機(jī)械密封基礎(chǔ)知識講座

序言

機(jī)械密封最早于1885年在英國創(chuàng)造并獲得專利，首先獲得應(yīng)用是在20世紀(jì)20年代的冷凍機(jī)裝置上，同時(shí)出現(xiàn)了研究和生產(chǎn)機(jī)械密封的專業(yè)公司〔英國的Crane公司、德國的Pacific公司等〕。我國在20世紀(jì)60年代才相繼出現(xiàn)研究和生產(chǎn)機(jī)械密封的專業(yè)機(jī)構(gòu)〔天津克蘭〕，目前已有四十年歷史，在普通機(jī)械密封領(lǐng)域技術(shù)及產(chǎn)品日趨成熟，大局部地方已能替代進(jìn)口產(chǎn)品，性能接近國外產(chǎn)品。目前國內(nèi)具有規(guī)模的研究、生產(chǎn)廠家已有十余個(gè)，并在高參數(shù)密封及新技術(shù)方面取得一定突破。機(jī)械密封廣泛用于石油、化工、冶金、煤炭、食品、醫(yī)療、電力、紡織、環(huán)保等諸多領(lǐng)域。機(jī)械密封具有性能好、使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠等特點(diǎn)，是現(xiàn)代企業(yè)流體輸送機(jī)械應(yīng)用最廣、最有前途的密封形式，對于減少環(huán)境污染、節(jié)約能源具有重大意義。2023/1/122目錄一、機(jī)械密封原理二、機(jī)械密封的根本零件三、機(jī)械密封的計(jì)算四、機(jī)械密封用材料2023/1/123〔一〕定義〔二〕組成〔三〕密封機(jī)理〔四〕輔助設(shè)施〔五〕機(jī)械密封的種類〔六〕旋轉(zhuǎn)式和靜止式機(jī)械密封〔七〕內(nèi)裝式和外裝式機(jī)械密封〔八〕內(nèi)流式和外流式機(jī)械密封〔九〕多彈簧和單彈簧機(jī)械密封〔十〕平衡型和非平衡型機(jī)械密封

一、機(jī)械密封原理2023/1/124〔十一〕補(bǔ)償機(jī)構(gòu)形式〔十二〕雙端面機(jī)械密封〔十三〕串聯(lián)式機(jī)械密封〔十四〕波紋管機(jī)械密封〔十五〕集裝式機(jī)械密封2023/1/125〔一〕對摩擦副密封環(huán)的要求〔二〕摩擦副匹配要考慮的因素〔三〕密封端面寬度〔四〕密封環(huán)的主要技術(shù)要求〔五〕摩擦副端面平面度檢測〔六〕密封端面的粗糙度要求〔七〕動(dòng)環(huán)〔旋轉(zhuǎn)環(huán)〕〔八〕靜環(huán)〔不旋轉(zhuǎn)〕〔九〕密封環(huán)的種類〔十〕整體式密封環(huán)二、機(jī)械密封的根本零件2023/1/126〔十一〕組合式〔十二〕熱裝式密封環(huán)〔十三〕熱裝式密封環(huán)的過盈值選擇〔十四〕輔助密封圈〔十五〕傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用〔十六〕靜環(huán)防轉(zhuǎn)方式〔十七〕機(jī)械密封的彈性元件〔十八〕波紋管種類〔十九〕焊接金屬波紋管密封2023/1/127〔一〕補(bǔ)償環(huán)的受力狀況〔二〕密封端面中液膜反力的分布情況〔三〕液膜反力的計(jì)算〔四〕易汽化介質(zhì)中密封端面間的液膜壓力分布〔五〕膜壓系數(shù)的影響因素〔六〕彈簧比壓的計(jì)算〔七〕載荷系數(shù)K〔八〕端面比壓〔九〕波紋管的有效作用直徑de〔十〕PV值三、機(jī)械密封的計(jì)算2023/1/128〔一〕摩擦副材料要求〔二〕制造摩擦副的常用材料〔三〕碳石墨〔四〕硬質(zhì)合金WC〔五〕SiC陶瓷〔六〕Al2O3陶瓷及其它陶瓷介紹〔七〕外表堆焊硬質(zhì)合金〔八〕作摩擦副的金屬材料〔九〕填充聚四氟乙烯〔十〕輔助密封圈材料要求四、機(jī)械密封用材料2023/1/129〔十一〕合成橡膠〔十二〕柔性石墨〔也稱膨脹石墨〕〔十三〕彈性元件材料〔十四〕機(jī)械密封中基體材料2023/1/1210一、機(jī)械密封原理〔一〕定義〔圖1-1〕2023/1/1211機(jī)械密封是一種用于旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械的軸封裝置?！灿糜陔x心泵、離心機(jī)、反響釜、壓縮機(jī)等設(shè)備，軸和設(shè)備腔體間存在一個(gè)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(jī)械密封具有泄漏少、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，成為了主要的軸密封方式，又叫端面密封?！吃趪矣嘘P(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(bǔ)償機(jī)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(dòng)，而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。2023/1/12121、

密封端面：動(dòng)環(huán)、靜環(huán)───摩擦副2、

緩沖補(bǔ)償機(jī)構(gòu)：由彈性元件〔圓柱彈簧、圓錐彈簧、波片彈簧、波紋管等〕構(gòu)成?！彩官N合〕3、輔助密封圈：包括動(dòng)環(huán)密封圈、靜環(huán)密封圈等，有各種形式：如O型圈、V型圈、楔形圈等〔二〕組成2023/1/12131、4個(gè)密封點(diǎn)〔亦稱4個(gè)泄漏點(diǎn)，如圖1-1〕泄漏點(diǎn)1─摩擦端面泄漏點(diǎn)，依靠彈力和介質(zhì)壓力保持 貼和；〔動(dòng)密封點(diǎn),兩個(gè)摩擦副之間有相對轉(zhuǎn)動(dòng)〕泄漏點(diǎn)2─補(bǔ)償環(huán)密封圈，依靠密封圈的過盈量實(shí)現(xiàn)密封； 〔靜密封點(diǎn)，密封圈與軸或軸套之間有微動(dòng)〕泄漏點(diǎn)3─非補(bǔ)償環(huán)密封圈，依靠密封圈的過盈量實(shí)現(xiàn)密封； 〔靜密封點(diǎn)，密封圈與相配合件之間相對靜止〕泄漏點(diǎn)4─壓蓋與腔體間的密封圈，依靠密封圈的過盈量實(shí)現(xiàn) 密封；〔靜密封點(diǎn)，密封圈與相配合件之間相對靜 止〕〔三〕密封機(jī)理2023/1/12143、原理通過一系列零件將徑向密封轉(zhuǎn)化為軸向密封，在彈簧和介質(zhì)壓力共同作用下，對由于設(shè)備運(yùn)行所造成的軸向磨損可以及時(shí)補(bǔ)償，使軸向密封面始終保持貼合。由于機(jī)械密封〔軸向密封〕在運(yùn)行中可以對軸向磨損進(jìn)展補(bǔ)償，而填料密封〔徑向密封〕不能對徑向磨損進(jìn)展補(bǔ)償，故機(jī)械密封比填料密封壽命長。2、

