機械密封培訓(xùn)資料

目錄第一節(jié)機械密封原理和基本結(jié)構(gòu)型式一密封原理和特點二結(jié)構(gòu)類型三常用機械密封標準結(jié)構(gòu)簡介第二節(jié)冷卻沖洗與安裝、使用一密封環(huán)端面發(fā)熱二冷卻、沖洗方法及系統(tǒng)設(shè)計三機械密封的安裝第三節(jié)特殊工況下機械密封的設(shè)計要點一高溫條件

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二低溫條件

三高壓與真空四高速五腐蝕性介質(zhì)條件六含有固體粒子條件第四節(jié)機械密封失效原因與故障分析一機械密封的故障在零件上的表現(xiàn)二機械密封振動、發(fā)熱的原因分析及處理三機械密封泄漏的原因分析及處理四機械密封典型失效原因分析五常見的滲漏現(xiàn)象六機封正常運行和維護問題2什么是機械密封機械密封是一種用于旋轉(zhuǎn)流體機械的軸封裝置。（用于離心泵、離心機、反應(yīng)釜、壓縮機等設(shè)備，軸和設(shè)備腔體間存在一個圓周間隙，設(shè)備介質(zhì)從中泄漏，因此必須設(shè)一道阻漏裝置。因機械密封具有泄漏少、壽命長等優(yōu)點，成為了主要的軸密封方式，又叫端面密封。）在國家有關(guān)標準中的定義：由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面組成,在流體壓力及補償機構(gòu)彈力(或磁力)共同作用下，以及輔助密封圈的配合下，該對端面保持貼合并相對滑動，從而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。3一、密封原理和特點1.結(jié)構(gòu)

第一節(jié)機械密封原理和基本結(jié)構(gòu)型式（1）組成4（2）固定緊定螺釘把彈簧固定在軸上靜環(huán)的周向固定：靜環(huán)上開槽，然后通過防轉(zhuǎn)銷與靜環(huán)座固定。而靜環(huán)座又與設(shè)備聯(lián)在一起。52.密封原理

機械密封主要是將較易泄漏的軸向密封改為不易泄漏的端面密封。如圖3-1所示，當(dāng)軸轉(zhuǎn)動時，帶動了彈簧座、彈簧壓板、動環(huán)等零件一起轉(zhuǎn)動，由于彈簧力的作用使動環(huán)緊緊壓在靜環(huán)上。軸旋轉(zhuǎn)時，動環(huán)與軸一起旋轉(zhuǎn)，而靜環(huán)則固定在座架上靜止不動，這樣動環(huán)與靜環(huán)相接觸的環(huán)形密封面阻止了介質(zhì)的泄漏。6機械密封一般有四個密封處：A、動環(huán)與靜環(huán)之間的密封——動密封B、動環(huán)與軸或軸套之間的密封——相對靜密封C、靜環(huán)與靜環(huán)座之間的密封——靜密封D、靜環(huán)座（壓蓋）與設(shè)備之間的密封——靜密封機械密封的主要特點是密封面為垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面。ABCD73.基本構(gòu)件

（1）動環(huán)和靜環(huán)材料較好的耐磨性，能有減摩作用（即f要?。┝己玫膶?dǎo)熱性，把摩擦熱及時傳出孔隙率小，結(jié)構(gòu)緊密，以免介質(zhì)在壓力下有滲透。動、靜環(huán)是一對摩擦副，它們的硬度各不相同。一般動環(huán)的硬度比靜環(huán)的硬度大。動環(huán)的材料可用鑄鐵、硬質(zhì)合金、高合金鋼等，在有腐蝕介質(zhì)的條件下可用不銹鋼或不銹鋼表面（端面）堆焊硬質(zhì)合金、陶瓷等；靜環(huán)的材料可用鑄鐵、磷青銅、巴氏合金等，也常用浸漬石墨或填充聚四氟乙烯。8配對方法：當(dāng)介質(zhì)粘度小，潤滑性差時，采用金屬配各種非金屬（因為大多數(shù)非金屬材料都有自潤滑作用）；當(dāng)介質(zhì)粘度較大時，采用金屬與金屬配對。加工精度由于摩擦副的端面要起密封作用，并且摩擦環(huán)要相互滑動摩擦，故端面的加工精度影響著密封的效果和使用壽命。因此，JB4127-85《機械密封技術(shù)條件》規(guī)定較高。9（2）彈簧加荷裝置（3）輔助密封元件型式：O形、V形、矩形等作用：產(chǎn)生壓緊力，保持動、靜環(huán)端而后緊密接觸，且是一個緩沖元件，可以補償軸的跳動及加工誤差而引起的摩擦面不貼合。再進一步，如果我們把彈簧施加到密封環(huán)帶單位面積上的壓緊力稱為彈簧比壓ps，那么ps的作用有兩點：①起動停車或介質(zhì)壓力波動時，使密封面維持足夠的比壓；②克服密封圈與軸的摩擦力，保持動環(huán)沿軸向移動，以補償端面的磨損。因此有人把機械密封定義為：機械密封是一種帶有緩沖機構(gòu)，并通過與旋轉(zhuǎn)軸大體垂直并做相對轉(zhuǎn)動的密封端面進行密封的裝置。