机械密封基础知识

1、机械密封基础知识序言机械密封最早于1885 年在英国发明并获得专利，首先获得应用是在20 世纪 20 年代的冷冻机装置上，同时出现了研究和生产机械密封的专业公司（英国的Crane 公司、德国的Pacific 公司等） 。我国在 20 世纪 60 年代才相继出现研究和生产机械密封的专业机构（天津克兰），目前已有四十年历史，在普通机械密封领域技术及产品日趋成熟，大部分地方已能替代进口产品，性能接近国外产品。目前国内具有规模的研究、生产厂家已有十余个，并在高参数密封及新技术方面取得一定突破。机械密封广泛用于石油、化工、冶金、煤炭、食品、医疗、电力、纺织、环保等诸多领域。机械密封具有性能好、使用寿命长

2、、运转可靠等特点，是现代企业流体输送机械应用最广、最有前途的密封形式，对于减少环境污染、节约能源具有重大意义。一、机械密封原理（一）定义（二）组成（三）密封机理（四）辅助设施（五）机械密封的种类（六）旋转式和静止式机械密封（七）内装式和外装式机械密封（八）内流式和外流式机械密封（九）多弹簧和单弹簧机械密封（十）平衡型和非平衡型机械密封（十一）补偿机构形式（十二）双端面机械密封（十三）串联式机械密封（十四）波纹管机械密封（十五）集装式机械密封二、机械密封的基本零件（一）对摩擦副密封环的要求（二）摩擦副匹配要考虑的因素（三）密封端面宽度（四）密封环的主要技术要求（五）摩擦副端面平面度检测（六）密封

3、端面的粗糙度要求（七）动环（旋转环）（A）静环（不旋转）（九）密封环的种类（十）整体式密封环（十一）组合式（十二）热装式密封环（十三）热装式密封环的过盈值选择（十四）辅助密封圈（十五）传动机构的作用（十六）静环防转方式（十七）机械密封的弹性元件（十八）波纹管种类（十九）焊接金属波纹管密封三、机械密封用材料（一）摩擦副材料要求（二）制造摩擦副的常用材料（三）碳石墨WCSiC 陶瓷Al2O3 陶瓷及其它陶瓷介绍（七）表面堆焊硬质合金（A）作摩擦副的金属材料（九）填充聚四氟乙烯（十）辅助密封圈材料要求（十一）合成橡胶（十二）柔性石墨（也称膨胀石墨）（十三）弹性元件材料（十四）机械密封中基体材料二机械

4、密封原理图1-1机械密封基本结构（旋转式）1补偿环2补偿环辅助密封圈3弹簧4一弹簧15紧固螺钉6非补偿环7非补偿环辅助密封圈8防转销泄漏点1 摩擦端面泄漏点，依靠弹力和介质压力保持贴和；（动密封点，两个摩擦副之间有相对转动）泄漏点2 补偿环密封圈，依靠密封圈的过盈量实现密封；（静密封点，密封圈与轴或轴套之间有微动）泄漏点3 非补偿环密封圈，依靠密封圈的过盈量实现密封；（静密封点，密封圈与相配合件之间相对静止）泄漏点4 压盖与腔体间的密封圈，依靠密封圈的过盈量实现密封；（静密封点，密封圈与相配合件之间相对静止）2、传动关系轴或轴套紧固螺钉 5弹簧座4弓t簧3补偿环1压盖防转销 8非补偿环63、原

5、理通过一系列零件将径向密封转化为轴向密封，在弹簧和介质压力共同作用下，对由于设备运行所造成的轴向磨损可以及时补偿，使轴向密封面始终保持贴合。由于机械密封（轴向密封）在运行中可以对轴向磨损进行补偿，而填料密封（径向密封）不能对径向磨损进行补偿，故机械密封比填料密封寿命长。（四）辅助设施通过冲洗、冷却、过滤、分离等方式进行冷却和润滑，从而改善密封的工作环境，减少密封的泄漏量，延长使用寿命。应当把它看作机械密封的组成部分。（五）机械密封的种类1、按使用条件分类（1）高速密封（ZBJ22-001-88 :线速度 25100m/s）和普通密封（ 2）高压和低压密封（ 3）高温、常温和低温密封（ 4）泵用