傳動(dòng)關(guān)系軸或軸套───緊固螺釘5──彈簧座4──彈簧3─補(bǔ)償環(huán)1壓蓋──防轉(zhuǎn)銷8─非補(bǔ)償環(huán)62023/1/1215通過沖洗、冷卻、過濾、別離等方式進(jìn)展冷卻和潤滑，從而改善密封的工作環(huán)境，減少密封的泄漏量，延長使用壽命。應(yīng)當(dāng)把它看作機(jī)械密封的組成局部?！菜摹齿o助設(shè)施2023/1/12161、按使用條件分類〔1〕高速密封〔ZBJ22-001-88：線速度25～100m/s〕和普通密封〔2〕高壓和低壓密封〔3〕高溫、常溫和低溫密封〔4〕泵用、釜用和壓縮機(jī)用密封〔5〕耐腐蝕、抗顆粒機(jī)械密封2、通常按構(gòu)造分類多彈簧、單彈簧密封旋轉(zhuǎn)式、靜止式密封外裝式、內(nèi)裝式密封外流式、內(nèi)流式密封〔五〕機(jī)械密封的種類2023/1/1217〔1〕旋轉(zhuǎn)式：補(bǔ)償機(jī)構(gòu)〔彈性元件〕隨軸旋轉(zhuǎn)?！灿捎诎惭b方便，普通密封大多采用，但易產(chǎn)生不平衡，而且消耗攪拌功率，所以不能用于高速〕〔2〕靜止式：補(bǔ)償機(jī)構(gòu)〔彈性元件〕不隨軸旋轉(zhuǎn)?！灿糜诟咚佟场擦承D(zhuǎn)式和靜止式機(jī)械密封〔圖1-2〕2023/1/12182023/1/1219〔七〕內(nèi)裝式和外裝式機(jī)械密封〔圖1-3〕2023/1/1220〔1〕內(nèi)裝式：靜環(huán)裝在壓蓋內(nèi)側(cè)，靜環(huán)端面面向工作腔?！灿糜跍囟?、壓力較高，腐蝕性不強(qiáng)的場合〕〔2〕外裝式：靜環(huán)裝在壓蓋外側(cè)，靜環(huán)端面背向工作腔?！灿糜诘蛪骸⒏g性強(qiáng)的場合〕2023/1/1221〔一般和內(nèi)裝式、外裝式一致〕〔1〕內(nèi)流式：泄漏方向朝向軸心?！惨话忝芊舛疾捎眠@種構(gòu)造〕〔2〕外流式：泄漏方向朝向離心力方向?！残孤┝看?，只有在壓力、溫度都不高的腐蝕性介質(zhì)中用〕〔八〕內(nèi)流式和外流式機(jī)械密封2023/1/1222〔1〕多彈簧：〔又叫小彈簧，軸向尺寸小，軸向彈力均勻〕宜用于高速，不宜用于腐蝕性介質(zhì)?！?〕單彈簧：〔又叫大彈簧，軸向尺寸大，軸向彈力不均勻〕不宜用于高轉(zhuǎn)速的場合?！簿拧扯鄰椈珊蛦螐椈蓹C(jī)械密封2023/1/1223〔1〕平衡型：載荷系數(shù)K＜1.0〔用于高壓場合〕〔2〕非平衡型：載荷系數(shù)K≥1.0〔用于普通壓力場合〕〔十〕平衡型和非平衡型機(jī)械密封2023/1/1224〔1〕磁力：系統(tǒng)壓力較低時(shí)用〔2〕波片彈簧、錐形彈簧、螺旋圓柱大彈簧、小彈簧

〔3〕橡膠波紋管、聚四氟乙烯波紋管、金屬波紋管〔十一〕補(bǔ)償機(jī)構(gòu)形式2023/1/1225兩套密封面對面或背對背安裝在一起。用于工作介質(zhì)有毒、易燃、易爆、易揮發(fā)、易結(jié)晶、高溫、低溫，或氣體、高真空度等場合。兩套密封之間形成一個(gè)密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、潤滑、冷卻，選干凈、潤滑性好的封液介質(zhì)?！彩畴p端面機(jī)械密封〔圖1-4〕2023/1/1226兩套密封沿同一方向布置，密封腔壓力逐級降低用于高壓場合。

〔十三〕串聯(lián)式機(jī)械密封〔圖1-5〕2023/1/1227去掉了補(bǔ)償環(huán)密封圈及其摩擦阻力，補(bǔ)償環(huán)密封圈改至彈簧座處，補(bǔ)償環(huán)追隨性提高，而且防止了補(bǔ)償環(huán)密封圈因軸串、振動(dòng)所產(chǎn)生的磨損。金屬波紋管用于高溫介質(zhì)，聚四氟乙烯波紋管用于腐蝕性介質(zhì)?！彩摹巢y管機(jī)械密封2023/1/1228將機(jī)械密封、軸套、壓蓋組合成一個(gè)整體。安裝時(shí)只需固定壓蓋、軸套，取下定位擋塊即可。安裝方便，排除了安裝不良的影響?！惨话銚鯄K厚度為彈簧壓縮量，從外部易于觀測〕〔十五〕集裝式機(jī)械密封〔圖1-6〕2023/1/1229二、機(jī)械密封的根本零件〔一〕對摩擦副密封環(huán)的要求摩擦副密封環(huán)是機(jī)械密封的主要元件，它在很大程度上決定了機(jī)械密封的性能和壽命。因此，對它有一些根本要求?！?〕足夠的強(qiáng)度和剛度保證在工作條件〔如壓力，溫度，滑動(dòng)速度等〕下不損壞，變形小，工作條件波動(dòng)時(shí)影響小?！?〕端面有足夠的硬度、耐腐蝕性能確保使用壽命。2023/1/1230〔3〕耐熱沖擊力高的導(dǎo)熱系數(shù)，低的線膨脹系數(shù)?！?〕較小的摩擦系數(shù)，良好的自潤滑性，材料與介質(zhì)有很好的浸潤性短時(shí)間干摩擦，不損傷端面。〔5〕易加工，材料本錢低2023/1/1231〔1〕一般選擇一軟一硬的材料配對，軟環(huán)作窄環(huán)，如 YG6/M106K，只有介質(zhì)含固體顆粒、易結(jié)晶、粘度高 時(shí)才選用硬對硬?！?〕盡量采用內(nèi)裝、內(nèi)流式構(gòu)造，防止機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入密封端面，減少泄漏量?！?〕選導(dǎo)熱性良好材料作動(dòng)環(huán)。以利散熱，降低端面溫度?！?〕環(huán)的壁厚不可太薄，以保證整體強(qiáng)度、剛度，也利散熱〔導(dǎo)熱欠佳的材料，可薄一些〕?！?〕動(dòng)環(huán)和軸〔軸套〕間隙A11〔0·4~0·6〕以利補(bǔ)償靜環(huán)和軸〔軸套〕間隙1~3mm以免摩擦〔二〕摩擦副匹配要考慮的因素2023/1/1232〔1〕主要決定窄環(huán)〔軟環(huán)〕寬度，寬環(huán)外徑—窄環(huán)外徑≥0.5，寬環(huán)內(nèi)徑≤窄環(huán)內(nèi)徑－0.5；〔2〕泄漏量與摩擦副端面寬度關(guān)系不大〔3〕窄的端面摩擦熱少，溫度梯度小，熱變形小，磨損均勻；〔4〕從受力角度出發(fā)，窄的端面整體強(qiáng)度和剛度差，易損壞或變形。因此應(yīng)綜合考慮。對于普通密封，端面寬度推薦值如下：〔三〕密封端面寬度2023/1/1233寬系列用于組對性能好〔如YG6/M106K、SiC/M106K〕、工況條件好的場合窄系列用于組對性能欠佳〔如YG6/YG6、YG6/青銅〕、飽和蒸氣壓高、易揮發(fā)、顆粒介質(zhì)，高速機(jī)械密封，〔對于輕烴介質(zhì)，在強(qiáng)度夠的情況下，取窄系列〕。軸

