【正文】 60～ 100） 99～ 137 105～ 237 檢測(cè)硬度由大到小 （四）硬質(zhì)合金 WC 2022/8/26 77 （ 2） 抗彎強(qiáng)度高 1400～ 2022N/mm2。 M1： 質(zhì)硬而脆 ， 導(dǎo)熱系數(shù)低 ， 加工困難 。 （ 5） 石墨的抗拉強(qiáng)度較低 ， 抗壓強(qiáng)度較高 ， 屬脆性材料 。 （二）制造摩擦副的常用材料 2022/8/26 72 特點(diǎn) （ 1） 具有較高導(dǎo)熱性 ， (碳導(dǎo)熱系數(shù)為 20~40W/m C)、 106(538176。 高速下對(duì)軸的振動(dòng)、振擺適應(yīng)性強(qiáng)，追隨性好。 （ 2） 鍵＋臺(tái)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 2022/8/26 63 （ 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 2022/8/26 64 （ 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 2022/8/26 65 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 2022/8/26 66 橡膠波紋管：用于中性介質(zhì)：水 、 油 ， 壓力 、 溫度都不高 的場(chǎng)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 )。 C 3Cr13： 10－ 6 1/。 （八）靜環(huán) (不旋轉(zhuǎn) ) 2022/8/26 55 整體式 （ 用同一種材料制造 ） 、組合式（如鑲嵌）、 表面堆焊、表面噴涂 （九）密封環(huán)的種類 2022/8/26 56 （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 。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。 （ 1） 光波的干涉效應(yīng) 根據(jù)波動(dòng)學(xué)原理 ， 兩波產(chǎn)生干涉的條件是： （ a） 兩波在相遇點(diǎn)振向一致 ； （ b） 兩波具有相同的頻率 ； （ c） 兩波在相遇點(diǎn)有固定的周相差 。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 2022/8/26 43 （ 1） 主要決定窄環(huán) （ 軟環(huán) ） 寬度 ， 寬環(huán)外徑 — 窄環(huán)外徑 ≥， 寬環(huán) 內(nèi)徑 ≤窄環(huán)內(nèi)徑－ ； （ 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。 （ 4） 較小的摩擦系數(shù) ， 良好的自潤(rùn)滑性 ， 材料與介質(zhì)有 很好的浸潤(rùn)性短時(shí)間干摩擦 ， 不損傷端面 。 （十四）波紋管機(jī)械密封 2022/8/26 39 將機(jī)械密封、軸套、壓蓋組合成一個(gè)整體。 （九）多彈簧和單彈簧機(jī)械密封 2022/8/26 34 （ 1） 平衡型：載荷系數(shù) K＜ （ 用于高壓場(chǎng)合 ） （ 2）非平衡型：載荷系數(shù) K≥ （ 用于普通壓力場(chǎng)合） （十）平衡型和非平衡型機(jī)械密封 介質(zhì)壓力對(duì) 補(bǔ)償環(huán) 的有效作用 A面積與端面面積 S之比。 （四）輔助設(shè)施 2022/8/26 27 按 使用 條件分類 （ 1） 高速密封 （ ZBJ2200188： 線速度 25～ 100m/s） 和普通密封 （ 2） 高壓和低壓密封 （ 3MPa） （ 3） 高溫 、 常溫和低溫密封 （ 150℃ ） 、 （ 20℃ ） （ 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 (包括易聚合的介質(zhì) ) 通常按 結(jié)構(gòu) 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 2022/8/26 28 （ 1） 旋轉(zhuǎn)式：補(bǔ)償機(jī)構(gòu) （ 彈性元件 ） 隨軸旋轉(zhuǎn) 。 （ 用 于離心泵 、 離心機(jī) 、 反應(yīng)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 。 我國(guó)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 ， 大部分地方已能替代進(jìn)口產(chǎn)品 ， 性能接近國(guó)外產(chǎn)品 。 2022/8/26 23 密封端面：動(dòng)環(huán) 、 靜環(huán) ───摩擦副 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 。 （ 用于溫度 、 壓力較高 ， 腐蝕性不強(qiáng)的場(chǎng)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。 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(rùn)滑、冷卻，選潔凈、潤(rùn)滑性好的封液介質(zhì)。（一般擋塊厚度為彈簧壓縮量，從外部易于觀測(cè)） （十五）集裝式機(jī)械密封 （圖 16） 2022/8/26 40 二、機(jī)械密封的基本零件 （一）對(duì)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。 （ 3） 選導(dǎo)熱性良好材料作動(dòng)環(huán) 。 軸 徑 ≤16 ≤35 ≤55 ≤70 ≤100 ≤120 寬系列 中系列 窄系列 2022/8/26 45 （ １ ） 平面度 ， 硬質(zhì) 粗糙度Ｒａ ≤， 軟質(zhì)Ｒａ ≤，表面不應(yīng)有裂紋 、 劃傷 、 氣孔 、 疏松等缺陷 。 2022/8/26 48 （ 2） 平面度檢測(cè)原理 設(shè)入射角 i=0， e為氣膜厚度 （ 即是被檢測(cè)面上點(diǎn)到平 晶的距離 ） ， λ為光波波長(zhǎng) ， δ為光的波程差 ， 那么 δ=2e＋ λ/2 當(dāng) δ=kλ時(shí) ， 被檢測(cè)面上點(diǎn)變暗； δ=(2k＋ 1)λ/2 ， 被檢測(cè)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(duì)應(yīng)兩點(diǎn)的氣膜厚度差 （ 高度差 ） 為 λ/2， （ 對(duì)于鈉光燈 λ=， λ/2≈） 2022/8/26 49 （ ⅱ ） 相鄰兩條光帶寬 b=λ/2Sinθ， （ θ為空氣膜傾斜角 ） （ ⅲ ）當(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 2022/8/26 50 （ 2）平面度檢測(cè)器（圖 23） 平晶：由派利克斯玻璃 、 熔凝水晶或折射系數(shù)為 玻璃制造 。 ) （ 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 。 缺點(diǎn)： （ ⅰ ） 因過盈接觸不均勻 ， 而產(chǎn)生機(jī)械變形 。 C時(shí) ， 對(duì) YG6/1Cr18Ni9Ti， 過盈量為： δ= Dp（ － ） 10－ 6 （ 300－ 20） = 10－ 3 Dp （ 以便記憶 ） （ 3） 長(zhǎng)期放置的鑲嵌環(huán) ， 使用前要檢查平面度； （ 4） 對(duì)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) (4J4 鈦合金 )， 過盈量可相應(yīng)大一些 。 例： AM350 熱失效：真空爐 850176。 C)、 INCONEL： 10－ 6(176。 2022/8/26 70 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(duì)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 。 （ 2） 具有低的線膨脹系數(shù) （ 2~6 10－ 6/℃ ） ， 是金屬的 1/2~1/4。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。 2022/8/26 75 石墨浸漬劑種類 一般浸漬后 ， 成為不透氣制品 ， 對(duì)導(dǎo)熱性無(wú)明顯影響 ， 但強(qiáng)度 、 硬度有很大提高 。 （ 5）較好的耐腐蝕性，牌號(hào)不同，耐腐蝕性不同。 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(rùn)滑性 ， 組對(duì)性好 ， 化學(xué)穩(wěn)定性 、 耐熱性 、 熱傳導(dǎo)性都 很優(yōu)異 。致密度高達(dá) 97%以上。氣相滲透 SiC與常壓燒結(jié) SiC組對(duì)，可用于高速場(chǎng)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。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。 2022/8/26 84 （ 3） 常壓燒結(jié) Si3N4 性能接近熱壓 Si3N4， 成本高 ， 燒結(jié)時(shí)收縮率大 15~20%， 易引起燒結(jié)變形 。 噴涂陶瓷 用等離子技術(shù)在密封環(huán)端面或軸套表面噴上一層耐磨耐蝕涂層 ， 一般為 Cr2O3涂層 ， 厚 ~。 （ 2） 鈷基 1號(hào)電焊條 TDCoCr1 HRC4045 耐酸性好 氣焊絲 SDCoCr1 HRC4045 耐酸性好 （ 3） 鈷基 2號(hào)電焊條 TDCoCr2 HRC44~48 耐高溫 ， 在高溫下保持高硬度 氣焊絲 SDCoCr2 HRC4650 耐高溫 ， 在高溫下保持高硬度 （七）表面堆焊硬質(zhì)合金 2022/8/26 88 以上堆焊雖具有一定的耐蝕性，但不耐強(qiáng)酸、熱堿的腐 蝕。不 適用于乙烯、芳烴等介質(zhì)。常常加入 10~20%的石墨、玻纖、 青銅粉、 SiO 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。 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 、 鹵代烴等 。 不宜在酮類 、 酯類溶液中使用 ， 壓縮永久變 形大 。 2022/8/26 98 屬于純石墨 ， 無(wú)任何粘結(jié)材料 。 （十三）彈性元件材料 2022/8/26 100 （ 1） AM350沉淀硬化不銹鋼（我國(guó)可用 0Cr17Ni7Al、 0Cr15Ni7Mo2Al、 0Cr17Ni4Cu4Nb（ 鈮）代替），使用溫度 ≤315℃ ，低溫易碎裂，廣泛用于煉油廠。 1Cr13實(shí)際應(yīng)用都是在調(diào)質(zhì)狀態(tài)組織為回火索氏體情況下使用的 ， 3Cr13可以通過高溫淬火后低溫回火得到回火馬氏體 ，其硬度達(dá) HRC58~64,可作摩擦副 。 介質(zhì)及工作條件不好 (腐蝕加磨損 10， 有固體顆粒 6， 抽空 4，密封面結(jié)冰 4， 密封面結(jié)晶 3,粘度太大 2)占 %。 泵的工作情況：工作溫度 、 進(jìn)出口壓力 ， 密封箱中的壓力 、 溫度 ， 采取何種輔助設(shè)施 ， 泵運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng) ， 泵是連續(xù)還是間斷運(yùn)轉(zhuǎn)等 。 先看兩環(huán)后看軸，傷痕裂紋不要漏。 汽蝕：正在運(yùn)轉(zhuǎn)中的泵，由于泵內(nèi)各點(diǎn)壓力及溫度的差異，介質(zhì)中溶解的氣體溢出或介質(zhì)組分的局部汽化，同時(shí)在另外某些處又不斷溶解和凝聚，導(dǎo)致泵內(nèi)產(chǎn)生高速、高壓、高頻的水力沖擊，這叫汽蝕。靜環(huán)采用夾固 式或增加限位壓板。 端面高溫使浸樹脂石墨性能下降 。 2022/8/26 141 （九）石墨環(huán)斷裂 輕烴類介質(zhì) 直徑較大 ， 沒有沖洗等輔助設(shè)施 ， PV值大 ， 摩擦熱不 易散失 ， 密封面間汽化 ， 使石墨環(huán)溫度升高 。 2022/8/26 144 （十一）硬質(zhì)合金表面灼傷和裂紋 2022/8/26 145 密封面上有環(huán)狀溝紋是由于密封表面汽化的結(jié)果（密 封腔中仍為液態(tài)），那么，表面灼傷，產(chǎn)生熱裂紋則是密 封腔中液體已經(jīng)汽化或抽空，即摩擦副屬于干或半干摩擦， 表面溫度急劇升高，摩擦副過熱，一旦液體重新出現(xiàn)，摩 擦副被急劇冷卻，產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力。） （