入壓力一一般高于介介質(zhì)壓力49~196kPa的封液。對對封液的要要求是潤滑滑性能好、、汽化溫度度高、對工工作介質(zhì)無無影響。封封液的作用用是：1.潤滑密封的的端面；4.封堵工作介介質(zhì)泄漏；；2.帶走摩擦的的熱量5.改變密封泄泄漏方向；；3.將端面因磨磨損產(chǎn)生的的顆粒帶走走；6.雙端面密封封適用于強強腐蝕、高高溫、貴重或或有毒介質(zhì)質(zhì)。十二、機械械密封的安安裝注意事事項機械密封安安裝部位的的尺寸偏差及及表面粗糙糙度十三、機械械密封泄漏漏故障分析析普通內(nèi)裝式式機械密封封的典型泄泄漏通道如左圖圖所示有7處，分別為為：1、摩擦副端端面之間（（泄漏點1）；2、動環(huán)輔助助密封圈處處（泄漏點點2）；3、靜環(huán)輔助助密封圈處處（泄漏點點3）；4、壓蓋與機機體結(jié)合端端面間（泄泄漏點4）；5、軸套與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸之間（（泄漏點5）；6、碳石墨環(huán)環(huán)有滲漏孔孔隙以及從從鑲裝件配合面處處都有可能能成為泄漏漏通道（6、7）。機械密封的的泄漏通道道（一）、摩摩擦副端面面之間的泄泄漏1、端面不平平平平面度、、粗糙度未未達到要求求，或在使使用前受到到了損傷，，因而產(chǎn)生泄泄漏。這時時應(yīng)重新研研磨拋光或或更換密封封環(huán)。2、端面間存存在異物污污物未被清清除，裝配配時未清洗洗。此時需需清除污物物重新裝配。。3、安裝不正正確A、安裝尺寸寸未達到圖圖紙工作尺尺寸要求。。B、靜環(huán)安裝裝傾斜。C、端面變形形，碳石墨墨彈性模量量低、易變變形。碳石墨環(huán)變變形的一般般原因是：：a、合成橡膠膠0形圈在介質(zhì)質(zhì)中溶漲，，體積增大大，碳環(huán)受受力而使端端面變形。。b、壓蓋內(nèi)夾夾雜金屬碎碎片或污垢垢，局部受受載。4、端面分離離，彈簧阻阻塞，如因因溫度變化化引起介質(zhì)質(zhì)結(jié)晶、積積垢，造成成端面不能能很好的貼貼合。（二）、、動環(huán)輔輔助密封封圈處的的泄漏1、輔助密密封圈質(zhì)質(zhì)量問題題，如橡橡膠密封封圈斷面面尺寸超超差，壓壓縮率不符符合要求求；表面面質(zhì)量量問題：：錯位、、開?？s縮裂、修修邊過量、流痕痕、凹凸凸缺陷、、飛飛邊過大大。2、密封圈圈安裝時時受到損損傷，如如聚四氟氟乙烯V形圈安裝裝時唇口被割傷傷，橡膠膠制件表表面有劃劃痕，都都是密封封失效的的常見原原因。3、軸表面面有缺陷陷或有腐腐蝕、麻麻點、凹凹坑。4、密封圈圈的材料料與介質(zhì)質(zhì)不相容容。5、軸的尺尺寸公差差、粗糙糙度未達達到要求求。（三）、、靜環(huán)輔輔助密封封圈處的的泄漏1、壓蓋尺尺寸公差差不符合合設(shè)計要要求。對對此，應(yīng)應(yīng)更換合合格品。。2、安裝錯錯誤，如如如聚四四氟乙烯烯V形圈方向向裝反，，安裝時，其凹凹面應(yīng)面面向介質(zhì)質(zhì)端，否否則會出出現(xiàn)泄漏漏。3、密封圈圈的質(zhì)量量不良。。應(yīng)用合合格品替替換。4、密封圈圈的材料料與介質(zhì)質(zhì)不相容容。（四）、、機體與與壓蓋結(jié)結(jié)合面之之間的泄泄漏1、機體與與壓蓋配配合端面面有缺陷陷，如凹凹坑、劃劃痕等。。2、螺栓力力小、壓壓縮墊片片時不能能把接觸觸面不平平的凹坑坑填滿。。螺栓力必必須大于于內(nèi)部介介質(zhì)壓力力。因為為內(nèi)壓總總是使得得密封壓壓蓋與機殼端端面趨于于分離。。用聚四四氟乙烯烯平墊片片時，以以厚度小小于1mm為宜。