机械密封演示文稿

泵用机械密封

基础知识课件讲师：陈雳一、机械密封定义机械密封是一种旋转机械的轴封装置，又叫端面密封。定义：有至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。二、机械密封

有

哪

几

部

分

组

成第一部分，是有动环和静环组成的密封端面，也叫摩擦副。第二部分，是有弹性元件为主要零件组成的缓冲补偿机构，其作用是使密封端面紧密贴合。

第三部分，是辅助密封圈，包括动环和静环密封圈。

第四部分，是使动环随轴旋转的传动机构。三、机械密封工作原理动环靠密封腔中液体的压力和压紧元件的压力，使其端面贴合在静环的端面上，形成微小的轴向间隙而达到密封的目的。两密封环端面A、静环和压盖的密封C、动环和轴的密封B构成三道密封，封堵了密封腔中液体向外泄露的全部可能的途径，实现可靠的密封。密封元件除了起到密封作用外还起着缓冲振动和冲击的作用。四、机械密封的优缺点其中，密封环是动环和静环的总称，是构成机械密封最主要的元件。密封环在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命，因此，对它提出了一些要求。有足够的强度和刚度

在工作条件下(如压力、温度和滑动速度等)不损坏，变形应尽量的小，工作条件波动时仍能保持密封性。尤其是密封端面要有足够的强度以及一定的耐腐蚀能力，以保证产品有满意的使用寿命。

有良好的耐热冲击能力

为此，要求材料有较高的导热系数和较小的线膨胀系数，承受热冲击时不至于开裂。较小的摩擦系数

密封环匹配应有较小的摩擦系数。良好的自润滑性

工作中如发生短时间的干摩擦，不损伤密封端面。因此，密封环要有良好的自润滑性，密封环材料与密封流体还要有很好的浸润性。

结构简单

密封环结构应力求简单对称，优先考虑用整体型结构，也可采用组合式(如镶装式)密封环，尽量避免用密封端面喷涂式结构。

密封环要容易加工制造

安装和维修要方便，价格要低廉

五、对密封环的要求六、密封端面的平面度要求平面度是密封环很重要的质量指标，要求在0.0009mm以内，需要使用光干涉法进行测量，一般用钠光灯检测，一条干涉条纹为0.3um，也叫一条光带。密封环平面度要求在三条光带内，才能保证不泄漏。一条光带三条光带两条光带七、摩擦副匹配考虑因素摩擦副一般都选择一软一硬配对，硬环的端面宽度要比软环宽。软环一般选用碳石墨材料，也有选用填充四氟，硬质环有WC、SiC、Al2O3等。在特殊情况下，如介质中含有固体颗粒，有结晶析出或高粘度流体中，要选用硬对硬配对。八、常用摩擦副材料九、常用辅助密封圈材料

机械密封用辅助密封圈包括动、静环密封圈，如O形圈、波纹管、L型密封圈等。常用的有丁晴橡胶、氟橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶、聚四氟乙烯、四氟包胶O形圈。