10優(yōu)點密封可靠，，在一個較較長的使用用期中，不不會泄漏或或很少泄漏漏；使用壽命長長，正確選選擇摩擦副副材料和比比壓的機械械密封可用用2—5年，最長的的達9年；維修周期長長，在正常常工作的情情況下，不不需要維修修；摩擦功率消消耗少；軸或軸套不不受磨損；；對旋轉(zhuǎn)軸的的振擺和軸軸對殼體孔孔的偏斜不不敏感；適用范圍廣廣，能用于于低溫、高高溫、高真真空、高壓壓、各種轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速以及各各種腐蝕、、易燃、易易爆、有毒毒介質(zhì)的密密封。4.機械密封的的優(yōu)缺點：：（與軟填填料密封比比較）缺點結(jié)構(gòu)較復(fù)雜雜，對制造造加工要求求高；安裝與更換換比較麻煩煩，要求工工人有一定定的安裝技技術(shù)水平；；發(fā)生偶然事事故時，處處理比較困困難；一次性投資資高。11比較軟填料密封機械密封泄漏量180～450ml/h一般為軟填料密封的１％摩擦功率損失機械密封為軟填料密封的10～50％軸磨損有磨損，用久后要更換幾乎無磨損維護及壽命要經(jīng)常維護，更換填料，個別情況每班換一次壽命很長，很少需要維修高參數(shù)高壓、高溫、高真空、高轉(zhuǎn)速、大直徑密封不能解決可以加工及安裝加工要求一般，填料更換方便動、靜環(huán)表面粗糙度及平直度要求高，不易加工，成本高，裝拆不便對材料要求一般動、靜環(huán)要求較高表3-1機械密封與與填料密封封的比較12二、結(jié)構(gòu)類類型按介質(zhì)泄漏方方向分為內(nèi)流式式和外流式式。內(nèi)流式：介介質(zhì)沿半徑徑方向從端端面外周向向內(nèi)泄者稱稱為內(nèi)流式式。外流式：介介質(zhì)沿半徑徑方向從端端面內(nèi)周向向外泄者稱稱為外流式式。內(nèi)流式的泄泄漏方向與與離心力方方向相反，，離心力阻阻礙著流體體的泄漏，，因而內(nèi)流流式泄漏比比外流式泄泄漏量小。。于是，有有固體顆粒粒的情況尤尤其應(yīng)該采采用內(nèi)流式式。這樣可可防止固體體顆粒進入入摩擦面。。1、內(nèi)流式和和外流式（（圖3-2）13按彈簧是否否與介質(zhì)接接觸分為內(nèi)內(nèi)裝式和外外裝式。內(nèi)裝式是彈彈簧置于工工作介質(zhì)之之內(nèi)，外裝裝式是彈簧簧置于工作作介質(zhì)之外外。2、內(nèi)裝式和和外裝式（（如圖3-3）14外裝式特點點：一般來來說大部分分機械密封封零件不與與介質(zhì)接觸觸，且暴露露在設(shè)備外外，便于觀觀察及維修修安裝。但但是由于外外裝式結(jié)構(gòu)構(gòu)的介質(zhì)作作用與彈簧簧力相反（（指常用結(jié)結(jié)構(gòu)）。當(dāng)當(dāng)介質(zhì)壓力力有波動或或升高的情情況下，彈彈簧力余量量又不大時時，會出現(xiàn)現(xiàn)密封不穩(wěn)穩(wěn)定的情況況以致產(chǎn)生生泄漏。當(dāng)當(dāng)介質(zhì)壓力力降低時，，因彈簧力力不變，在在摩擦面上上受負荷增增大，特別別在低壓起起動時，摩摩擦副的表表面間尚未未構(gòu)成液膜膜，此時比比壓又是最最大，容易易擦傷端面面。內(nèi)裝式受力力情況比較較好，剛開開車時介質(zhì)質(zhì)壓力較低低，由不太太大的彈簧簧力即可對對摩擦面構(gòu)構(gòu)成初始的的密封，此此時因端面面比壓較小小，容易形形成液膜。。內(nèi)裝式端端面比壓隨隨介質(zhì)壓力力增在而增增大，因而而增加了密密封的可靠靠性。一般情況下下內(nèi)裝式的的介質(zhì)泄漏漏方向與離離心力方向向相反，泄泄漏情況較較外裝式好好。所以在在介質(zhì)無腐腐蝕以及不不影響彈簧簧機能時，，應(yīng)盡可能能采用內(nèi)裝裝式結(jié)構(gòu)。。15主要按介質(zhì)質(zhì)作用在端端面的載荷荷程度分。。3、平衡型和和非平衡型型當(dāng)不計摩擦擦副間反壓壓力及密封封圈摩擦力力時，作用用在端面上上的比壓為為：式中：Pc—端面比壓，，是指作用用于密封面面環(huán)帶的單單位面積上上凈剩的閉閉合力，它它主要取決決于密封結(jié)結(jié)構(gòu)型式和和介質(zhì)壓力力。P——介質(zhì)壓力Pn——彈簧比壓（（彈簧施加加到密封環(huán)環(huán)帶單位面面積上的壓壓緊力）16其中：Ae——流體介質(zhì)作作用的有效效載荷面積積A——接觸面積（（密封環(huán)帶帶面積）K——載荷系數(shù)，，動環(huán)的軸軸向受壓面面積與端面面接觸面積積之比。d1、d2——密封環(huán)帶內(nèi)內(nèi)、外徑db——平衡直徑（（介質(zhì)壓力力在補償環(huán)環(huán)輔助密封封處的有效效作用直徑徑）減小動環(huán)的的軸向受壓壓面積，可可將流體壓壓力施加在在摩擦副端端面上的載載荷部分甚甚至全部卸卸除。這一一方法稱為為卸荷。