3、墊片或或密封圈圈受到損損傷。4、安裝時時不清潔潔，異物物進入其其間。5、壓蓋變變形，這這是因為為壓蓋剛剛度不夠夠而產(chǎn)生生的變形形。6、螺螺栓栓受受力力不不均均勻勻，，壓壓蓋蓋單單邊邊鎖鎖緊緊。。（五五））、、軸軸套套與與軸軸之之間間的的泄泄漏漏軸套套與與軸軸之之間間的的泄泄漏漏，，一一般般是是由由于于安安裝裝不不當當，，密密封封圈圈或或墊墊片片不不符符合要求或損損傷而造成成的。一般般可以用泄泄漏量的變變化加以鑒鑒別。軸套套處的泄漏量通常常是穩(wěn)定的的，而從其其他通道泄泄漏出的泄泄漏量往往往是不恒定定的。（六）、密密封件本身身具有滲透透性碳制品易于于滲漏。這這種滲漏不不外乎是浸浸漬與固化化未達到要要求，或者是碳材料料浸漬處理理后加工切切削余量過過大，使微微孔重新疏疏通而形成成泄漏通道。為保保證密封件件不滲漏，，經(jīng)機械加加工后的成成品應(yīng)再進進行一次浸浸漬處理。在高高壓工況下下，燒結(jié)制制品，如陶陶瓷、填充充聚四氟乙乙烯密封件件也有可能滲漏，，在使用前前必須確認認是否符合合使用要求求。高溫、、高壓或氣氣相介質(zhì)，對熱鑲鑲裝的密封封環(huán)來說，，介質(zhì)易于于從鑲裝配配合面泄漏漏。在這種種情況下，推薦使使用整體結(jié)結(jié)構(gòu)。十四、從失失效形式分分析故障原原因（一）、從從泄漏量大大小分析故故障原因1、開始運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時有少量量泄漏，但但經(jīng)過一段段時間運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)后，泄漏漏量逐漸減少到消失失，這是機機械密封正正常的跑合合過程。2、靜壓狀態(tài)態(tài)時有少量量泄漏，運運轉(zhuǎn)時不漏漏。原因是是橡膠波紋紋管接觸動環(huán)背面部部分平行度度不好或彈彈簧比壓不不夠大。3、泄漏漏量穩(wěn)穩(wěn)定。。有可可能是是軸和和軸套套之間間密封封圈泄泄漏，，因為為從密密封端面處處泄漏漏往往往是不不穩(wěn)定定的。。4、泄漏漏量從從小到到大。。有可可能是是石墨墨環(huán)浸浸漬不不好，，微氣氣孔逐逐步被被打通。這這種情情況需需增加加浸漬漬的次次數(shù)或或更換換優(yōu)質(zhì)質(zhì)的石石墨材材料。。還有有介質(zhì)質(zhì)原因，如如航空空煤油油滲透透性特特別強強，開開始不不漏，，過幾幾個小小時開開始滲滲漏，，并不不斷增大大。還還有輔輔助密密封圈圈與介介質(zhì)的的不容容性引引起，，如混混合的的有機機溶劑劑。（二））、根根據(jù)磨磨損痕痕跡分分析故故障原原因1、當端端面出出現(xiàn)過過寬的的磨損損，表表明機機器的的同軸軸度很很差。。機器器每轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)密封封件都要作作軸向向位移移和徑徑向擺擺動，，產(chǎn)生生輕微微的分分離和和泄漏漏以離離心泵泵為例例，造造成寬寬面磨磨損的原原因大大致有有：聯(lián)聯(lián)軸器器不對對中；；泵軸軸彎曲曲；泵泵軸偏偏斜；；軸承承精度度低；；振動動等。。2、端面面磨損損痕跡跡寬度度小于于窄環(huán)環(huán)環(huán)面面寬度度時，，這就就意味味著密密封受受到過過大的的壓力，使使密封封面呈呈現(xiàn)弓弓形。。3、機械械密封封運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一段段時間間后，，若摩摩擦端端面沒沒有磨磨損痕痕跡，，表明明密封封開始始使用時就就泄漏漏，補補償環(huán)環(huán)沒有有作補補償位位移。。