【正文】 ② 加強冷卻與潤滑，降低 PcV值，減少摩擦熱，使端面液膜不汽化。密封腔與大氣隔絕能減少冷損，提高泵的效率和抗蝕性能，防止摩擦面上產(chǎn)生水結(jié)冰，加速端面的磨損。 ① 高溫介質(zhì)不但不能帶走端面摩擦熱，還可能對密封環(huán)起加熱作用，使密封端面溫度過高，造成端面液膜汽化，出現(xiàn)干摩擦；密封環(huán)還可能發(fā)生熱變形和熱裂。 (4)內(nèi)沖洗 69 端面直接冷卻 在密封腔內(nèi)的一段軸上裝上小型動力元件（圖 325），使密封腔內(nèi)介質(zhì)進行局部循環(huán)，或在旋轉(zhuǎn)環(huán)外周開槽同樣能直到泵送作用。 假設(shè)端面比壓是均布的，則摩擦熱 第四節(jié) 冷卻、沖洗與安裝、使用 VAfPQc?63 熱量的傳遞有三種方式：對流、間壁導(dǎo)熱、輻射。當 P介 ＞ ~，需采用部分平衡型。忽略壓力對潤滑油的影響，同時假設(shè)：潤滑油沿 Z向沒有流動；潤滑油的流動是層流流動；油與工作表面吸附牢固，表面油分子隨工作表面一同運動或靜止；不計油的慣性和重力的影響，認為潤滑油不可壓縮等等。 一般說負荷較輕而且大量生產(chǎn)的密封采用單彈簧為佳，小量生產(chǎn)且在嚴格的條件下使用時，則都采用多彈簧。所以在介質(zhì)無腐蝕以及不影響彈簧機能時，應(yīng)盡可能采用內(nèi)裝式結(jié)構(gòu)。 ：（與軟填料密封比較） 缺點 ① 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對制造加工要求高； ② 安裝與更換比較麻煩，要求工人有一定的安裝技術(shù)水平； ③ 發(fā)生偶然事故時，處理比較困難； ④ 一次性投資高。而靜環(huán)座又與設(shè)備聯(lián)在一起。 再進一步，如果我們把彈簧施加到密封環(huán)帶單位面積上的壓緊力稱為彈簧比壓 ps，那么 ps的作用有兩點：①起動停車或介質(zhì)壓力波動時，使密封面維持足夠的比壓；②克服密封圈與軸的摩擦力，保持動環(huán)沿軸向移動，以補償端面的磨損。 內(nèi)裝式受力情況比較好，剛開車時介質(zhì)壓力較低，由不太大的彈簧力即可對摩擦面構(gòu)成初始的密封，此時因端面比壓較小，容易形成液膜。高轉(zhuǎn)速情況下，彈簧及其它轉(zhuǎn)動零件產(chǎn)生的離心力很大，動平衡要求高，有的介質(zhì)經(jīng)強烈攪拌后易結(jié)晶，對于這種情況宜采用靜止式較適宜。 26 釜用機械密封標準結(jié)構(gòu) 釜用機械密封標準（ HG、 575178至 HG575678）列出了化工反應(yīng)釜攪拌軸用機械密封六種型式共108種規(guī)格，并規(guī)定了密封件的材料級別及主要技術(shù)要求。 二、端面液膜壓力 當密封間隙有較小泄漏時，密封環(huán)內(nèi)外徑處存在壓差，一端是大氣壓，一端是介質(zhì)端，這個壓差促使液體流動，另一方面，液體流過縫隙時要受到密封面的阻礙，壓力將逐步降低。 （ N） —— 由摩擦阻力引起端面比壓增大或減小的值， Pa 59 因此，端面所受凈閉合力為： ??cFspF 1mF fpF 2mF?tF + 60 因此，端面所受凈閉合力為： ??cFspF 1mF fpF 2mF?tF + )(4 2122 ddp s ?? )(4 212 ddp b ?? Ap ?? )(4222 bf ddp ??Ap f?? t ? = [ ] + tfbfbs ppddddppddddpp ????????? ??21222222122212AFc?cP = = 61 tfsc ppkpkpp ?????? )()( ?? 內(nèi)外 tfsc ppkpkpp ?????? )()( ?? 外內(nèi)內(nèi)k2122222dddd b??外k2122212dddd b??