因此K表示的是介介質(zhì)產(chǎn)生的的比壓加到到摩擦副上上的載荷程程度。根據(jù)d1、d2和db的不同，K有不同的值值。（圖3-4）1718K≥1非平衡型：：介質(zhì)作作用于單位位密封面上上的軸向壓壓力大于或或等于密封封腔內(nèi)介質(zhì)質(zhì)壓力，K=1.1～1.20<K<1部分平衡型型:介質(zhì)作用于于單位密封封面上的軸軸向壓力小小于密封腔腔內(nèi)介質(zhì)壓壓力，K=0.6～0.9K=0全平衡型：：介質(zhì)對密密封面無軸軸向力K<0過平衡型：：介質(zhì)對密密封面為推推開力令β=1-K，稱β為平衡系數(shù)數(shù)，它表示介質(zhì)質(zhì)產(chǎn)生的比比壓在摩擦擦副上的卸卸荷程度。。由前面Pc公式可知，，β愈大，K愈小，由于于介質(zhì)引起起的端面比比壓愈小，，雖然磨損損很小，但但不易保證證密封；反反之β愈小，K愈大，端面面磨損加劇劇并的熱，，甚至有咬咬壞的危險險，那密封封就失效了了。因此根根據(jù)經(jīng)驗與與試驗，β不宜超過0.5。19按彈簧的運運轉(zhuǎn)狀態(tài)分分為旋轉(zhuǎn)式式與靜止式式。旋轉(zhuǎn)式：即即是彈簧裝裝置及軸的的結(jié)構(gòu)簡單單，徑向尺尺寸較小。。高轉(zhuǎn)速情情況下，彈彈簧及其它它轉(zhuǎn)動零件件產(chǎn)生的離離心力很大大，動平衡衡要求高，，有的介質(zhì)質(zhì)經(jīng)強烈攪攪拌后易結(jié)結(jié)晶，對于于這種情況況宜采用靜靜止式較適適宜。4、旋轉(zhuǎn)式與靜靜止式20單彈簧又稱稱大彈簧，，即是在密密封裝置中中僅有一個個彈簧與軸軸同中心安安裝。多彈簧又稱稱小彈簧，，即是在密密封裝置中中有數(shù)個彈彈簧沿圓周周均勻分布布。一般說負荷荷較輕而且且大量生產(chǎn)產(chǎn)的密封采采用單彈簧簧為佳，小小量生產(chǎn)且且在嚴格的的條件下使使用時，則則都采用多多彈簧。5、單彈簧與多多彈簧21按摩擦面對對數(shù)分為單單端面、雙雙端面和多多端面。單端面：指指在密封機機構(gòu)中僅有有一對摩擦擦副。雙端面：指指在密封機機構(gòu)中有兩兩對摩擦副副，且兩對對摩擦副處處于相同封封液壓力下下（圖3-5）。密封機構(gòu)中中有兩對以以上的摩擦擦副且密封封腔的壓力力逐漸降低低，根據(jù)摩摩擦副的對對數(shù)分別稱稱為雙端面面、三端面面和多端面面。6、單端面、雙雙端面和多多端面22從結(jié)構(gòu)比較較來看，單單端面比雙雙端面簡單單，在制造造和裝拆上上較容易，，因而使用用很普遍。。雙端面因因要通入帶帶液體（封封液）至密密封腔內(nèi)起起“封堵””和潤滑作作用，就需需另設(shè)一套套裝置。單單端面只適適用于一般般場合。雙雙端面適用用于強腐蝕蝕、主溫、、帶懸浮顆顆粒及纖維維的介質(zhì)、、氣體介質(zhì)質(zhì)、易燃易易爆介質(zhì)、、易揮發(fā)粘粘度低的介介質(zhì)、高真真空、貴重重物料及要要求介質(zhì)與與空氣隔絕絕且允許內(nèi)內(nèi)漏的情況況。23三、常用機機械密封標標準結(jié)構(gòu)簡簡介1、泵用機械械密封標準準結(jié)構(gòu)1）103、109型機械密封封103和109型均為單端端面、單彈彈簧、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，，靠并圈彈彈簧及帶耳耳環(huán)的推環(huán)環(huán)傳動，103為非平衡型型，109為平衡型，，通常按內(nèi)內(nèi)流內(nèi)裝式式設(shè)計，為為國內(nèi)使用用最為普遍遍的一種結(jié)結(jié)構(gòu)。242）104、110型機械密封封104為非平衡型型，110為平衡型，，也按內(nèi)流流骨裝式設(shè)設(shè)計，與前前兩種不同同之處在于于它們是靠靠帶耳環(huán)的的傳動套傳傳動。253）105、111型機械密封封105型為非平衡衡型，111型為平衡型型，與和第第一種型式式比較，不不同的是彈彈性元件為為多個沿周周向均勻布布置的小彈彈簧，傳動動方式是靠靠傳動螺釘釘，通常也也按內(nèi)流內(nèi)內(nèi)裝式設(shè)計計。264）114型機械密封封114型機械密封封為單端面面、單彈簧簧、非平衡衡結(jié)構(gòu)，旋旋轉(zhuǎn)環(huán)是靠靠推環(huán)的撥撥叉帶動耳耳環(huán)傳動，，按外流外外裝式設(shè)計計，主要用用于化工腐腐蝕泵上。。272、釜用機械械密封標準準結(jié)構(gòu)釜用機械密密封是解決決攪拌軸密密封的一種種理想方式式，按照密密封面的對對數(shù)，有單單端面和雙雙端面機械械密封之分分。雙端面面機械密封封一般配上上平衡循環(huán)環(huán)系統(tǒng)，可可使用在易易燃、易爆爆、有毒及及腐蝕、高高真空等對對密封要求求更為嚴格格的場合。。