徑≤16≤35≤55≤70≤100≤120寬系列2.53.04.05.06.07.0中系列2.02.53.04.05.05.0窄系列1.52.02.02.53.03.02023/1/1234〔１〕平面度0.0009，硬質(zhì)Ｒａ≤0.2，軟質(zhì)Ｒａ≤0.4，表面不應(yīng)有裂紋、劃傷、氣孔、疏松等缺陷?！玻病趁芊猸h(huán)端面與安裝輔助密封圈處的平行度、垂直度按ＧＢ１１８４－８０的７級精度要求?！玻场嘲惭b輔助密封圈處粗糙度：Ｒａ≤3.2，徑向尺寸公差Ｈ８或ｈ８。上述要求是對普通機(jī)械密封而言，對轉(zhuǎn)速較低的釜用機(jī)械密封可適當(dāng)放寬標(biāo)準(zhǔn)，對高速機(jī)封要求更高?！菜摹趁芊猸h(huán)的主要技術(shù)要求2023/1/1235平面度0.0009，普通量具無法檢測，通常利用光波的干涉效應(yīng)來檢測?！?〕光波的干預(yù)效應(yīng)根據(jù)波動(dòng)學(xué)原理，兩波產(chǎn)生干預(yù)的條件是：〔a〕兩波在相遇點(diǎn)振向一致；〔b〕兩波具有一樣的頻率；〔c〕兩波在相遇點(diǎn)有固定的周相差?！矁蓚€(gè)同樣的鈉光燈不行，只有用同一光源發(fā)出的光設(shè)法分成兩束，才滿足相干條件〕〔五〕摩擦副端面平面度檢測2023/1/1236滿足相干條件的兩束光的疊加效果是：在波程差為波長整數(shù)倍的地方，光強(qiáng)度加強(qiáng)；在波程差為半個(gè)波長的奇數(shù)倍的地方，光強(qiáng)度減至零〔變暗〕。這就是光的干預(yù)原理。2023/1/1237〔2〕平面度檢測原理設(shè)入射角i=0，e為氣膜厚度〔即是被檢測面上點(diǎn)到平晶的距離〕，λ為光波波長，δ為光的波程差，那么δ=2e＋λ/2當(dāng)δ=kλ時(shí)，被檢測面上點(diǎn)變暗；δ=(2k＋1)λ/2，被檢測面上點(diǎn)變亮；〔其中k=0,1,2,3,4,…，k為整數(shù)〕由以上公式可以得出下面結(jié)論：〔ⅰ〕相鄰兩條光帶所對應(yīng)兩點(diǎn)的氣膜厚度差〔高度差〕為λ/2，〔對于鈉光燈λ=0.589μm，λ/2≈0.3μm〕2023/1/1238〔ⅱ〕相鄰兩條光帶寬b=λ/2Sinθ，〔θ為空氣膜傾斜角〕〔?！钞?dāng)e=0時(shí)，δ=λ/2〔半波損失〕，出現(xiàn)暗條紋；〔1〕合格光帶舉例2023/1/1239〔2〕平面度檢測器〔圖2-3〕平晶：由派利克斯玻璃、熔凝水晶或折射系數(shù)為1.516的光學(xué)玻璃制造。外表平面度0.1μm(2級)，0.03μm(1級)。光源:鈉光燈(λ=0.589μm)2023/1/1240密封端面承載能力與外表粗糙度有很大關(guān)系，大約有如下關(guān)系：〔六〕密封端面的粗糙度要求精車磨加工研磨拋光粗糙度3.20.80.40.2承載面積（%）4124095端面比壓增加（倍）247.31.50.052023/1/1241由此可以看出，密封端面粗糙度應(yīng)在0.2以上，否那么，端面比壓比理論值高的多，結(jié)果是高點(diǎn)接觸，局部壓力很高；由于摩擦副的硬度、剛度的差異，局部高點(diǎn)發(fā)熱甚至產(chǎn)生裂紋。石墨環(huán)外表磨出細(xì)微的環(huán)狀溝紋。泵的振動(dòng)和動(dòng)、靜環(huán)的不同心會(huì)加劇這種磨損。被磨掉的顆粒存在于端面中，形成磨粒磨損，磨損加劇，有時(shí)在泄漏的介質(zhì)中可以看到石墨黑漿。2023/1/1242非補(bǔ)償動(dòng)環(huán)〔只旋轉(zhuǎn)，不能補(bǔ)償，其后無彈性元件。)補(bǔ)償動(dòng)環(huán)〔既旋轉(zhuǎn)，又作軸向補(bǔ)償，其后有彈性元件。)〔ⅰ〕輔助密封圈受軸向力，軸向、徑向都起密封作用，這種密封方式較為可靠。〔ⅱ〕輔助密封圈只受徑向力，易產(chǎn)生老化、冷流變形，從而導(dǎo)致密封失效。〔?！巢y管：無作軸向補(bǔ)償?shù)妮o助密封圈，因此，浮動(dòng)性好，密封圈不易失效?！财摺硠?dòng)環(huán)〔旋轉(zhuǎn)環(huán)〕2023/1/1243非補(bǔ)償靜環(huán)〔不旋轉(zhuǎn)不補(bǔ)償〕：主要有三種安裝方式：浮裝式、托裝式、夾固式。補(bǔ)償靜環(huán)〔不旋轉(zhuǎn)只補(bǔ)償〕：其輔助密封圈情況和補(bǔ)償動(dòng)環(huán)根本一致。〔八〕靜環(huán)(不旋轉(zhuǎn))2023/1/1244整體式〔用同一種材料制造〕、組合式〔如鑲嵌〕、外表堆焊、外表噴涂〔九〕密封環(huán)的種類2023/1/1245〔十〕整體式密封環(huán)各個(gè)部位性能均勻一致，最常用的有：石墨、SiC、鈷基硬質(zhì)合金、鎳基硬質(zhì)合金、NiCr基硬質(zhì)合金、陶瓷等。2023/1/1246整體環(huán)價(jià)格高，加工困難，因此出現(xiàn)組合式密封環(huán)。組合式包括：〔ⅰ〕熱裝式〔ⅱ〕帶密封圈式〔無組合應(yīng)力、無應(yīng)力變形；開槽、打孔麻煩，多一泄漏點(diǎn)〕〔十一〕組合式2023/1/1247優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單，性能優(yōu)異，價(jià)格較低，運(yùn)用較多。缺點(diǎn)：〔ⅰ〕因過盈接觸不均勻，而產(chǎn)生機(jī)械變形。〔ⅱ〕兩種材料線膨脹系數(shù)不一致，當(dāng)溫度變化時(shí)，過盈量變化，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形?！彩碂嵫b式密封環(huán)2023/1/1248Δδ=δ－Dp〔α1－α2〕ΔT式中Δδ：工作溫度時(shí)的過盈量δ：常溫過盈量Dp：鑲嵌直徑α1：座線脹系數(shù)α2：環(huán)的線脹系數(shù)ΔT=工作溫度－常溫〔20。C〕〔YG6：4.5×10－61/。C1Cr18Ni9Ti：16.6×10－61/。C3Cr13：11.5×10－61/。C〕〔1〕在滿足傳遞扭矩的情況下，取最小過盈值；〔十三〕熱裝式密封環(huán)的過盈值選擇2023/1/1249〔2〕由上式，當(dāng)使用溫度為300°C時(shí)，對YG6/1Cr18Ni9Ti，過盈量為：δ=Dp〔16.6－4.5〕×10－6×〔300－20〕=3.4×10－3Dp〔以便記憶〕〔3〕長期放置的鑲嵌環(huán)，使用前要檢查平面度；〔4〕對大直徑、高轉(zhuǎn)速(環(huán)座產(chǎn)生離心力)、彈性模量小的材質(zhì)(4J42、鈦合金)，過盈量可相應(yīng)大一些?！?〕高溫200°C以上少用熱裝式構(gòu)造，否那么要核算過盈量。2023/1/1250〔1〕材料要求〔ⅰ〕在工作溫度下耐介質(zhì)腐蝕〔ⅱ〕足夠的彈性〔ⅲ〕有一定強(qiáng)度(柔性石墨因強(qiáng)度差，使用場合受到限制)〔ⅳ〕耐磨〔ⅴ〕易加工、價(jià)格低〔2〕種類〔ⅰ〕按材料分：合成橡膠、聚四氟乙烯、柔性石墨等；〔ⅱ〕按截面形狀分：矩形、V形、楔形、包四氟形等；〔十四〕輔助密封圈2023/1/1251把軸或軸套的運(yùn)動(dòng)方式(旋轉(zhuǎn))傳遞給動(dòng)環(huán)，一般是通過鍵、緊定螺釘、傳動(dòng)螺釘、銷、R槽、撥叉、彈簧、波紋管等的組合來傳遞運(yùn)動(dòng)?！?〕緊定螺釘〔頂絲〕傳動(dòng)：在軸外表劃凹坑，否那么易打滑失效，特別當(dāng)直徑較大和溫度較高時(shí)?！?〕鍵＋臺階傳動(dòng)〔3〕撥叉?zhèn)鲃?dòng)〔一邊開槽一邊伸爪〕〔4〕并圈彈簧傳動(dòng)〔彈簧旋向必須和軸旋向一致〕〔十五〕傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用2023/1/1252〔5〕銷釘傳動(dòng)〔6〕凸耳傳動(dòng)〔7〕勾圈彈簧傳動(dòng)〔8〕波紋管傳動(dòng)〔9〕螺帽固定2023/1/1253〔1〕浮裝式〔可以在軸向、徑向設(shè)計(jì)防轉(zhuǎn)銷〕〔2〕托裝式(一般小扭矩可不用銷，要注意端面垂直度)〔3〕夾固式(浮動(dòng)性差，注意端面垂直度)〔4〕防抽空(前加卡環(huán))〔十六〕靜環(huán)防轉(zhuǎn)方式2023/1/1254螺旋壓縮彈簧錐形彈簧：軸向尺寸較小碟形彈簧：軸向尺寸小波片彈簧：軸向尺寸小并圈彈簧、帶勾彈簧：雙功能(彈力、傳動(dòng))波紋管：三功能(彈力、傳動(dòng)、密封)〔十七〕機(jī)械密封的彈性元件2023/1/1255橡膠波紋管：用于中性介質(zhì)：水、油，壓力、溫度都不高的場合；聚四氟乙烯波紋管：用于腐蝕性介質(zhì)，酸、堿；金屬波紋管：用于高溫、高速(追隨性好)。

