【正文】 響摩擦的性質(zhì)。液膜介質(zhì)的黏度對(duì)摩擦性質(zhì)沒有多大影響，摩擦性能主要取決于膜的潤(rùn)滑性和摩擦副材料。 （ 2）邊界摩擦狀態(tài)。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 ? 邊界摩擦狀態(tài)時(shí)摩擦力主要由固體摩擦力和邊界膜摩擦力兩部分組成； ? 混合摩擦狀態(tài)時(shí)摩擦力由固體摩擦力、邊界膜摩擦力和流體內(nèi)摩擦力三部分組成； ? 流體摩擦狀態(tài)時(shí)摩擦力主要是流體內(nèi)摩擦力。此外，由于壓差和溫差的作用，密封面具有徑向表面錐度。 ?追隨性 是指當(dāng)機(jī)械密封存在跳動(dòng)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)軸的竄動(dòng)時(shí)，補(bǔ)償環(huán)對(duì)于非補(bǔ)償環(huán)保持貼合的性能。線速度大于 30m/s時(shí)，宜采用靜止式機(jī)械密封。但是，由于外裝（或外置）式結(jié)構(gòu)的密封流體作用力與彈性元件的彈力方向相反，當(dāng)流體壓力有波動(dòng)，而彈簧補(bǔ)償量又不大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致密封環(huán)不穩(wěn)定甚至嚴(yán)重泄漏。 ? 密封腔壓力大于 3MPa； ? 密封腔溫度小于 ?20℃ 或大于 150℃ ； ? 密封端面平均線速度不小于 25m/s； ? 密封軸徑大于 120mm。 當(dāng)合理選擇摩擦副材料及結(jié)構(gòu)，加之設(shè)置適當(dāng)?shù)臎_洗、冷卻等輔助系統(tǒng)的情況下，機(jī)械密封可廣泛適用于各種工況，尤其在高溫、低溫、強(qiáng)腐蝕、高速等惡劣工況下，更顯示出其優(yōu)越性。因此，正確安裝后，就不需要經(jīng)常調(diào)整，使用方便，適合連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)。 對(duì)動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸端面要求很高，我國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T — 1999《 機(jī)械密封技術(shù)條件 》 中規(guī)定：密封端面平面度不大于 mm；金屬材料密封端面粗糙度 Ra值應(yīng)不大于 ?m，非金屬材料密封端面粗糙度 Ra值不大于 ?m。 ? 1973年 出臺(tái)了 “ 釜用機(jī)械密封系列 ” 標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)、西歐、日本、前蘇聯(lián)等國(guó)家都開始系列化生產(chǎn)機(jī)械密封。 ? 1913年出現(xiàn)了汽輪機(jī)上使用 雙端面密封 的專利。 ? 20世紀(jì) 80年代 隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，出現(xiàn)了新結(jié)構(gòu)、新概念、新技術(shù)、新工藝和新材料的新型機(jī)械密封。 機(jī)械密封一般主要由四大部分組成： ①由靜止環(huán)（ 靜環(huán) ）和旋轉(zhuǎn)環(huán)（ 動(dòng)環(huán) ）組成的一對(duì)密封端面，該密封端面有時(shí)也稱為摩擦副，是機(jī)械密封的核心； ②以彈性元件（或磁性元件）為主的 補(bǔ)償緩沖機(jī)構(gòu) ； ③ 輔助密封機(jī)構(gòu) ； ④使動(dòng)環(huán)和軸一起旋轉(zhuǎn)的 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 。 （ 2）使用壽命長(zhǎng)。 （ 5）軸或軸套表面不易磨損。 （ 8）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、拆裝不便。 （ 3）中型機(jī)械密封 ：通常指不滿足重型和輕型的其它機(jī)械密封。 ?多彈簧式機(jī)械密封的彈簧壓力分布則相對(duì)較均勻，受離心力影響較小，彈簧力可通過(guò)改變彈簧個(gè)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)，不同軸徑可用數(shù)量不同的小彈簧，使彈簧規(guī)格減少，軸向尺寸小，徑向尺寸大，安裝繁瑣，適用于大軸徑高速密封。 ?當(dāng)轉(zhuǎn)速極高時(shí)，為加強(qiáng)端面潤(rùn)滑采用外流式機(jī)械密封較合適，但介質(zhì)壓力不宜過(guò)高，最高壓力為 1?2MPa。 ?橡膠波紋管型機(jī)械密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安裝方便且價(jià)格便宜，適用于工作壓力不大于 、溫度不大于 100℃ 的低參數(shù)條件。 ? 表面粗糙度 是指加工時(shí)在表面波紋上形成較小的幾何輪廓。