密封結(jié)構(gòu)構(gòu)為外沖洗洗結(jié)構(gòu),沖洗液可為為清潔的水水也可為工工業(yè)回用水水,沖洗液的壓壓力低于密密封腔壓力力,沖洗液在輔輔助套的上上端輸入,在輔助套的的下端輸出出,循環(huán)使用,密封起到冷冷卻沖洗的的作用.機械密封的的輔助裝置置有調(diào)溫器器、平衡罐(隔離流體容容器)、強制循環(huán)平衡系統(tǒng)等等。2829分下列6種型式：：201型-單端面單單彈簧非非平衡型型密封，，202型-單端面多多彈簧非非平衡型型密封，，203型-單端面單單彈簧平平衡型密密封，204型-單端面多多彈簧平平衡型密密封，205型-雙端面多多彈簧非非平衡型型密封，，206型-雙端面多多彈簧平平衡型密密封。30泵用機械械密封和和釜用的的區(qū)別泵用機械械密封——水泵用的的機械密密封，通通常水泵泵電機和和機械密密封是與與地面平平行的，，轉(zhuǎn)速比比較高，，通常密密封介質(zhì)質(zhì)為液體體，工藝藝要求相相對簡單單釜用機械械密封——反應(yīng)釜用用的機械械密封，，通常電電機和機機械密封封是與地地面垂直直的，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速很慢慢，通常常的密封封介質(zhì)為為氣體，，或氣液液混合介介質(zhì)，工工藝要求求高，多多數(shù)情況況下會有有冷卻水水套，將將機械密密封包圍圍實現(xiàn)冷冷卻313233一、密封封環(huán)端面面發(fā)熱機械密封封的摩擦擦副就是是動環(huán)和和靜環(huán)，，其端面面貼緊且且一個靜靜止，一一個旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，它們們之間存存在相對對運動，，所以會會產(chǎn)生摩摩擦和磨磨損，同同時會伴伴有熱量量的產(chǎn)生生。前面面已經(jīng)討討論過，，如果摩摩擦產(chǎn)生生的熱量量越多，，密封的的工作PV值就越大大。當(dāng)然然摩擦熱熱除與PV值有關(guān)外外，還與與摩擦系系數(shù)及端端面面積積有關(guān)。。假設(shè)端面面比壓是是均布的的，則摩摩擦熱第二節(jié)冷冷卻、、沖洗與與安裝、、使用34熱量的傳傳遞有三三種方式式：對流流、間壁壁導(dǎo)熱、、輻射。。顯然機機械密封封端面的的摩擦熱熱就是以以這三種種方式傳傳遞出去去的。如如果密封封環(huán)向周周圍散失失的熱量量與產(chǎn)生生的摩擦擦熱相平平衡，則則可得到到一個穩(wěn)穩(wěn)定的溫溫度值。。對于普通通機械密密封，泄泄漏量較較小，它它帶走的的熱量可可以忽略略，那么么摩擦熱熱主要是是由軸導(dǎo)導(dǎo)入動靜靜環(huán)，再再由動靜靜環(huán)傳給給周圍介介質(zhì)，即即：△T------環(huán)端面溫溫度與周周圍介質(zhì)質(zhì)溫度差差l------溫度降方方向的壁壁厚，軸軸向為環(huán)環(huán)厚h，徑向為為端面寬寬度b。顯然，λ越小，傳傳出的熱熱量就少少，溫升升越高，，PV值就越大大；反之之，λ越大，傳傳出的熱熱量就多多，溫升升越低，，PV值就越小小。因此此要選擇擇導(dǎo)熱系系數(shù)大的的材料。。35二、冷卻卻、沖洗洗方法及及系統(tǒng)設(shè)設(shè)計如果密封封環(huán)材料料的導(dǎo)熱熱性差，，介質(zhì)溫溫度又高高，或PV值比較高高的情況況下，端端面間的的大量熱熱量不能能及時導(dǎo)導(dǎo)出，必必然引起起端面溫溫度急劇劇上升。。其結(jié)果果可能造造成端面面間液膜膜汽化，，惡化潤潤滑條件件，甚至至完全處處于干摩摩擦狀態(tài)態(tài)，這不不僅使磨磨損加劇劇，還會會導(dǎo)致密密封環(huán)的的熱裂、、變形等等等。因因此只是是依靠選選擇耐高高溫、導(dǎo)導(dǎo)熱性好好的密封封環(huán)材料料或僅從從結(jié)構(gòu)上上考慮，，都很難難達到預(yù)預(yù)期的效效果。合合理的方方法就是是強化冷冷卻，使使端面摩摩擦熱及及時導(dǎo)出出。使端面冷冷卻的方方式主要要有三種種：361、端面直直接冷卻卻將密封介介質(zhì)從系系統(tǒng)中高高于密封封腔壓力力處引出出，通過過接管引引入密封封腔，對對于密封封介質(zhì)的的溫度高高或含固固體粒子子的場合合，可在在管路上上設(shè)置冷冷卻器或或過濾器器，使進進入密封封腔內(nèi)的的介質(zhì)凈凈化并降降低溫度度。(1)閉路自沖沖洗（圖圖3-24，a）371、端面直直接冷卻卻將密封腔腔內(nèi)的介介質(zhì)引入入主機低壓壓側(cè)，使使介質(zhì)通通過密封腔進行行自循環(huán)環(huán)而帶走走摩擦熱（圖3-24，b），這種種方法適用于密密封腔壓壓力與主主機工作壓力比比較接近近的場合合。(2)反向自沖沖洗381、端面直直接冷卻卻將介質(zhì)從從高壓側(cè)側(cè)引出，，流經(jīng)密封封腔進行行沖洗后后流回主機吸入入側(cè)（圖圖3-24,c），這種沖洗冷冷卻效果果優(yōu)于前前兩種。。