(十八)波紋管種類2023/1/1256〔1〕

制造采用厚度為0.1-0.2mm的沉淀硬化不銹鋼薄帶(AM350、0Cr17Ni17Ti、0Cr15Ni17Mo2Al、INCONEL-X-750及Ti合金、HasterlloyC-276等)沖壓成截面為S形的片狀環(huán)形件，再焊接成型(用微束等離子焊)。沉淀硬化不銹鋼焊接后須經(jīng)熱時(shí)效處理，將奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，并使馬氏體中析出金屬化合物，沉淀出硬化相，從而獲得高強(qiáng)度、較高的塑性及屈強(qiáng)比〔σS/σD＞0.8~0.9〕。例：AM350熱失效：真空爐850°C進(jìn)展淬火處理，再進(jìn)展－80°C的低溫處理(制冷劑F12)，以到達(dá)增加彈性、穩(wěn)定尺寸的目的。〔十九〕焊接金屬波紋管密封2023/1/1257〔2〕特點(diǎn)焊接金屬波紋管密封不用會(huì)產(chǎn)生較小滑移的輔助密封圈，使用溫度范圍廣：－200~600°C。高速下對軸的振動(dòng)、振擺適應(yīng)性強(qiáng)，追隨性好?！?〕彈率(即剛度N/mm)k=πEt3〔d1＋d2〕/2nB3·d2/d1E：工作溫度下彈性模量〔N/mm2〕：AM350：×10－6°C)、INCONEL：×10－6°C)、×10－6(649°C)、17-7PH：×10－6°C)、Ti：×10－6(－196°C)、×10－6°C)、 ×106(538°C)。

2023/1/1258t：波片厚度mmn：波數(shù)d1/d2：管子內(nèi)外徑mmB：波紋管片寬〔d2－d1〕/2公式中未考慮波片斷面形狀，具有一定誤差，實(shí)際生產(chǎn)中用彈簧測力計(jì)測彈率。2023/1/1259三、機(jī)械密封的計(jì)算