機(jī)械密封可能處于流體摩擦、混合摩擦、邊界摩擦或干摩擦狀態(tài)下工作。這種狀態(tài)下的摩擦稱為邊界摩擦。密封端面間的各微觀空隙彼此之間很少連通，當(dāng)兩個(gè)環(huán)中之一旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以像人通過(guò)旋轉(zhuǎn)門或物體經(jīng)由計(jì)量機(jī)器那樣，液體從一個(gè)空隙轉(zhuǎn)移到另一個(gè)空隙中去，一直到液體質(zhì)點(diǎn)達(dá)到縫隙的終端，從而導(dǎo)致泄漏 。 這是介于上述三種摩擦狀態(tài)之間的一種摩擦狀態(tài)，在密封端面間，能夠形成局部中斷的流體動(dòng)壓或流體靜壓的潤(rùn)滑膜，即接觸表面間幾種摩擦同時(shí)出現(xiàn)。摩擦性能主要取決于邊界膜的潤(rùn)滑性能和摩擦副的材料。 比壓過(guò)大 ，會(huì)加劇密封端面的磨損，破壞流體膜，降低壽命； 比壓過(guò)小 會(huì)使泄漏量增加，降低密封性能。 pv值常被用作選擇、使用和設(shè)計(jì)機(jī)械密封的重要參數(shù)。 [pcv]值 許用 [pcv] 值是極限（ pcv）除以安全系數(shù)獲得的數(shù)值。 ? 機(jī)械密封允許的泄漏率，目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際使用主要取決于密封介質(zhì)的特性以及密封運(yùn)行的環(huán)境。密封的有效工作時(shí)間在很大程度上取決于應(yīng)用情況。 形式（ c）只適合用 O形密封圈，對(duì)密封圈尺寸精度要求低，容易密封，但密封圈易變形。 形式（ c）也是為了加強(qiáng)冷卻。 ? 當(dāng)端面磨損后，在彈性力作用下，密封圈隨補(bǔ)償環(huán)沿軸向作微小的補(bǔ)償移動(dòng)。 （二）輔助密封 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 動(dòng)環(huán)需要隨軸一起旋轉(zhuǎn)，為了考慮動(dòng)環(huán)具有一定的浮動(dòng)性，一般它不直接固定在轉(zhuǎn)軸上，通常在動(dòng)環(huán)和軸之間，需要有一個(gè)轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)，并克服攪拌和端面的摩擦轉(zhuǎn)矩。由于撥叉徑向尺寸?。ㄝ^?。?、且沖壓后冷作硬化，易斷裂，常用于中性介質(zhì)。密封要求嚴(yán)格時(shí)，可安裝兩道密封 [圖（ b） ]。但配合部位精度和粗糙度要求高，不能吸收腔體的振動(dòng)，端面磨損后不易更換。此時(shí)，軟材料的端面寬度為密封端面寬度 b。當(dāng)動(dòng)環(huán)和靜環(huán)均為硬材料，則兩者可取相等寬度。 ? 波形彈簧和碟形彈簧具有軸向尺寸小，剛度大，結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，但軸向位移和彈簧力較小，一般適用于軸向尺寸要求很緊湊的輕型機(jī)械密封。摩擦副組對(duì)是材料物理力學(xué)性能、化學(xué)性能、摩擦特性的綜合應(yīng)用。由于摩擦副密封端面要進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)，僅各自的材料耐磨性好還不夠，還要考慮摩擦副材料組對(duì)的相容性問(wèn)題。 3. 密封面硬材料 （ 1）硬質(zhì)合金。 ? “分離式”結(jié)構(gòu) ： 密封的動(dòng)、靜環(huán)以及與安裝相關(guān)的軸套、密封腔端蓋等各自為一體，在安裝時(shí)才組裝在一起。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 當(dāng) Qs=Qp時(shí)，密封可以實(shí)現(xiàn)零泄漏。 （ 2）轉(zhuǎn)軸的速度，大都是在 500r/min以下，甚至有的在200～ 300r/min。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 動(dòng)環(huán)的端面加工有深度約為 ?10?m的 螺旋形淺槽 。 這些裝置同機(jī)械密封配套使用 ，可以大大改善原有的惡劣、苛刻的工況條件，為機(jī)械密封創(chuàng)造一個(gè)良好的工作環(huán)境，對(duì) 保證機(jī)械密封長(zhǎng)久可靠的工作起著重要的作用 。 除從機(jī)械密封本身結(jié)構(gòu)形式及材料選擇上加以考慮外， 很重要的一條就是要采取沖洗和過(guò)濾等措施。為使封液與被密封介質(zhì)之間保持一定的壓力差 ， 并當(dāng)介質(zhì)壓力波動(dòng)時(shí) ， 所需壓差仍保持不變 ， 則需要有壓力平衡裝置。具體有正沖洗、反沖洗和全沖洗。 這種沖洗又叫貫穿沖洗。冷卻可分為直接冷卻和間接冷卻兩種。對(duì)于實(shí)現(xiàn)間接冷卻的結(jié)構(gòu)，同樣可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱或保溫。