(3)貫通自沖沖洗391、端面直直接冷卻卻利用其它它壓力源源將沖洗洗冷卻液液注入密密封腔內(nèi)內(nèi)（圖3-24，d）。沖洗洗液應(yīng)為為低溫、、清潔液液體，并并且少量量內(nèi)漏與與密封介介質(zhì)相混混在工藝藝上必須須是允許許的，沖沖洗液壓壓力應(yīng)比比密封介介質(zhì)壓力力大0.05~0.1Mpa。對于高高溫或含含固體顆顆粒的介介質(zhì)，效效果較好好。(4)內(nèi)沖洗401、端面直直接冷卻卻在密封腔腔內(nèi)的一一段軸上上裝上小小型動力力元件（（圖3-25），使密密封腔內(nèi)內(nèi)介質(zhì)進進行局部部循環(huán)，，或在旋旋轉(zhuǎn)環(huán)外外周開槽槽同樣能能直到泵泵送作用用。(5)局部循環(huán)環(huán)沖洗412、靜環(huán)背背部冷卻卻從靜止環(huán)環(huán)背部將將清水、、油等冷冷卻液直直接引入入密封環(huán)環(huán)內(nèi)表面面的一種種冷卻方方法（圖圖3-26），又稱稱為急冷冷法、外外沖洗法法。冷卻卻效果好好，但冷冷卻水硬硬度高時時產(chǎn)生的的無機物物水垢在在軸上沉沉積，會影影響動環(huán)環(huán)密封圈圈的浮動動性，可可能會引引起密封封失效。。423、間接冷冷卻冷卻液不不直接與與密封面面接觸，，其效果果沒有直直接冷卻卻效果好好，但對對冷卻液液要求不不高。常常用靜環(huán)外周周冷卻（（圖3-27，b）夾套冷冷卻（圖圖3-27，a）軸套冷卻卻（圖3-27，c）蛇管冷冷卻（圖圖3-28）43三、機械械密封的的安裝1、安裝前前的準備備及注意意事項檢查機械械密封的的型號、、規(guī)格是是否符合合設(shè)計圖圖紙的要要求，所所有零件件有無損損傷、變變形、裂裂紋等現(xiàn)現(xiàn)象，若若有缺陷陷，必須須更換或或修復(fù)。。檢查機械械密封各各零件之之配合尺尺寸、粗粗糙度、、平行度度是否符符合要求求。使用小彈彈簧機械械密封時時，須檢檢查小彈彈簧的長長短和剛剛性是否否相同。。使用并并圈彈簧簧時，須須注意旋旋向是否否與軸的的旋向一一致，其其判別方方法是：：面向旋旋轉(zhuǎn)環(huán)端端面，視視轉(zhuǎn)軸為為順時針針方向旋旋轉(zhuǎn)者用用右旋彈彈簧；反反之，用用左旋彈彈簧。44三、機械械密封的的安裝1、安裝前前的準備備及注意意事項檢查主機機軸的竄竄動量、、擺動量量和撓度度是否符符合技術(shù)術(shù)要求。。安裝過程程中應(yīng)保保持清潔潔，特別別是旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)環(huán)和靜靜止環(huán)密密封面及及輔助密密封圈表表面應(yīng)無無雜質(zhì)、、灰塵。。不允許許用不清清潔的布布擦試密密封面。。安裝中不不允許用用工具敲敲打密封封元件。。45三、機械密密封的安裝裝2、安裝順序序確定安裝位位置靜止件的安安裝旋轉(zhuǎn)組件的的安裝。46473、機械密封封安裝、使使用技術(shù)要要領(lǐng)①設(shè)備轉(zhuǎn)軸的的徑向跳動動應(yīng)≤0.04毫米，軸向向竄動量不不允許大于0.1毫米；②設(shè)備的密封封部位在安安裝時應(yīng)保保持清潔，，密封零件件應(yīng)進行清洗，密密封端面完完好無損，，防止雜質(zhì)質(zhì)和灰塵帶帶入密封部位；③在安裝過程程中嚴禁碰碰擊、敲打打，以免使使機械密封封摩擦付破損而密密封失效；；④安裝時在與與密封相接接觸的表面面應(yīng)涂一層層清潔的機機械油，以以便能順利利安裝；48⑤安裝靜環(huán)壓壓蓋時，擰擰緊螺絲必必須受力均均勻，保證靜環(huán)端端面與軸心心線的垂直直要求；⑥安裝后用手手推動動環(huán)環(huán)，能使動動環(huán)在軸上上靈活移動，并有一一定彈性；；⑦安裝后用手手盤動轉(zhuǎn)軸軸、轉(zhuǎn)軸應(yīng)應(yīng)無輕重感感覺；⑧設(shè)備在運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)前必須充充滿介質(zhì)，，以防止干干摩擦而使密封失效效；49第三節(jié)特特殊工況況下機械密密封的設(shè)計計要點在石油、化化工生產(chǎn)中中，由于所所處理的介介質(zhì)非常復(fù)復(fù)雜，介質(zhì)質(zhì)的特性、、溫度、壓壓力、軸徑徑、軸的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速等各有有差別。因因此，機械械密封必須須從結(jié)構(gòu)、、材料以及及附加裝置置等方面加加以考慮，，以適應(yīng)各各種使用條條件的要求求，尤其在在苛刻條件件下工作的的機械密封封，在設(shè)計計時必須對對這些問題題提出相應(yīng)應(yīng)的解決措措施。