〔一〕補(bǔ)償環(huán)的受力狀況要進(jìn)展端面比壓計(jì)算，首先要分析補(bǔ)償環(huán)的受力情況。如圖，補(bǔ)償環(huán)受到的力有：2023/1/1260向左的：彈簧力Ft、介質(zhì)壓力所產(chǎn)生的作用力Fp向右的：液膜反力Fm、靜環(huán)作用的端面支承力F；摩擦力R，很小可以忽略；以上四力平衡，有F=Ft＋Fp－Fm端面比壓P=F/S〔S為端面面積〕上面各項(xiàng)力的計(jì)算方法在后面章節(jié)再加以表達(dá)。2023/1/1261〔二〕密封端面中液膜反力的分布情況2023/1/1262在d2處，端面間液膜壓力等于P介。在d1處，端面間液膜壓力近似為零。對于中間分布情況，人們通過大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，各點(diǎn)的壓力分布與介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，還與端面中的相態(tài)和摩擦狀態(tài)有關(guān)。對于丁烷等(粘度小、易汽化介質(zhì))，壓力分布成凸拋物線狀1。對于水等(中等粘度介質(zhì))，壓力分布成直線性2。對于潤滑油等(高粘度介質(zhì))，壓力分布成凹拋物線狀3。

2023/1/1263Fm=λP介S〔液膜比壓Pm=λP介〕λ：膜壓系數(shù)≈0.5〔中粘度〕，=0.65～0.75〔低粘度〕，=0.3～0.4〔高粘度〕。它是一個(gè)平均值，表示液膜壓力占介質(zhì)壓力的比例，并不表示壓力的分布情況。該公式為端面比壓的計(jì)算提供了方便。S：端面面積S=π〔d22－d12〕/4〔三〕液膜反力的計(jì)算2023/1/1264易汽化介質(zhì)〔如液態(tài)烴等〕的機(jī)械密封一直是石化行業(yè)中較難解決的問題，其原因是膜壓系數(shù)不穩(wěn)定，因其在端面中的相態(tài)和摩擦狀態(tài)不穩(wěn)定。因此弄清端面間的壓力分布，對于正確計(jì)算液膜反力很有必要?！菜摹骋灼橘|(zhì)中密封端面間的液膜壓力分布2023/1/1265大家都知道，對于輕烴類介質(zhì)，端面縫隙中存在氣液兩相。rb為汽化半徑，此處液膜壓力=P飽和〔tp〕，tp處溫度最高。r2～rb區(qū)域，液膜壓力成線性分布，液相rb～r1區(qū)域，液膜壓力成拋物線分布，氣相對于易汽化介質(zhì)膜壓系數(shù)λ，中國石油大學(xué)顧永泉教授提出一個(gè)計(jì)算公式：λ=2/3×/P1＋〔1/2－1/6×Pf/P1〕〔r2～rb〕/(r2－r1)式中：Pf：rb處氣化壓力P1：介質(zhì)壓力rb：氣化半徑r2/r1：端面外半徑/內(nèi)半徑計(jì)算值一般在0.70～0.85之間。2023/1/1266〔1〕端面幾何尺寸，由上面公式可以看出?！?〕摩擦狀態(tài)：邊界摩擦〔端面多個(gè)高點(diǎn)直接接觸承壓。液膜厚度只有幾個(gè)分子厚，且不連續(xù)，幾乎不承壓，只起潤滑作用，λ=0〕、液體摩擦〔全液膜，泄漏量大，機(jī)械密封一般不采用〕、混和摩擦〔介于以上兩種之間,這是機(jī)械密封端面摩擦的主要形式〕〔4〕端面縫隙情況：漸開形，λ減??；漸收形，λ增大〔5〕其他因素：轉(zhuǎn)速高，對于內(nèi)流式λ減小，對于外流式λ增大。此外端面比壓、密封面溫度、粗糙度等都有一定影響?！参濉衬合禂?shù)的影響因素2023/1/1267Pt=F彈/SF彈可計(jì)算得出，但一般有誤差±10%，這是由于制造廠、制造工藝、原材料的化學(xué)成分、熱處理工藝等存在差異的緣故。一般Pt=0.15~0.2Mpa(內(nèi)裝)，0.3~0.6Mpa(外裝)，反響釜中，轉(zhuǎn)速低，軸擺動(dòng)大，取大值?！擦硰椈杀葔旱挠?jì)算2023/1/1268介質(zhì)壓力對補(bǔ)償環(huán)的有效作用A面積與端面面積S之比。K=A/S〔七〕載荷系數(shù)K2023/1/1269K=〔d22－d02〕/〔d22－d12〕d0為介質(zhì)分界圓直徑當(dāng)K≥1時(shí)，機(jī)械密封為非平衡型；當(dāng)K＜1時(shí)，機(jī)械密封為平衡型；平衡系數(shù)β=100〔1-K〕%載荷比壓：P載=KP介2023/1/1270 P=Pt+P載－P液膜 =Pt+〔K-λ〕P介〔內(nèi)裝式〕 對于雙端面機(jī)械密封介質(zhì)側(cè)： P液膜=P外＋λ〔P內(nèi)－P外〕P載=KP內(nèi)＋〔1－K〕P外所以：P=Pt＋KP內(nèi)＋〔1－K〕P外－［P外＋λ〔P內(nèi)－P外〕］=Pt＋KP內(nèi)＋P外－KP外－P外－λ〔P內(nèi)－P外〕 =Pt＋K〔P內(nèi)－P外〕－λ〔P內(nèi)－P外〕 =Pt＋〔K－λ〕〔P內(nèi)－P外〕 =Pt＋〔K－λ〕ΔP〔八〕端面比壓2023/1/1271端面比壓的選取原那么：〔1〕必須高于彈簧比壓；〔2〕必須大于介質(zhì)在端面溫度升高時(shí)的飽和蒸汽壓；在保證以上條件下，盡量取小值，以防端面發(fā)熱，破壞液膜，加劇磨損，功率消耗增大，密封使用壽命減短。同時(shí)考慮以下原那么：〔1〕對自潤滑性好的組對〔M106K/SiC、YG6/SiC、M106K/YG6〕可以取稍大值(因液膜不易被破壞，摩擦系數(shù)不易增加。)。〔2〕對于外裝式機(jī)械密封，可以取稍小值〔因介質(zhì)比壓很小，而Pt不可能很大?！??！?〕對于高粘度介質(zhì)，取稍大值〔以保持端面貼合〕?！?〕易揮發(fā)介質(zhì)〔飽和蒸汽壓高〕稍小值〔以減少溫升〕。2023/1/1272推薦的端面比壓值

因素程度內(nèi)