即 亦即 式中 = = 62 一、密封環(huán)端面發(fā)熱 機械密封的摩擦副就是動環(huán)和靜環(huán)，其端面貼緊且一個靜止，一個旋轉(zhuǎn)，它們之間存在相對運動，所以會產(chǎn)生摩擦和磨損，同時會伴有熱量的產(chǎn)生。 (3)貫通自沖洗 68 端面直接冷卻 利用其它壓力源將沖洗冷卻液注入密封腔內(nèi)（圖 324， d）。 75 76 第五節(jié) 特殊工況下機械密封的設(shè)計要點 在石油 、 化工生產(chǎn)中 ， 由于所處理的介質(zhì)非常復(fù)雜 ， 介質(zhì)的特性 、 溫度 、 壓力 、 軸徑 、 軸的轉(zhuǎn)速等各有差別 。若把波紋管置于旋轉(zhuǎn)運動中，則會加速疲勞破壞。 高速條件下，由于 PcV值大，摩擦功率消耗以及相應(yīng)產(chǎn)生的摩擦熱也大，易使端面溫度升高，造成液膜汽化出現(xiàn)干摩擦出現(xiàn)干摩擦而加劇磨損。 ② 在結(jié)構(gòu)上我們可采用外裝式結(jié)構(gòu)，但輔助密封彈簧卻無法避免與介質(zhì)接觸。 81 三、高壓與真空 按照密封術(shù)語，壓力在常壓 1MPa稱作低壓；大于 1~3MPa屬于中壓；超過 3~15MPa稱為高壓。 ④ 在腐蝕性介質(zhì)中，高溫會加劇金屬密封件的腐蝕。 71 間接冷卻 冷卻液不直接與密封面接觸，其效果沒有直接冷卻效果好，但對冷卻液要求不高。 對于普通機械密封，泄漏量較小，它帶走的熱量可以忽略，那么摩擦熱主要是由軸導(dǎo)入動靜環(huán)，再由動靜環(huán)傳給周圍介質(zhì)，即： lTAQl?? ?△ T環(huán)端面溫度與周圍介質(zhì)溫度差 l溫度降方向的壁厚，軸向為環(huán)厚 h，徑向為端面寬度 b。 44 3）圓周 速度 當 V﹥ 30m/s時可選用靜止型，即是高速又是高壓力時，可考慮用流體動壓型機械密封。故有一液壓極大值，對應(yīng)該處的液膜厚度為 h0，則流量 00 2139。 雙端面：指在密封機構(gòu)中有兩對摩擦副，且兩對摩擦副處于相同封液壓力下（圖 35）。 P—— 介質(zhì)壓力 Pn—— 彈簧比壓（彈簧施加到密封環(huán)帶單位面積上的壓緊力） 14 AAKdddd eb ????2122222其中： Ae—— 流體介質(zhì)作用的有效載荷面積 A—— 接觸面積（密封環(huán)帶面積） K—— 載荷系數(shù)，動環(huán)的軸向受壓面積與端面接觸面積之比。 外流式：介質(zhì)沿半徑方向從端面內(nèi)周向外泄者稱為外流式。軸旋轉(zhuǎn)時，動環(huán)與軸一起旋轉(zhuǎn)，而靜環(huán)則固定在座架上靜止不動，這樣動環(huán)與靜環(huán)相接觸的環(huán)形密封面阻止了介質(zhì)的泄漏。 加工精度 由于摩擦副的端面要起密封作用，并且摩擦環(huán)要相 互滑動摩擦，故端面的加工精度影響著密封的效果 和使用壽命。但是由于外裝式結(jié)構(gòu)的介質(zhì)作用與彈簧力相反（指常用結(jié)構(gòu)）。因此根據(jù)經(jīng)驗與試驗， β不宜超過 。 23 2） 10 110型機械密封 104為非平衡型， 110為平衡型，也按內(nèi)流骨裝式設(shè)計，與前兩種不同之處在于它們是靠帶耳環(huán)的傳動套傳動。 對于一定的結(jié)構(gòu)尺寸和材料組對的密封， Φ存在著一個臨界值 Φc，如圖 314， Φ﹥ Φc為密封區(qū)， Φ﹤ Φc為泄漏區(qū)。 pApARF djm )( ??? ????4） 補償環(huán)輔助密封與相關(guān)元件表面的摩擦阻力 Ft 其方向與補償環(huán)軸向移動方向相反，補償環(huán)向閉合方向移動時， Ft為負值；反之則為正值。 使端面冷卻的方式主要有三種： 65 端面直接冷卻 將密封介質(zhì)從系統(tǒng)中高于密封腔壓力處引出，通過接管引入密封腔，對于密