50一、高溫條條件當(dāng)溫度大于于120℃時，即認為為是高溫。。高溫介質(zhì)不不但不能帶帶走端面摩摩擦熱，還還可能對密密封環(huán)起加加熱作用，，使密封端端面溫度過過高，造成成端面液膜膜汽化，出出現(xiàn)干摩擦擦；密封環(huán)環(huán)還可能發(fā)發(fā)生熱變形形和熱裂。。當(dāng)高溫超過過一定限度度時，浸樹樹脂石墨中中的樹脂碳碳化析出的的硬粒劃傷傷密封面；；浸金屬石石墨中的金金屬熔化滲滲出，使密密封失效。。高溫條件下下的橡膠、、塑料等輔輔助密封圈圈材料易老老化，分解解變質(zhì)。在腐蝕性介介質(zhì)中，高高溫會加劇劇金屬密封封件的腐蝕蝕。51要解決以上上問題。一一般是采取取積極的冷冷卻措施和和耐高溫的的材料。也也可以從結(jié)結(jié)構(gòu)上采取取措施，如如工作溫度度在250℃以上，可采采用單彈簧簧金屬波紋紋管密封。。52二、低溫條條件低溫工作的的介質(zhì)多屬屬液化氣體體，具有低低沸點、低低粘度、高高蒸汽壓的的特點。這種情況下下，一般材材料都會發(fā)發(fā)生冷脆現(xiàn)現(xiàn)象；輔助助密封圈發(fā)發(fā)生老化，，失去彈性性，影響密密封性能；；密封裝置置若與大氣氣接觸，其其低溫使大大氣的水蒸蒸汽凍結(jié)在在密封面上上，加速摩摩擦副的磨磨損；另外外密封面上上的液膜汽汽化現(xiàn)象對對密封特性性也有重要要影響。所所以低溫用用機械密封封需要考慮慮以下幾個個方面的問問題：溫度為0~-50℃時視為普冷冷機械密封封，當(dāng)溫度度低于-50℃時視為深冷冷機械密封封。53二、低溫條條件用金屬密封封圈或金屬屬波紋管代代替輔助密密封圈，在在超低溫條條件下常采采用不銹鋼鋼或銅合金金來制作的的金屬波紋紋管。這樣樣能保持優(yōu)優(yōu)異的彈性性補償和消消除種種因因素引起的的機械振動動，使兩密密封面緊密密貼合保持持良好的運運動狀態(tài)。。防止波紋管管疲勞，波波紋管雖然然有優(yōu)異的的彈性，但但在超低溫溫時，其塑塑性也有一一定的下降降，硬度增增大，疲勞勞壽命降低低。若把波波紋管置于于旋轉(zhuǎn)運動動中，則會會加速疲勞勞破壞。故故在超低溫溫下常采用用靜止式結(jié)結(jié)構(gòu)。與大氣隔絕絕。密封腔腔與大氣隔隔絕能減少少冷損，提提高泵的效效率和抗蝕蝕性能，防防止摩擦面面上產(chǎn)生水水結(jié)冰，加加速端面的的磨損。選擇導(dǎo)熱性性和低溫性性能好的材材料，如石石墨、青銅銅等。防止液膜汽汽化，可采采取急冷和和沖洗液（（均勻低溫溫流體）并并用的措施施。54三、高壓與與真空按照密封術(shù)術(shù)語，壓力力在常壓1MPa稱作低壓；；大于1~3MPa屬于于中中壓壓；；超超過過3~15MPa稱為為高高壓壓。。高壓壓可可能能使使密密封封環(huán)環(huán)產(chǎn)產(chǎn)生生力力變變形形或或破破裂裂，，真真空空條條件件下下，，由由于于分分子子降降低低，，分分子子間間摩摩擦擦力力小小，，與與相相同同壓壓差差的的正正壓壓相相比比，，真真空空更更易易滲滲漏漏。。解決決問問題題應(yīng)應(yīng)從從結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型型式式、、材材質(zhì)質(zhì)、、冷冷卻卻與與潤潤滑滑等等方方面面作作一一合合適適的的選選擇擇，，選選擇擇的的重重點點是是密密封封型型式式和和材材料料。。55平衡衡系系數(shù)數(shù)β值的的選選擇擇端面面比比壓壓是是考考核核密密封封性性能能和和耐耐磨磨性性能能的的重重要要指指標標，，選選用用密密封封所所允允許許的的最最小小端端面面比比壓壓對對提提高高使使用用壽壽命命有有利利，，高高壓壓下下一一般般取取較較大大的的β值，，多多采采用用平平衡衡型型結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。多端端面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)當(dāng)端端面面負負荷荷達達到到15MPa以上上時時，，僅僅依依靠靠材材料料的的選選擇擇及及結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型型式式，，都都會會非非常常危危險險。。這這時時可可采采用用串串聯(lián)聯(lián)式式多多端端面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，將將前前級級密密封封的的端端面面比比壓壓設(shè)設(shè)計計得得小小些些，，允允許許較較大大的的泄泄漏漏量量，，也也可可采采用用流流體體靜靜壓壓式式或或流流體體動動壓壓式式結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，使使密密封封端端面面維維持持良良好好的的潤潤滑滑狀狀態(tài)態(tài)。。