O形圈波纹管L型密封圈十、几种种常用橡胶胶的特性及及适应性性十一、机机械密封封结构形形式及选选择NJK系列平衡型机机械密封封SZ系列多弹簧机机械密封封根据不同同的工况况条件，，如温度度、介质质、压力力来选配配合适的的机械密密封。如如潜污泵泵、砂泵泵输送含含有颗粒粒的介质质，摩擦擦副材料料要选用用硬对硬硬材料，，可以选选配WC/WC、WC/SiC、SiC/SiC；密封腔腔压力大大于1Mpa的，要选选用平衡衡型机械械密封；；酸碱溶溶剂类介介质如乙乙醇、丙丙酮、硫硫酸、氢氢氧化钠钠等要选选配相应应的摩擦擦副和辅辅助密封封材料；；轴径大大的机封封考虑用用多弹簧簧结构，，密封端端面压力力比较均均匀；窜窜动量大大的采用用大弹簧簧结构，，补偿性性能好。。1)平衡型和和非平衡衡型按摩擦副副接触端端面的比比压（单单位面积积上所受受的力））与被密密封介质质压力的的关系，，可分为为平衡型型与非平平衡型。。如图所所示，非平衡型型：介质质作用在在动环上上的有效效面积B（去掉作作用压力力相互抵抵消部分分的面积积），等等于或大大于动静静环接触触面积A。端面比比压随密密封介质质压力增增减成正正比增减减，这样样当介质质压力高高时，端端面上产产生很大大比压，，会加速速摩擦面面的磨损损、发热热、破坏坏端面的的液体膜膜而形成成干摩擦擦。一般般非平衡衡型介质质压力不不超过656kPa。B>A非平衡型型平衡型：：当介质质压力高高时，需需要从密密封结构构上设法法消除一一部分压压力对摩摩擦面的的作用，，这种形形式的密密封成为为平衡型型机械密密封。在在这种密密封中，，介质作作用在动动环上的的有效面面积B小于动静静环的接接触面积积A。密封端端面上的的比压可可以自行行控制，，介质压压力增减减对端面面比压的的影响较较小。B<A，平衡型型2）单弹簧簧和多弹弹簧机械密封按按弹簧个数数分为单弹弹簧和多弹弹簧。多弹弹簧是沿圆圆周装有多多个小弹簧簧，优点是是弹簧受力力比但弹簧簧（一个大大弹簧）均均匀，缓冲冲性好，便便于调节（（改变弹簧簧数目），，轴向尺寸寸也小。一一般来说，，小轴径宜宜用大弹簧簧，大轴径径宜用小弹弹簧。3）单端面与与双端面按密封腔中中摩擦副的的对数分为为单端面和和双端面机机械密封。。单端面密密封，在密密封封腔中只有有一对端面面摩擦副，，在双端面面密封中，，密封腔中中用两对端端面摩擦副副来实现密密封。在双双端面密封封的密封腔腔中，应注注入压力一一般高于介介质压力49~196kPa的封液。对对封液的要要求是润滑滑性能好、、汽化温度度高、对工工作介质无无影响。封封液的作用用是：1.润滑密封的的端面；4.封堵工作介介质泄漏；；2.带走摩擦的的热量5.改变密封泄泄漏方向；；3.将端面因磨磨损产生的的颗粒带走走；6.双端面密封封适用于强强腐蚀、高高温、贵重或或有毒介质质。十二、机械械密封的安安装注意事事项机械密封安安装部位的的尺寸偏差及及表面粗糙糙度十三、机械械密封泄漏漏故障分析析普通内装式式机械密封封的典型泄泄漏通道如左图图所示有7处，分别为为：1、摩擦副端端面之间（（泄漏点1）；2、动环辅助助密封圈处处（泄漏点点2）；3、静环辅助助密封圈处处（泄漏点点3）；4、压盖与机机体结合端端面间（泄泄漏点4）；5、轴套与转转轴之间（（泄漏点5）；6、碳石墨环环有渗漏孔孔隙以及从从镶装件配合面处处都有可能能成为泄漏漏通道（6、7）。机械密封的的泄漏通道道（一）、摩摩擦副端面面之间的泄泄漏1、端面不平平平平面度、、粗糙度未未达到要求求，或在使使用前受到到了损伤，，因而产生泄泄漏。这时时应重新研研磨抛光或或更换密封封环。2、端面间存存在异物污污物未被清清除，装配配时未清洗洗。