裝

式機(jī)械密封外

裝

式機(jī)械密封飽和蒸汽壓接近水比水低0.5~1.00.3~0.5比水高0.3~0.5———粘度比水高0.5~1.00.3~0.5比水低0.3~0.50.15~0.25摩擦副材料其中一個(gè)為塑料0.2~0.30.15~0.25匹配的硬/硬0.7~1.20.4~0.6匹配的硬/軟0.5~1.00.3~0.52023/1/1273端面比壓中有一項(xiàng)K，K=A/S A：介質(zhì)有效作用面積，A=π〔d22－de2〕/4，de為有效直徑。S：密封端面面積S=π〔d22－d12〕/4〔九〕波紋管的有效作用直徑de2023/1/1274〔1〕金屬波紋管內(nèi)裝內(nèi)流式：deo=〔di＋do〕/2－Z外裝外流式：dei=〔di＋do〕/2＋Z〔2〕聚四氟乙烯波紋管矩形波：de=［〔di2＋do2〕/2］1/2鋸齒波：de=［〔di2＋do2＋dido〕/3］1/2橡膠波紋管de無法準(zhǔn)確計(jì)算，一般由試驗(yàn)獲得。2023/1/1275密封端面的摩擦熱同時(shí)取決于壓力和速度。密封端面的性質(zhì)要考慮P、V的乘積，即PV值。PV值過大：液膜氣化，密封失效，端面嚴(yán)重磨損。因此對一定摩擦系數(shù)的端面材料組對，對某種介質(zhì)有一許用PV值。P：端面比壓V=π〔d1＋d2〕n/120×10－3PV＜［PV］〔十〕PV值2023/1/1276各種組對在非平衡型機(jī)械密封中的許用［PV］值SiC/石墨SiC/SiCWC/石墨WC/WCWC/填充PTFEWC/青銅Al2O3/石墨Cr2O3噴涂/石墨Stellite/石墨18014.57~154.4523~7.5153~92023/1/1277四、機(jī)械密封用材料〔一〕摩擦副材料要求摩擦副是機(jī)械密封的主要零件，其性能好壞在很大程度上決定密封性能，因此對材料有一定的要求：〔1〕耐蝕性：有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能抵抗介質(zhì)的腐蝕、磨蝕、溶解和溶脹?！?〕物理機(jī)械性能：較高的彈性模量〔E=σ〔應(yīng)力〕/ε〔應(yīng)變〕，剛度=力/變形〕、強(qiáng)度及許用［PV］值，低的摩擦系數(shù)和線膨脹系數(shù)，優(yōu)良的耐磨性、自潤滑性以及良好的不滲透性等?！?〕熱力性能：很好的導(dǎo)熱性、耐熱性、耐寒性和耐溫度的急變性?！?〕材料來源方便，易加工，本錢低廉。2023/1/1278硬質(zhì)合金工程陶瓷〔Al2O3陶瓷、Al2O3金屬陶瓷、Si3N4陶瓷、鉻鋼玉陶瓷、碳化硼陶瓷、噴涂陶瓷、SiC、可切削微晶玻璃〕碳石墨填充聚四氟乙烯金屬材料：鑄鐵類及銅合金也有鉻鋼淬火材料下面分別予以討論。〔二〕制造摩擦副的常用材料2023/1/12791、特點(diǎn)〔1〕具有較高導(dǎo)熱性，(碳導(dǎo)熱系數(shù)為20~40W/m·k，石墨為40~128W/m·k，)是非金屬中導(dǎo)熱最好的材料，僅次于銀、銅、鋁，比Hasterlloy好?！?〕具有低的線膨脹系數(shù)〔2~6×10－6/℃〕，是金屬的1/2~1/4?！?〕具有良好的耐腐蝕性，在空氣中400℃以下穩(wěn)定，除強(qiáng)氧化性介質(zhì)〔如王水、鉻酸、濃硫酸及鹵族元素〕外，可耐其它酸、堿、鹽及一切有機(jī)化合物的腐蝕，其耐蝕程度隨石墨的種類和浸漬劑的不同而異?！踩程际?023/1/1280〔4〕具有極好的自潤滑性和低的摩檫系數(shù)，那是因?yàn)槭推渌牧辖M對時(shí)，石墨轉(zhuǎn)移到其它材料外表，形成石墨和石墨相對摩檫。石墨和金屬摩檫系數(shù)為0.04~0.05，在全液潤滑條件下，f=0.008~0.01。因此它的組對性能好?！?〕石墨的抗拉強(qiáng)度較低，抗壓強(qiáng)度較高，屬脆性材料。由于硬度較低，被廣泛用作軟環(huán)，易于加工。缺點(diǎn)是氣孔率大，一般在18%～22%。實(shí)際應(yīng)用石墨都必須是浸漬過的，以堵塞氣孔，提高密封性。2023/1/12812、石墨的種類石墨是采用焦炭粉和石墨粉，用瀝青作粘結(jié)劑，模壓成型，置于高溫中焙燒而成。根據(jù)所用原料和燒結(jié)溫度與時(shí)間的不同，可以制成不同物理機(jī)械性能的石墨。一種為碳素石墨，用M1表示，一種是電化石墨，用M2表示〔材料組分不一樣，M2還需2400~2800℃高溫石墨化處理〕。還有一種是樹脂碳石墨：燒結(jié)石墨粉碎后，用樹脂作粘結(jié)劑，混和后壓制燒結(jié)而成〔M3〕。M1：質(zhì)硬而脆，導(dǎo)熱系數(shù)低，加工困難。M2：質(zhì)軟，強(qiáng)度低，自潤滑性好。M3：［PV］值不高，價(jià)格廉價(jià)，石化行業(yè)較少采用。2023/1/12823、石墨浸漬劑種類一般浸漬后，成為不透氣制品，對導(dǎo)熱性無明顯影響，但強(qiáng)度、硬度有很大提高。常用浸漬劑有：環(huán)氧樹脂〔H〕、呋喃樹脂〔K〕、酚醛樹脂〔F〕、巴氏合金〔B〕、鋁合金〔L〕、銅合金〔P〕、銻合金〔D〕、銀合金〔G〕。F：耐酸性好H：耐堿性好K：酸堿都耐＜200℃浸金屬：耐高溫2023/1/12831、

金屬碳化物WC熔點(diǎn)非常高，要制成產(chǎn)品，用普通的冶煉方法行不通。通常把它制成粉末，混以熔點(diǎn)較低的金屬〔Co、Ni等〕，壓制成型，高溫?zé)Y(jié)，較低熔點(diǎn)金屬熔化，將WC粘結(jié)成一個(gè)整體，制成硬質(zhì)合金。2、

硬質(zhì)合金具有以下優(yōu)良性能：〔1〕硬度高HRA87～94〔洛氏硬度〕，耐磨粒磨損，是懸浮顆粒介質(zhì)的理想摩擦副。附：布氏硬度HB、洛氏硬度HRA(軟)、HRB(中)、HRC(硬)、維氏硬度HV比較

HRCHRAHRBHBHV2060.299216230（20～65）

70～83.6（60～100）

99～137105～237檢測硬度由大到小

〔四〕硬質(zhì)合金WC2023/1/1284〔2〕抗彎強(qiáng)度高1400～2000N/mm2?！?〕導(dǎo)熱系數(shù)高，線膨脹系數(shù)小(5×10－6/℃左右)，耐高溫＞600℃?！?〕摩擦系數(shù)低，組對性能好?！?〕較好的耐腐蝕性，牌號不同，耐腐蝕性不同。3、種類