封液系統(tǒng)有以下幾種。 ?除去固體顆粒等雜質(zhì)是機(jī)械密封系統(tǒng)的一種基本功能，可采用過(guò)濾器或旋液分離器來(lái)除去系統(tǒng)中的雜質(zhì)。必須考慮過(guò)程裝備的 重要程度、種類、規(guī)格、安裝和運(yùn)行方式 等。 在輸送易揮發(fā)性介質(zhì)時(shí)，應(yīng)考慮如何保持密封面的液相潤(rùn)滑。 ①壓力 ?密封腔的壓力 p決定著選擇單級(jí)密封還是多級(jí)密封；選擇非平衡式機(jī)械密封，還是平衡式機(jī)械密封。 ?壓力和速度的乘積 pv值，也會(huì)對(duì)密封的選擇產(chǎn)生較大的影響。 ?當(dāng) p?15MPa時(shí)，一般單端面平衡式結(jié)構(gòu)很難達(dá)到密封要求，此時(shí)可選用串聯(lián)式多端面密封。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 ③ 危險(xiǎn)性 ?危險(xiǎn)性分為三類：毒性、可燃性和易爆性、腐蝕性。 ①化學(xué)性質(zhì) ?密封部件材料要能耐介質(zhì)的腐蝕。含有固體顆粒的流體沿切向進(jìn)入旋液分離器后，由于存在壓差，流體沿錐形內(nèi)表面高速流動(dòng)，形成沿錐形腔的旋渦。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 內(nèi)置泵送機(jī)構(gòu)通常為螺旋輪，此外，冷卻器和封液系統(tǒng)構(gòu)成一整體。液體的壓力通常為 ?，進(jìn)出口的溫差控制在 3?5℃ 為宜。常用的傳熱介質(zhì)是水、蒸汽和空氣。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 沖洗液流量按密封裝置的熱平衡核算原理確定。為了控制沖洗量，要求密封腔底部有節(jié)流襯套，管路上裝孔板。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （ 1）外沖洗 利用外來(lái)沖洗液注入密封腔，實(shí)現(xiàn)對(duì)密封的沖洗稱為外沖洗。 在雙端 面 機(jī)械密封中 ， 需要從外部引入與被密封介質(zhì)相容的密封流體 ， 通常稱做 封液 。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 被密封介質(zhì) 中的微細(xì)固體顆粒、污垢等雜質(zhì)對(duì)機(jī)械密封有極大的危害性。當(dāng)由氣膜壓力形成的開啟力與由彈簧力和介質(zhì)作用力形成的閉合力相等時(shí)，氣膜厚度十分穩(wěn)定，該氣膜具有一定的剛度，保證密封的平穩(wěn)可靠。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （二）釜用機(jī)械密封 （ 5）反應(yīng)釜工藝條件變化大、壓力經(jīng)常波動(dòng)，開、停車頻繁和間歇操作。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 與普通的接觸式機(jī)械密封相比，上游泵送機(jī)械密封具有以下明顯的 技術(shù)優(yōu)勢(shì) ： ①可以實(shí)現(xiàn)被密封介質(zhì)的零泄漏或零逸出，消除環(huán)境污染； ②由于密封摩擦副處于非接觸狀態(tài)，端面之間不存在直接的固體摩擦磨損，使用壽命大大延長(zhǎng)； ③能耗約降低 5/6，而且，用于降低端面溫升的密封沖洗液量和冷卻水量大大減少，提高了運(yùn)行效率； ④無(wú)需復(fù)雜的封油供給、循環(huán)系統(tǒng)及與之相配的調(diào)控系統(tǒng)，對(duì)帶隔離液的零逸出上游泵送機(jī)械密封，隔離液的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于被密封介質(zhì)的壓力，且無(wú)須循環(huán)，消耗量也小，因此，相對(duì)簡(jiǎn)單且對(duì)輔助系統(tǒng)可靠性的要求不高； ⑤可以在更高 pv值、高含固體顆粒介質(zhì)等條件下使用。使用時(shí)只需將整個(gè)裝置清洗干凈、同時(shí)將密封腔及軸清洗干凈，即可將整套密封裝置裝入密封腔內(nèi)，擰緊密封端蓋螺栓和軸套緊定螺釘就可使用。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 一、典型結(jié)構(gòu) （一）泵用機(jī)械密封 1. 我國(guó)泵用機(jī)械密封標(biāo)準(zhǔn)形式簡(jiǎn)介 第三節(jié) 機(jī)械密封的典型結(jié)構(gòu)與循環(huán)保護(hù)系統(tǒng) 我國(guó)泵用機(jī)械 密封標(biāo)準(zhǔn)形式 JB/T14721994泵用機(jī)械密封 JB/T73711994耐堿泵用機(jī)械密封 JB/T73721994耐酸泵用機(jī)械密封 JB/T87232022焊接金屬 波紋管機(jī)械密封 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （ 1）泵用機(jī)械密封（ JB/T1472— 1994） 泵用機(jī)械密封（ JB/T1472— 1994）適用于旋轉(zhuǎn)式的機(jī)械密封和其它類似旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)械密封，分為七種基本形式。 