此时需需清除污物物重新装配。。3、安装不正正确A、安装尺寸寸未达到图图纸工作尺尺寸要求。。B、静环安装装倾斜。C、端面变形形，碳石墨墨弹性模量量低、易变变形。碳石墨环变变形的一般般原因是：：a、合成橡胶胶0形圈在介质质中溶涨，，体积增大大，碳环受受力而使端端面变形。。b、压盖内夹夹杂金属碎碎片或污垢垢，局部受受载。4、端面分离离，弹簧阻阻塞，如因因温度变化化引起介质质结晶、积积垢，造成成端面不能能很好的贴贴合。（二）、、动环辅辅助密封封圈处的的泄漏1、辅助密密封圈质质量问题题，如橡橡胶密封封圈断面面尺寸超超差，压压缩率不符符合要求求；表面面质量量问题：：错位、、开模缩缩裂、修修边过量、流痕痕、凹凸凸缺陷、、飞飞边过大大。2、密封圈圈安装时时受到损损伤，如如聚四氟氟乙烯V形圈安装装时唇口被割伤伤，橡胶胶制件表表面有划划痕，都都是密封封失效的的常见原原因。3、轴表面面有缺陷陷或有腐腐蚀、麻麻点、凹凹坑。4、密封圈圈的材料料与介质质不相容容。5、轴的尺尺寸公差差、粗糙糙度未达达到要求求。（三）、、静环辅辅助密封封圈处的的泄漏1、压盖尺尺寸公差差不符合合设计要要求。对对此，应应更换合合格品。。2、安装错错误，如如如聚四四氟乙烯烯V形圈方向向装反，，安装时，其凹凹面应面面向介质质端，否否则会出出现泄漏漏。3、密封圈圈的质量量不良。。应用合合格品替替换。4、密封圈圈的材料料与介质质不相容容。（四）、、机体与与压盖结结合面之之间的泄泄漏1、机体与与压盖配配合端面面有缺陷陷，如凹凹坑、划划痕等。。2、螺栓力力小、压压缩垫片片时不能能把接触触面不平平的凹坑坑填满。。螺栓力必必须大于于内部介介质压力力。因为为内压总总是使得得密封压压盖与机壳端端面趋于于分离。。用聚四四氟乙烯烯平垫片片时，以以厚度小小于1mm为宜。3、垫片或或密封圈圈受到损损伤。4、安装时时不清洁洁，异物物进入其其间。5、压盖变变形，这这是因为为压盖刚刚度不够够而产生生的变形形。6、螺螺栓栓受受力力不不均均匀匀，，压压盖盖单单边边锁锁紧紧。。（五五））、、轴轴套套与与轴轴之之间间的的泄泄漏漏轴套套与与轴轴之之间间的的泄泄漏漏，，一一般般是是由由于于安安装装不不当当，，密密封封圈圈或或垫垫片片不不符符合要求或损损伤而造成成的。一般般可以用泄泄漏量的变变化加以鉴鉴别。轴套套处的泄漏量通常常是稳定的的，而从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渗透透性碳制品易于于渗漏。这这种渗漏不不外乎是浸浸渍与固化化未达到要要求，或者是碳材料料浸渍处理理后加工切切削余量过过大，使微微孔重新疏疏通而形成成泄漏通道。为保保证密封件件不渗漏，，经机械加加工后的成成品应再进进行一次浸浸渍处理。在高高压工况下下，烧结制制品，如陶陶瓷、填充充聚四氟乙乙烯密封件件也有可能渗漏，，在使用前前必须确认认是否符合合使用要求求。高温、、高压或气气相介质，对热镶镶装的密封封环来说，，介质易于于从镶装配配合面泄漏漏。在这种种情况下，推荐使使用整体结结构。十四、从失失效形式分分析故障原原因（一）、从从泄漏量大大小分析故故障原因1、开始运转转时有少量量泄漏，但但经过一段段时间运转转后，泄漏漏量逐渐减少到消失失，这是机机械密封正正常的跑合合过程。2、静压状态态时有少量量泄漏，运运转时不漏漏。原因是是橡胶波纹纹管接触动环背面部部分平行度度不好或弹弹簧比压不不够大。3、泄漏漏量稳稳定。。有可可能是是轴和和轴套套之间间密封封圈泄泄漏，，因为为从密密封端面处处泄漏漏往往往是不不稳定定的。。4、泄漏漏量从从小到到大。。