〔1〕Co基硬質(zhì)合金：YG6、YG8、YG15，后面數(shù)字為Co的百分含量，Co多，硬度略下降。Co易氧化，不宜用于酸等腐蝕性介質(zhì)，但在一般溫度H2SO4.、沸點(diǎn)以下NaOH中可用。2023/1/1285〔2〕耐蝕硬質(zhì)合金：WC—Ni：WYN8(8%CrNi)，強(qiáng)度為WC-Co的70-80%，硬度小0.5~1HRA。WC-Ni-Cr：W7(9%CrNi)，強(qiáng)度、硬度與WC-Co相當(dāng)?！?〕鋼結(jié)硬質(zhì)合金TiC—合金鋼：GT35、R5、R8，耐HNO3、H2SO4、氨水，不耐強(qiáng)堿、HCl、FeCl3液。燒結(jié)成形后可進(jìn)展機(jī)械加工，然后再進(jìn)展熱處理，可制作復(fù)雜零件，硬度稍差(HRC＜60~65)，比重小，自潤滑性好。2023/1/1286SiC是一種新型陶瓷，由于高密度成形技術(shù)的開展，80年代開場，國外紛紛用它作高PV值的組對材料，是到目前為止發(fā)現(xiàn)的最好的摩擦副材料，具備各種優(yōu)良性能。重量輕，為WC的1／5，比強(qiáng)度高，摩擦系數(shù)小，硬度略高于硬質(zhì)合金，HRA90~94，抗輻射性好，具有一定的自潤滑性，組對性好，化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、熱傳導(dǎo)性都很優(yōu)異。在500℃以下，幾乎耐所有的酸和堿，除振動(dòng)沖擊大，或有顆粒介質(zhì)場合外，幾乎所有的硬質(zhì)合金都可用它取代，價(jià)格略比WC廉價(jià)。缺點(diǎn)：脆性材料，抗機(jī)械沖擊性稍差?！参濉砈iC陶瓷2023/1/1287由于制造工藝不同，性能略有差異，目前主要有4種類型：1、

反響燒結(jié)SiC〔SiC＋Si組成的致密燒結(jié)物〕［〔α-SiC粉＋石墨粉＋助熔劑〕混和＋有機(jī)粘結(jié)劑］壓制成型，放入Si粉坩鍋內(nèi)，在真空爐加熱1600~1800℃，生成β-SiC。這種SiC由α-SiC、β-SiC、游離硅組成，由于游離Si和孔隙的存在，它不耐強(qiáng)堿和氧化性介質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：收縮率小，耐熱沖擊性好，本錢低，適于批量生產(chǎn)。2、常壓燒結(jié)SiC采用超細(xì)SiC粉〔粒度在0.1~0.2μm〕，加適當(dāng)?shù)奶砑觿?、粘結(jié)劑壓制成型，然后在2000~2200℃的溫度下燒結(jié)而成。適用于數(shù)量少，規(guī)格品種多的密封環(huán)。致密度高達(dá)97%以上。2023/1/12883、熱壓燒結(jié)SiC粒度≤1μm的SiC粉，加上適當(dāng)?shù)奶砑觿?，裝入石墨模具內(nèi)，在2000~2100℃的熱壓爐內(nèi)加壓〔30~50MPa〕制成。這是SiC中化學(xué)穩(wěn)定性最好的一種?！惨?yàn)樵谘趸瘹夥障?，外表生成了一種SiO2保護(hù)膜，耐腐蝕性最好?！迟|(zhì)密度高達(dá)97%以上。4、氣相滲透SiC〔又叫硅化石墨〕以石墨為基體，按最終產(chǎn)品形狀加工好后，導(dǎo)入Si源，采用化學(xué)氣相沉積法在1800~2200℃的高溫下反響生成。，滲透層厚度可達(dá)1.5mm，成SiC表層，表層還有10%的石墨，具有氣體不滲透性，C、Si之間無明顯的邊界層。這種SiC既具有碳石墨優(yōu)點(diǎn)，又具有SiC特性，是一種很有前途的碳基復(fù)合材料。氣相滲透SiC與常壓燒結(jié)SiC組對，可用于高速場合，即使處于半干摩擦工況條件下也不易產(chǎn)生卡滯與擦傷。2023/1/12891、Al2O3分為99瓷〔99%Al2O3、1%MgO，HRA85~90〕和95瓷〔94.5%Al2O3、2%SiO2、3%CaCO3、2%Cr2O3，HRA78~82〕。具有很好的耐蝕性，可以經(jīng)受各種酸類、堿類、鹽類和各種有機(jī)溶劑及強(qiáng)氧化劑腐蝕。硬度高，僅次于金剛石和碳化硼，耐磨性好，機(jī)械強(qiáng)度和普通鑄鐵差不多，材料來源廣泛，制造工藝簡單。缺點(diǎn)：質(zhì)脆，導(dǎo)熱性不好，耐熱沖擊性差?！睞l2O3/Al2O3組對不行，有產(chǎn)生靜電的危險(xiǎn)?！尺@種材料多用于外裝式耐腐蝕性機(jī)械密封中。2、Al2O3金屬陶瓷在Al2O3中添加少量金屬元素Fe、Cr、Ni等，以提高導(dǎo)熱率，降低脆性，但硬度和耐蝕性有所下降。主要用于批量較大的汽車?yán)鋮s水泵及潛水泵機(jī)械密封上?！擦矨l2O3陶瓷及其他陶瓷介紹2023/1/12903、Si3N4耐蝕性很好，Si3N4/石墨組對性很好，而與填充玻纖PTFE組對時(shí)Si3N4的磨損大?！?〕反映燒結(jié)Si3N4素坯可以機(jī)械加工，能制成形狀復(fù)雜制品，經(jīng)二次氮化后尺寸變化率小〔±0.1%〕，抗沖擊性好，耐腐蝕。強(qiáng)度、硬度是Si3N4中最低的，〔因內(nèi)部有10~15%封閉氣孔〕。較厚的制品不易燒結(jié)，有時(shí)會(huì)有“流硅〞現(xiàn)象，僅適合PV值不高的場合?！?〕熱壓Si3N4是Si3N4中性能最正確的材料，硬度高〔HRA91~92〕，致密性好，接近理論密度3.2g/cm3，耐磨性、耐蝕性優(yōu)良。但本錢高，難以制作形狀復(fù)雜零件。2023/1/1291〔3〕常壓燒結(jié)Si3N4性能接近熱壓Si3N4，本錢高，燒結(jié)時(shí)收縮率大15~20%，易引起燒結(jié)變形?！?〕重?zé)Y(jié)Si3N4性能接近熱壓Si3N4，制造工藝復(fù)雜，本錢較反響燒結(jié)Si3N4高。4、鉻剛玉陶瓷在Al2O395瓷坯料中引入0.5~2%的Cr2O3，經(jīng)1700~1750℃高溫焙燒而成?！裁芏?.46~3.47，硬度HRA84~87〕耐溫度急變性能好?！灿忙?8/φ355×6的環(huán)，在20~400℃范圍內(nèi)進(jìn)展25次冷循環(huán)處理后，用10倍顯微鏡觀察未發(fā)現(xiàn)裂紋〕，硬度高，摩擦系數(shù)小，化學(xué)穩(wěn)定性好，與填充玻纖PTFE組對，用于耐腐蝕機(jī)械密封，效果極好。2023/1/12925、碳化硼B(yǎng)4C陶瓷化學(xué)穩(wěn)定性好，硬度HRA94~96，僅次于金剛石，耐磨性能極為優(yōu)良。主要用于處理高濃度、磨蝕性介質(zhì)作摩擦副組對材料，特別適用于泥沙介質(zhì)。缺點(diǎn)：加工困難〔需熱壓成型工藝〕，本錢高，熱抗震性也不太好。6、噴涂陶瓷用等離子技術(shù)在密封環(huán)端面或軸套外表噴上一層耐磨耐蝕涂層，一般為Cr2O3涂層，厚0.3~0.5mm。硬度高、耐磨、耐蝕，但涂層內(nèi)部有4~10%的氣孔，還需進(jìn)展樹脂封孔處理〔國外用先進(jìn)的重熔技術(shù)進(jìn)展封孔〕。2023/1/1293其組對多為硬度低于70HS的石墨，其使用的PV值較低，使用溫度≤200℃，廣泛用于醋酸等介質(zhì)。從日本進(jìn)口的機(jī)械密封約有1/3采用這種組對。Al2O3也可作噴涂材料性能與Cr2O3相差不大。