切削加工性好，成型性能好，材料來(lái)源方便。 三、機(jī)械密封常用材料及選擇 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （ 2）化學(xué)性能。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 機(jī)械密封材料包括摩擦副、輔助密封、加載彈性元件及其它零件材料。 安裝在動(dòng)環(huán)或靜環(huán)上的橡膠 O形圈的壓縮量要掌握適當(dāng)，過(guò)小會(huì)使密封性能差，過(guò)大會(huì)使安裝困難，摩擦阻力加大，且浮動(dòng)性差。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 ?寬系列 一般用于摩擦副材料匹配對(duì)摩擦磨損性能好的情況，如石墨 /硬質(zhì)合金、石墨 /碳化硅；密封流體潤(rùn)滑性好，如不易揮發(fā)的油類和水；機(jī)械密封需剛性良好的情況。軸向定位式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，傳熱好，但不能吸收腔體軸向振動(dòng)。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （四）靜環(huán)支承方式 靜環(huán)靠機(jī)械方法支承。轉(zhuǎn)軸通過(guò)緊定螺釘、鍵等機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)矩傳遞到傳動(dòng)座，傳動(dòng)座通過(guò)波紋管即把轉(zhuǎn)矩傳遞到動(dòng)環(huán)。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （三）傳動(dòng)形式 傳動(dòng)套傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，常與彈簧座組成整體結(jié)構(gòu)。 圖 318 幾種密封圈斷面形狀 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 氟塑料全包覆橡膠 O形圈 可應(yīng)用在普通橡膠 O形圈無(wú)法適應(yīng)的某些化學(xué)介質(zhì)環(huán)境中。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 摩擦副的動(dòng)、靜環(huán)的結(jié)構(gòu)形式往往取決于所采用的輔助密封元件的形式。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 形式（ f）為噴涂結(jié)構(gòu)，是將硬質(zhì)合金粉或陶瓷粉等離子噴涂于環(huán)座上，該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是省料，但由于涂層往往不致密，使用中存在涂層開裂及剝落現(xiàn)象，因此，粉料配方及噴涂工藝還有待改進(jìn)。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 為延長(zhǎng)機(jī)械密封使用壽命應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ①在密封腔中建立適宜的工作環(huán)境，如有效地控制溫度，排除固體顆粒，在密封端面間形成有效液膜（在必要時(shí)應(yīng)采用雙端面密封和封液）； ②滿足密封的技術(shù)規(guī)范要求； ③采用具有剛性殼體、剛性軸、高質(zhì)量支撐系統(tǒng)的機(jī)泵。JB/T — 1999《 機(jī)械密封技術(shù)條件 》 規(guī)定：以清水為介質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，運(yùn)轉(zhuǎn) 100h軟質(zhì)材料的密封環(huán)磨損量不大于 。泄漏率的大小取決于許多因素，其中主要的是密封運(yùn)行時(shí)的摩擦狀態(tài)。產(chǎn)品樣本或選用手冊(cè)中所給出的 pv值一般即為最大允許工況 pv值，該值也是密封技術(shù)水平的體現(xiàn)。 （ 1）對(duì)于外流式單端面機(jī)械密封： 上式仍可用，只是式中的 ?值應(yīng)按下式計(jì)算 2122212beddddAA?????? ? pppppAFp ?? ???????? smescc化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （ 2）雙端面機(jī)械密封 軸向雙端面密封，靠 大氣側(cè) 的密封端面受力情況與內(nèi)