對于于真真空空用用機機械械密密封封盡盡可可能能造造成成液液膜膜形形成成的的條條件件，，如如采采用用雙雙端端面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)加加封封液液循循環(huán)環(huán)、、外外裝裝單單端端面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)加加油油盒盒潤潤滑滑等等強強化化潤潤滑滑的的措措施施。。高壓壓條條件件下下，，密密封封環(huán)環(huán)采采用用強強度度、、剛剛度度高高的的材材料料。。56工作作壓壓力力30MPa，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速2000rpm。57585960四、、高高速速當(dāng)線線速速度度超超過過25m/s時稱稱為為高高速速機機械械密密封封。。高速速條條件件下下，，由由于于PcV值大大，，摩摩擦擦功功率率消消耗耗以以及及相相應(yīng)應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)生生的的摩摩擦擦熱熱也也大大，，易易使使端端面面溫溫度度升升高高，，造造成成液液膜膜汽汽化化出出現(xiàn)現(xiàn)干干摩摩擦擦出出現(xiàn)現(xiàn)干干摩摩擦擦而而加加劇劇磨磨損損。。高速還會會引起轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動零件件的振動動，動平平衡是一一個主要要解決的的問題，，必須從從加強冷冷卻、改改善潤滑滑條件、、減少端端面比壓壓和寬度度等方面面來解決決。61結(jié)構(gòu)上的的考慮：：減少端端面寬度度b，摩擦產(chǎn)產(chǎn)生的熱熱量降低低；將彈彈簧及其其加荷裝裝置設(shè)計計成靜止止式的結(jié)結(jié)構(gòu)。加強冷卻卻與潤滑滑，降低低PcV值，減少少摩擦熱熱，使端端面液膜膜不汽化化。62五、腐蝕蝕性介質(zhì)質(zhì)條件處于腐蝕蝕性介質(zhì)質(zhì)中的密密封元件件，不僅僅要注意意每一零零件本身身的耐蝕蝕性，還還應(yīng)防止止兩種材材料組合合一起時時產(chǎn)生的的電偶腐腐蝕。尤尤其是環(huán)環(huán)端面受受到磨損損和介質(zhì)質(zhì)腐蝕的的同時作作用時要要注意這這些材料料的鈍化化耐磨性性和鈍態(tài)態(tài)穩(wěn)定性性。在結(jié)構(gòu)上上我們可可采用外外裝式結(jié)結(jié)構(gòu)，但但輔助密密封彈簧簧卻無法法避免與與介質(zhì)接接觸。所以輔助助密封圈圈的材料料要求除除了彈性性之外，，還需考考慮材料料對介質(zhì)質(zhì)的耐腐腐蝕性和和耐熱性性。作為彈簧簧主要有有以下幾幾種方法法解決：：彈簧外外裝；彈彈簧保護護層；泄泄漏液隔隔離采用用多端面面結(jié)構(gòu)等等。63旋轉(zhuǎn)環(huán)采采用填充充聚四氟氟乙烯，，靜止環(huán)環(huán)用氧化化鋁陶瓷瓷，彈簧簧用塑料料軟管或或涂層保保護，這這種結(jié)構(gòu)構(gòu)可用于于鹽酸(30％以上)、硫酸(50％以上)、硝酸(98％以上)．氫氧化化鈉(10~40％)等大部分分腐蝕性性介質(zhì)。。強腐蝕介介質(zhì)的密密封結(jié)構(gòu)構(gòu)實例64六、含有有固體粒粒子條件件1．含有固固體顆粒粒的介質(zhì)質(zhì)容易出出現(xiàn)：雜質(zhì)進入入密封端端面間，，將會劃劃傷密封封面或破破壞液膜膜的連續(xù)續(xù)性雜質(zhì)在補補償環(huán)密密封圈處處沉積會會影響補補償環(huán)的的浮動性性雜質(zhì)沉積積在彈簧簧上，將將使彈簧簧失去作作用2．提高含含固體粒粒子條件件下機械械密封的的壽命方方法對降溫結(jié)結(jié)晶性介介質(zhì)，可可采用保保溫或適適當(dāng)提高高操作溫溫度阻止止晶粒生生成采用開式式傳動大大彈簧結(jié)結(jié)構(gòu)，減減少粒子子沉積的的影響采用輔助助密封，，如成型型填料、、甩砂環(huán)環(huán)等密封環(huán)摩摩擦副選選擇高耐耐磨材料料沖洗措施施可采用自自沖洗和和內(nèi)沖洗洗，多采采用自沖沖洗，但但由于內(nèi)內(nèi)含固體體粒子，，因此應(yīng)應(yīng)附設(shè)凈凈化裝置置，對雜雜質(zhì)進行行分離與與過濾，，如小型型旋流器器、過濾濾器等。。65第四節(jié)機機械械密封失失效原因因與故障障分析一、機械械密封的的故障在在零件上上的表現(xiàn)現(xiàn)1、密封端端面的故故障：磨磨損、熱熱裂、變變形、破破損(尤其是非非金屬密密封端面面)。2、彈簧的的故障：：松弛、、斷裂和和腐蝕。。3、輔助密密封圈的的故障：：裝配性性的故障障有掉塊塊、裂口口、碰傷傷、卷邊邊和扭曲曲；非裝裝配性的的故障有有變形、、硬化、、破裂和和變質(zhì)。。