6、、釜用和压缩机用密封（ 5）耐腐蚀、抗颗粒机械密封2、通常按结构分类多弹簧、单弹簧密封旋转式、静止式密封外装式、内装式密封 外流式、内流式密封1-2)（ 1）旋转式：补偿机构（弹性元件）随轴旋转。（由于安装方便，普通密封大多采用，但易产生不平衡，而且消耗搅拌功率，所以不能用于高速）（ 2）静止式：补偿机构（弹性元件）不随轴旋转。（用于高速）（七）内装式和外装式机械密封（ 1 ）内装式：静环装在压盖内侧，静环端面面向工作腔。（用于温度、压力较高，腐蚀性不强的场合）（ 2）外装式：静环装在压盖外侧，静环端面背向工作腔。（用于低压、腐蚀性强的场合）（八）内流式和外流式机械密封（ 1 ）内流式：泄漏方

7、向朝向轴心。（一般密封都采用这种结构）（ 2）外流式：泄漏方向朝向离心力方向。（泄漏量大，只有在压力、温度都不高的腐蚀性介质中用）（九）多弹簧和单弹簧机械密封（ 1 ）多弹簧：（又叫小弹簧，轴向尺寸小，轴向弹力均匀）宜用于高速，不宜用于腐蚀性介质。（ 2）单弹簧：（又叫大弹簧，轴向尺寸大，轴向弹力不均匀）不宜用于高转速的场合。（十）平衡型和非平衡型机械密封（1）平衡型：载荷系数 KV1.0 （用于高压场合）（2）非平衡型：载荷系数 K>1.0 （用于普通压力场合）（十一）补偿机构形式（ 1）磁力：系统压力较低时用（ 2）波片弹簧、锥形弹簧、螺旋圆柱大弹簧、小弹簧（ 3）橡胶波纹管、聚四氟

8、乙烯波纹管、金属波纹管十二）双端面机械密封两套密封面对面或背对背安装在一起。用于工作介质有毒、易燃、易爆、易挥发、易结晶、高温、低温，或气体、高真空度等场合。两套密封之间形成一个密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、润滑、冷却，选洁净、润滑性好的封液介质。十三）串联式机械密封两套密封沿同一方向布置，密封腔压力逐级降低用于高压场合。十四）波纹管机械密封去掉了补偿环密封圈及其摩擦阻力，补偿环密封圈改至弹簧座处，补偿环追随性提高，而且避免了补偿环密封圈因轴串、振动所产生的磨损。金属波纹管用于高温介质，聚四氟乙烯波纹管用于腐蚀性介质。（十五）集装式机械密封将机械密封、轴套、压盖组合成一个整体。安装时只需固

9、定压盖、轴套，取下定位挡块即可。安装方便，排除了安装不良的影响。（一般挡块厚度为弹簧压缩量，从外部易于观测）二、机械密封的基本零件（一）对摩擦副密封环的要求摩擦副密封环是机械密封的主要元件，它在很大程度上决定了机械密封的性能和寿命。因此，对它有一些基本要求。（ 1）足够的强度和刚度保证在工作条件（如压力，温度，滑动速度等）下不损坏，变形小，工作条件波动时影响小。（ 2）端面有足够的硬度、耐腐蚀性能确保使用寿命。（ 3）耐热冲击力高的导热系数，低的线膨胀系数。（ 4）较小的摩擦系数，良好的自润滑性，材料与介质有很好的浸润性短时间干摩擦，不损伤端面。（ 5）易加工，材料成本低（二）摩擦副匹配要考虑的因素（ 1）一般选择一软一硬的材料配对，软环作窄环，如YG6/M106K ，只有介质含固体颗粒、易结晶、粘度高时才选用硬对硬。（ 2）尽量采用内装