第三章 机械密封;一、密封原理和特点;;2.密封原理 ;机械密封一般有四个密封处：;3.基本构件 ;配对方法： 当介质粘度小，润滑性差时，采用金属配各种非金 属（因为大多数非金属材料都有自润滑作用）；当 介质粘度较大时，采用金属与金属配对。 加工精度 由于摩擦副的端面要起密封作用，并且摩擦环要相 互滑动摩擦，故端面的加工精度影响着密封的效果 和使用寿命。因此，JB4127-85《机械密封技术条 件规定较高。;（2）弹簧加荷装置 ;优点;比较;二、结构类型;按弹簧是否与介质接触分为内装式和外装式。 内装式是弹簧置于工作介质之内，外装式是弹簧置于工作介质之外。;外装式特点：一般来说大部分机械密封零件不与介质接触，且暴露在设备外，便于观察及维修安装。但是由于外装式结构的介质作用与弹簧力相反（指常用结构）。当介质压力有波动或升高的情况下，弹簧力余量又不大时，会出现密封不稳定的情况以致产生泄漏。当介质压力降低时，因弹簧力不变，在摩擦面上受负荷增大，特别在低压起动时，摩擦副的表面间尚未构成液膜，此时比压又是最大，容易擦伤端面。;主要按介质作用在端面的载荷程度分。;;; ;按弹簧的运转状态分为旋转式与静止式。 旋转式：即是弹簧装置及轴的结构简单，径向尺寸较小。高转速情况下，弹簧及其它转动零件产生的离心力很大，动平衡要求高，有的介质经强烈搅拌后易结晶，对于这种情况宜采用静止式较适宜。;单弹簧又称大弹簧，即是在密封装置中仅有一个弹簧与轴同中心安装。 多弹簧又称小弹簧，即是在密封装置中有数个弹簧沿圆周均匀分布。 一般说负荷较轻而且大量生产的密封采用单弹簧为佳，小量生产且在严格的条件下使用时，则都采用多弹簧。;按摩擦面对数分为单端面、双端面和多端面。 单端面：指在密封机构中仅有一对摩擦副。 双端面：指在密封机构中有两对摩擦副，且两对摩擦副处于相同封液压力下（图3-5）。 密封机构中有两对以上的摩擦副且密封腔的压力逐渐降低，根据摩擦副的对数分别称为双端面、三端面和多端面。;从结构比较来看，单端面比双端面简单，在制造和装拆上较容易，因而使用很普遍。双端面因要通入带液体（封开云 开云体育液）至密封腔内起“封堵”和润滑作用，就需另设一套装置。单端面只适用于一般场合。双端面适用于强腐蚀、主温、带悬浮颗粒及纤维的介质、气体介质、易燃易爆介质、易挥发粘度低的介质、高真空、贵重物料及要求介质与空气隔绝且允许内漏的情况。;三、常用机械密封标准结构简介;三、常用机械密封标准结构简介;2）104、110型机械密封 ;3）105、111型机械密封 ;4）114型机械密封 ;2、釜用机械密封标准结构;;;;一、密封特性;;;;2.机械密封的摩擦特性;参看图3-12，当G≥1×10-6时，系数Φ=常数，两个密封面被液膜完全隔开，处于液体润滑状态，密封面间有较厚的液膜（图3-13）；当G=0.1~1×10-6时，Φ≠开云 开云体育常数，液体处于边界润滑或半液体润滑状态，而密封表面被一层具有分层结构和润滑性能的边界膜分开。 对于一定的结构尺寸和材料组对的密封，Φ存在着一个临界值Φc，如图3-14，Φ﹥Φc为密封区，Φ﹤Φc为泄漏区。 对于机械密封，要想做到绝对不泄漏是很困难的，只要泄漏量Q满足工艺要求，将G控制在0.1~1×10-6的范围内。 ;1 、液膜静压力——力图使端面开启的力;;;2、液膜动压力 ;结论：;一、设计条件分析和结构选型;;;;1、内流式单端面机械密封的端面比压计算 ;1)弹簧力;2）作用于端面的介质总压力Fp ;3）端面液膜压力Fm ;;课堂小测验;课堂小测验(参);课堂小测验(参);双端面机械密封的端面比压计算 ;课堂小测验(参);弹簧力;2.作用于端面的介质总压力;3.由介质产生的端面液膜压力;5.由封液产生的端面液膜压力;因此，端面所受净闭合力为：;因此，端面所受净闭合力为：;即 ;一、密封环端面发热;热量的传递有三种方式：对流、间壁导热、辐射。显然机械密封端面的摩擦热就是以这三种方式传递出去的。如果密封环向周围散失的热量与产生的摩擦热相平衡，则可得到一个稳定的温度值。 对于普通机械密封，泄漏量较小，它带走的热量可以忽略，那么摩擦热主要是由轴导入动静环，再由动静环传给周围介质，即： ;二、冷却、冲洗方法及系统设计;1、端面直接冷却;1、端面直接冷却;1、端面直接冷却;1、端面直接冷却;1、端面直接冷却;2、静环背部冷却;3、间接冷却;三、机械密封的安装;三、机械密开云 开云体育封的安装;三、机械密封的安装;;第五节 特殊工况下机械密封的设计要点;一、高温条件;要解决以上问题。一般是采取积极的冷却措施和耐高温的材料。也可以从结构上采取措施，如工作温度在250℃以上，可采用单弹簧金属波纹管密封。;二、低温条件;二、低温条件;三、高压与真空;平衡系数β值的选择 端面比压是考核密封性能和耐磨性能的重要指标，选用密封所允许的最小端面比压对提高使用寿命有利，高压下一般取较大的β值，多采用平衡型结构。 多端面结构 当端面负荷达到15MPa以上时，仅依靠材料的选择及结构型式，都会非常危险。这时可采用串联式多端面结构，将前级密封的端面比压设计得小些，允许较大的泄漏量，也可采用流体静压式或流体动压式结构，使密封端面维持良好的润滑状态。 对于真空用机械密封尽可能造成液膜形成的条
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