機機械密封封故障在在運行中中表現(xiàn)為為振動、、發(fā)熱、、磨損，，最終以以介質(zhì)泄泄漏的形形式出現(xiàn)現(xiàn)。66二、機械械密封振振動、發(fā)發(fā)熱的原原因分析析及處理理1、動靜環(huán)環(huán)端而粗粗糙。2、動靜環(huán)環(huán)與密封封腔的間間隙太小小，由于于振擺引引起碰撞。處理方方法：增增大密封封腔內(nèi)徑徑或減小小轉(zhuǎn)動件件外徑，，至少保保證0.75mm的間隙。。3、密封斷斷面耐腐腐蝕和耐耐溫性能能不良，，摩擦副配對不當(dāng)當(dāng)。處理理方法：：更改動動靜環(huán)材材料，使使其耐溫溫，耐腐腐蝕。4、冷卻不不足或斷斷面再安安裝時夾夾有顆粒粒雜質(zhì)。。處理方方法：增增大冷卻卻液管道道管徑或或提高液液壓。67三、機械械密封泄泄漏的原原因分析析及處理理1、靜壓試試驗時泄泄漏①①密封封端面安安裝時被被碰傷、、變形、、損壞。。②②密封端端面安裝裝時，清清理不凈凈，夾有有顆粒狀雜質(zhì)。。③③密封端端面由于于定位螺螺釘松動動或沒有有擰緊，，壓蓋（（靜止型型的靜環(huán)組件件為壓板））沒有壓壓緊。④④機機器、設(shè)設(shè)備精度度不夠，，使密封封面沒有有完全貼貼合。⑤⑤動動靜環(huán)密密封圈未未被壓緊緊或壓縮縮量不夠夠或損壞壞。⑥⑥動靜靜環(huán)V形密封圈方向裝反反。⑦⑦如果果是軸套套漏，則則是軸套套密封圈圈裝配時時未被壓壓緊或壓壓縮縮量不夠夠或損壞壞。處理理方法：：應(yīng)加強強裝配時時的檢查查、清洗洗，嚴格格按技術(shù)術(shù)要求裝配。682、周期性性或陣發(fā)發(fā)性泄漏漏①①轉(zhuǎn)子組組件軸向向竄動量量太大。。處理方方法：調(diào)調(diào)整推力力軸承，，使軸的的竄動量量不大于于0.25mm。②②轉(zhuǎn)子組組件周期期性振動動。處理理方法：：找出原原因并予予以消除除。③③密封封腔內(nèi)壓壓力經(jīng)常常大幅度度變化。。處理方方法：穩(wěn)穩(wěn)定工藝藝條件。。69四機機械密封封典型失失效原因因分析1、機械密密封本身身問題鑲裝不到到位或不不平整。。載荷系數(shù)數(shù)太大或或端面比比壓設(shè)計計不合理理。材質(zhì)選用用不當(dāng)。。密封面不不平。密封面太太寬或太太窄。702、輔助系系統(tǒng)問題題工況條件件復(fù)雜，，但沒有有沖洗等等輔助設(shè)設(shè)施。沖洗管堵堵塞。冷冷卻管結(jié)結(jié)垢。3、介質(zhì)及及工作條條件問題題介質(zhì)腐蝕蝕性強。。介質(zhì)中有有固體顆顆粒。設(shè)設(shè)備備抽空。。密密封面結(jié)結(jié)晶。介介質(zhì)質(zhì)粘度太太大714、泵的問題題軸的加工精精度不佳、、串軸、跳跳動、安裝裝間隙過大大。泵開啟后振振動太大。。

壓蓋蓋墊環(huán)不佳佳。密密封箱不平平。機機械密封安安裝沒有達達到應(yīng)有的的壓縮量。。72五常見見的滲漏現(xiàn)現(xiàn)象機械密封滲滲漏的比例例占全部維維修泵的50%以上，機械械密封的運運行好壞直直接影響到到水泵的正正常運行，，現(xiàn)總結(jié)分分析如下：：1、周期性滲滲漏（1）泵轉(zhuǎn)子軸向向竄動量大大，輔助密密封與軸的的過盈量大大，動環(huán)不不能在軸上上靈活移動動。在泵翻翻轉(zhuǎn)，動、、靜環(huán)磨損損后，得不不到補償位位移。對策：在裝裝配機械密密封時，軸軸的軸向竄竄動量應(yīng)小小于0．1mm，輔助密封封與軸的過過盈量應(yīng)適適中，在保保證徑向密密封的同時時，動環(huán)裝裝配后保證證能在軸上上靈活移動動（把動環(huán)環(huán)壓向彈簧簧能自由地地彈回來））。（2）密封面潤滑滑油量不足足引起干摩摩擦或拉毛毛密封端面面。對策：油室室腔內(nèi)潤滑滑油面高度度應(yīng)加到高高于動、靜靜環(huán)密封面面。（3）轉(zhuǎn)子周期性性振動。原原因是定子子與上、下下端蓋未對對中或葉輪輪和主軸不不平衡，汽汽蝕或軸承承損壞（磨磨損），這這種情況會會縮短密封封壽命和產(chǎn)產(chǎn)生滲漏。。對策：可根根據(jù)維修標標準來糾正正上述問題題。732、由于壓力力產(chǎn)生的滲滲漏：（1）高壓和壓力力波造成的的機械密封封滲漏由于于彈簧比壓壓力及總比比壓設(shè)計過過大和密封封腔內(nèi)壓力力超過3MPa時，會使密密封端面比比壓過大，，液膜難以以形成，密密封端面磨磨損嚴重，，發(fā)熱量增增多，造成成密封面熱熱變形。對策：在裝配機封封時，彈簧簧壓縮量一一定要按規(guī)規(guī)定進行，，不允許有有過大或過過小的現(xiàn)象象，高壓條條件下的機機械密封應(yīng)應(yīng)采取措施施。為使端端面受力合合理，盡量量減小變形形，可采用用硬質(zhì)合金金、陶瓷等等耐壓強度度高的材料料