有可可能是是石墨墨环浸浸渍不不好，，微气气孔逐逐步被被打通。这这种情情况需需增加加浸渍渍的次次数或或更换换优质质的石石墨材材料。。还有有介质质原因，如如航空空煤油油渗透透性特特别强强，开开始不不漏，，过几几个小小时开开始渗渗漏，，并不不断增大大。还还有辅辅助密密封圈圈与介介质的的不容容性引引起，，如混混合的的有机机溶剂剂。（二））、根根据磨磨损痕痕迹分分析故故障原原因1、当端端面出出现过过宽的的磨损损，表表明机机器的的同轴轴度很很差。。机器器每转转一转转密封封件都要作作轴向向位移移和径径向摆摆动，，产生生轻微微的分分离和和泄漏漏以离离心泵泵为例例，造造成宽宽面磨磨损的原原因大大致有有：联联轴器器不对对中；；泵轴轴弯曲曲；泵泵轴偏偏斜；；轴承承精度度低；；振动动等。。2、端面面磨损损痕迹迹宽度度小于于窄环环环面面宽度度时，，这就就意味味着密密封受受到过过大的的压力，使使密封封面呈呈现弓弓形。。3、机械械密封封运转转一段段时间间后，，若摩摩擦端端面没没有磨磨损痕痕迹，，表明明密封封开始始使用时就就泄漏漏，补补偿环环没有有作补补偿位位移。。对橡橡胶波波纹管管式机机械密密封，，若摩摩擦副副端面面没有磨磨损痕痕迹，，这表表明密密封端端面可可能已已经压压合在在一起起，摩摩擦副副之间间无相相对转转动，，而是橡橡胶波波纹管管相对对于轴轴旋转转，或或静环环和压压盖之之间转转动。。同时时会出出现轴轴表面面磨损，压压盖内内径磨磨损，，弹簧簧或弹弹簧座座磨损损现象象。4、石墨墨环或或填充充四氟氟同硬硬质环环配对对时，，硬质质环表表面出出现较较深的的沟槽槽（环环状纹路）），表表明密密封端端面因因振动动引起起分离离时，，两者者之间间有较较大的的颗粒粒物进进入，，如颗颗粒嵌入入软质质端面面时，，会像像砂轮轮一样样磨削削硬质质环软软端面面，造造成硬硬质环环过度度磨损损而泄泄漏。十五、、泵用用机械械密封封检修修误区区1．弹簧簧压缩缩量越越大密密封效效果越越好。。其实实不然然，弹弹簧压压缩量量过大大，可可导致致摩擦副急急剧磨磨损，，瞬间间烧损损；过过度的的压缩缩使弹弹簧失失去调调节动动环端端面的的能力力，导导致密封失失效。。2．动环环密封封圈越越紧越越好。。其实实动环环密封封圈过过紧有有害无无益。。一是是加剧剧密封封圈与轴套套间的的磨损损，过过早泄泄漏；；二是是增大大了动动环轴轴向调调整、、移动动的阻阻力，，在工工况变化化频频繁繁时时无无法法适适时时进进行行调调整整；；三三是是弹弹簧簧过过度度疲疲劳劳易易损损坏坏；；四四是是使使动动环环密密封封圈圈变形形，，影影响响密密封封效效果果。。3．静静环环密密封封圈圈越越紧紧越越好好。。静静环环密密封封圈圈基基本本处处于于静静止止状状态态，，相相对对较较紧紧密密封封效效果会会好好些些，，但但过过紧紧也也是是有有害害的的。。一一是是引引起起静静环环密密封封因因过过度度变变形形，，影影响响密密封封效效果果；二二是是静静环环材材质质以以石石墨墨居居多多，，一一般般较较脆脆，，过过度度受受力力极极易易引引起起碎碎裂裂；；三三是是安安装装、、拆卸卸困困难难，，极极易易损损坏坏静静环环。。4．叶叶轮轮锁锁母母越越紧紧越越好好。。机机械械密密封封泄泄漏漏中中，，轴轴套套与与轴轴之之间间的的泄泄漏漏（（轴轴间间泄泄漏漏））是比比较较常常见见的的。。一一般般认认为为，，轴轴间间泄泄漏漏就就是是叶叶轮轮锁锁母母没没锁锁紧紧，，其其实实导导致致轴轴间间泄泄漏的因因素较较多，，如轴轴间垫垫失效效，偏偏移，，轴间间内有有杂质质，轴轴与轴轴套配配合处处有较较大的形位位误差差，接接触面面破坏坏，轴轴上