對橡橡膠波波紋管管式機機械密密封，，若摩摩擦副副端面面沒有磨磨損痕痕跡，，這表表明密密封端端面可可能已已經(jīng)壓壓合在在一起起，摩摩擦副副之間間無相相對轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，，而是橡橡膠波波紋管管相對對于軸軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，或或靜環(huán)環(huán)和壓壓蓋之之間轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動。。同時時會出出現(xiàn)軸軸表面面磨損，壓壓蓋內(nèi)內(nèi)徑磨磨損，，彈簧簧或彈彈簧座座磨損損現(xiàn)象象。4、石墨墨環(huán)或或填充充四氟氟同硬硬質(zhì)環(huán)環(huán)配對對時，，硬質(zhì)質(zhì)環(huán)表表面出出現(xiàn)較較深的的溝槽槽（環(huán)環(huán)狀紋路）），表表明密密封端端面因因振動動引起起分離離時，，兩者者之間間有較較大的的顆粒粒物進進入，，如顆顆粒嵌入入軟質(zhì)質(zhì)端面面時，，會像像砂輪輪一樣樣磨削削硬質(zhì)質(zhì)環(huán)軟軟端面面，造造成硬硬質(zhì)環(huán)環(huán)過度度磨損損而泄泄漏。十五、、泵用用機械械密封封檢修修誤區(qū)區(qū)1．彈簧簧壓縮縮量越越大密密封效效果越越好。。其實實不然然，彈彈簧壓壓縮量量過大大，可可導(dǎo)致致摩擦副急急劇磨磨損，，瞬間間燒損損；過過度的的壓縮縮使彈彈簧失失去調(diào)調(diào)節(jié)動動環(huán)端端面的的能力力，導(dǎo)導(dǎo)致密封失失效。。2．動環(huán)環(huán)密封封圈越越緊越越好。。其實實動環(huán)環(huán)密封封圈過過緊有有害無無益。。一是是加劇劇密封封圈與軸套套間的的磨損損，過過早泄泄漏；；二是是增大大了動動環(huán)軸軸向調(diào)調(diào)整、、移動動的阻阻力，，在工工況變化化頻頻繁繁時時無無法法適適時時進進行行調(diào)調(diào)整整；；三三是是彈彈簧簧過過度度疲疲勞勞易易損損壞壞；；四四是是使使動動環(huán)環(huán)密密封封圈圈變形形，，影影響響密密封封效效果果。。3．靜靜環(huán)環(huán)密密封封圈圈越越緊緊越越好好。。靜靜環(huán)環(huán)密密封封圈圈基基本本處處于于靜靜止止狀狀態(tài)態(tài)，，相相對對較較緊緊密密封封效效果會會好好些些，，但但過過緊緊也也是是有有害害的的。。一一是是引引起起靜靜環(huán)環(huán)密密封封因因過過度度變變形形，，影影響響密密封封效效果果；二二是是靜靜環(huán)環(huán)材材質(zhì)質(zhì)以以石石墨墨居居多多，，一一般般較較脆脆，，過過度度受受力力極極易易引引起起碎碎裂裂；；三三是是安安裝裝、、拆卸卸困困難難，，極極易易損損壞壞靜靜環(huán)環(huán)。。4．葉葉輪輪鎖鎖母母越越緊緊越越好好。。機機械械密密封封泄泄漏漏中中，，軸軸套套與與軸軸之之間間的的泄泄漏漏（（軸軸間間泄泄漏漏））是比比較較常常見見的的。。一一般般認認為為，，軸軸間間泄泄漏漏就就是是葉葉輪輪鎖鎖母母沒沒鎖鎖緊緊，，其其實實導(dǎo)導(dǎo)致致軸軸間間泄泄漏的因因素較較多，，如軸軸間墊墊失效效，偏偏移，，軸間間內(nèi)有有雜質(zhì)質(zhì)，軸軸與軸軸套配配合處處有較較大的形位位誤差差，接接觸面面破壞壞，軸軸上