2023/1/1294在密封環(huán)外表堆焊一層硬質(zhì)合金，以提高耐磨性、耐蝕性，且價(jià)格較低。國外命名為Stellite〔司太立特〕，常用堆焊材料如下：〔1〕鉻基1號電焊條TDCrC-1HRC48-54良好的耐汽蝕、耐腐蝕性。氣焊絲SDCr-1HRC48-54良好的耐汽蝕、耐腐蝕性?！?〕鈷基1號電焊條TDCoCr-1HRC40-45耐酸性好氣焊絲SDCoCr-1HRC40-45耐酸性好〔3〕鈷基2號電焊條TDCoCr-2HRC44~48耐高溫，在高溫下保持高硬度氣焊絲SDCoCr-2HRC46-50耐高溫，在高溫下保持高硬度〔七〕外表堆焊硬質(zhì)合金2023/1/1295以上堆焊雖具有一定的耐蝕性，但不耐強(qiáng)酸、熱堿的腐蝕。硬度不算高且不均勻，抗熱裂能力較差，且堆焊工藝要求較高，不宜用于帶顆粒介質(zhì)的密封和高速機(jī)械密封，在泵用機(jī)械密封中已很少采用，但在PV值不高的釜用機(jī)械密封中仍然占有重要地位。

2023/1/12961、

鑄鐵類〔1〕普通灰口鑄鐵〔HT200、HT250〕：耐磨性、導(dǎo)熱性優(yōu)于堆焊硬質(zhì)合金；耐蝕性差，只能用于中性介質(zhì)和PV值不高的場合?！?〕球墨鑄鐵〔QT600-3、QT700-2：〕耐磨性、導(dǎo)熱性優(yōu)于堆焊硬質(zhì)合金；耐蝕性差，只能用于中性介質(zhì)和PV值不高的場合?！?〕高硅耐蝕鑄鐵：外表有SiO2保護(hù)膜，是優(yōu)良耐酸材料。耐各種濃度H2SO4、HNO3、有機(jī)酸、酸性鹽，不耐強(qiáng)堿、鹽酸、氫氟酸、FeCl3熱溶液?！?〕高鎳鑄鐵Ni-Resist：〔同上〕〔八〕作摩擦副的金屬材料2023/1/12971、

合金鋼〔用于弱腐蝕介質(zhì)〕〔1〕3Cr13、4Cr13、9Cr18〔2〕高速工具鋼、軸承鋼2、

銅合金青銅SQSn6-6-3、SQSn10-1：具有良好的導(dǎo)熱性、耐磨性、加工性、對硬質(zhì)材料的相溶性，但質(zhì)軟，耐腐蝕性差。適用于油、鹽類、醇、脂肪酸、海水中介質(zhì)。不適用于乙烯、芳烴等介質(zhì)。2023/1/12981、

聚四氟乙烯特點(diǎn)〔用作輔助密封圈〕〔1〕耐腐蝕性好，幾乎能耐所有的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑的腐蝕。目前發(fā)現(xiàn)的只有熔融堿金屬〔或它的氨溶液〕、元素氟及ClF3在高溫下與它要起反響?！?〕使用溫度范圍廣〔－180~260℃〕，耐水性、耐老化性、不燃性、韌性及加工性都很好?！?〕它是一種極好的減磨、自潤滑材料〔其分子構(gòu)造決定了外表分子易滾動(dòng)和滑動(dòng)，與其他材料對磨時(shí)，分子首先向?qū)δゲ牧限D(zhuǎn)移，形成0.02~0.03μm的薄膜〕，摩擦系數(shù)低0.04~0.12?！?〕具有奇特的冷流行：即在負(fù)荷作用下，發(fā)生蠕變?！?〕線膨脹系數(shù)大50~150×10－6/℃〔－200~15℃〕〔九〕填充聚四氟乙烯2023/1/1299150~530×10－6/℃〔15~30℃〕120~590×10－6/℃〔30~300℃〕〔6〕導(dǎo)熱系數(shù)小〔0.244w/m.k〕，與金屬相差300多倍。填充聚四氟乙烯的組對

特點(diǎn)

填20%玻纖PTFE/鉻剛玉陶瓷

在稀硫酸中運(yùn)用最佳

填20%玻纖PTFE/Si3N4

Si3N4磨損大

填20%碳纖維PTFE/多種陶瓷

搪瓷釜212機(jī)封首選材料

填15%玻纖、5%碳PTFE/Al2O3

強(qiáng)腐蝕介質(zhì)

填15%聚苯、3%碳PTFE/Al2O3

氯氣泵

填15%Ti白粉、5%玻纖PTFE/SiC硫酸、硝酸介質(zhì)

填玻纖可運(yùn)用于醫(yī)藥、食品機(jī)械

2023/1/121002、填充聚四氟乙烯〔用作摩擦副〕為了抑制聚四氟乙烯的缺乏，往往在其間參加各種添加劑，以改善其性能。常常參加10~20%的石墨、玻纖、青銅粉、SiO2、MoS2等，可改善導(dǎo)熱性，減小線脹系數(shù)，其它性能也得到改善，但耐蝕性略有下降。2023/1/121011、良好的彈性，硬度適宜且壓縮永久變形小。2、耐上下溫的老化性能好。3、耐介質(zhì)腐蝕、溶解、熔脹、溶縮、硬化。4、較小的摩擦系數(shù)，耐磨耗，有一定的抗撕裂強(qiáng)度。5、來源方便，本錢低廉?！彩齿o助密封圈材料要求2023/1/121021、丁腈橡膠〔NBR〕〔－40~120℃〕它是丁二烯和丙烯腈的共聚物。常用的丙烯腈含量為40%〔丁腈—40〕，耐油，抗老化性良好，并且又耐熱、耐磨、耐一定腐蝕。廣泛用于接觸汽油及其他油類設(shè)備，也耐堿、非氧化性稀酸，不耐氧化性酸〔如硝酸、鉻酸〕、芳烴、酯、酮、醚