【文章內容簡介】 寬度為dr的微小環(huán)帶面積上作用的軸向載荷 這表明運轉初期的端面摩擦功耗比運轉趨于穩(wěn)定后的端面摩擦功耗大。設計時，以其中大者為依據(jù)，即按式79計算端面摩擦功率。 摩擦系數(shù)與許多因素有關，表75列出不同摩擦工況下的f值。對于普通機械密封，當無實驗數(shù)據(jù)時，可取f=。表75機械密封端面摩擦因數(shù)范圍摩擦工況摩擦因數(shù)f干摩擦半干摩擦邊界摩擦半液摩擦全液摩擦～～～～～ 由式713可知，當密封端面尺寸和潤滑狀態(tài)一定的情況下，摩擦功率主要取決于工作條件下的PcV值大小。PcV值越大，端面摩擦損耗的功率也越大。此外，由于端面摩擦功率與摩擦因數(shù)和端面尺寸大小掙正比，因此在PcV值較高的情況下，應將端面寬度設計得窄些，并強化潤滑措施，降低f值。泄漏量 泄漏量是評定密封性能的主要參數(shù)。機械密封的泄漏，除了沿密封端面間隙的泄漏外，其他如輔助密封元件損壞、收縮、變形以及與它接觸的相關零件表面太粗糙等而形成縫隙，或許由于密封環(huán)的壓裝和熱裝工藝有缺陷等也會引起泄漏。但是這些靜（或相對靜止）密封，只要在設計和制造過程中嚴格控制質量，一般比較容易封嚴，因此這里只討論沿徑向通過旋轉環(huán)和靜止環(huán)端面構成的間隙所產生的泄漏。50年代初期，布恩等許多作者，假設機械密封端面完全平行，并遵守流體動力學規(guī)律，由簡化的納維斯托克斯方程導出了流體沿徑向環(huán)形縫隙層流流動，也就是通過密封縫隙的泄漏量公式：對于普通機械密封來說，密封面完全被一層足夠厚的潤滑膜隔開，亦即兩個密封端面根本不接觸的情況幾乎是不存在的。因此在這種情況下，必然相應有很大的泄漏量，尤其是當選用平衡式時，還可能因密封面被推開而完全喪失密封能力。所以流體靜壓型和流體動壓型機械密封比較符合外，對于普通機械密封并不適用。當密封處于邊界摩擦工況時，在密封縫隙中雖然存在液膜，但液膜不一定完整連續(xù)，可能有局部中斷，并且?guī)缀鯖]有壓力，因而也就沒有明顯的粘性力作用效果。由于在整個密封面上存在粗糙不平的不連續(xù)迷宮形凹隙（圖727），當兩個密封環(huán)端面作相對旋轉時，在殘余壓力和離心力（內流式的泄漏方向與離心力方向相反）作用下，液體在兩個密封面上相互接觸的極小的間隙和凹槽間發(fā)生交換，液體從一個空隙轉移到另一個空隙中去，直到液體質點達到縫隙的終端為止。在這種交換流動下，如果密封環(huán)的兩個摩擦面粗糙度彼此相等，則泄漏量和摩擦面的寬度無關，而主要取決于摩擦表面粗糙度Ra，同時還與接觸壓力，滑動速度以及離心力大小和方向密切相關。因此邁耶根據(jù)這個流體交換理論導出了邊界摩擦工況下的泄漏量（cm3/s）公式；式中C2—流通系數(shù)，5102，單位為m/s3/2其余符號意義同前。實際上，機械密封在不同工作條件下或在同一條件下的整個使用過程中，密封縫隙的幾何形狀和摩擦副表面粗糙度Ra都是不斷變化的，因而泄漏量也必然要發(fā)生變化，而且影響泄漏量的因素很多，要想準確地計算泄漏量是非常困難的。因此上述的泄漏量計算公式，只能用來粗略地估算，但是它們提示泄漏量與各種因素的關系以及為減小泄漏量應該采取何種途徑卻有重要的指導意義。為了保證密封具有足夠的壽命，密封面應處于良好的潤滑狀態(tài)。因此必然存在一定程度的泄漏，其最小泄漏量等于密封面潤滑所必須的流量，這種泄漏是為了在密封面間建立合理的潤滑狀態(tài)所付出的代價。所謂“零泄漏”機械密封，實際上也有微量泄漏，只不過泄漏的介質在離開密封面邊緣時，已被摩擦熱蒸發(fā)成氣相而逸出，不易觀察而已。要使機械密封既無內漏又無外漏，呈絕對密封狀態(tài)，這不僅在技術上實現(xiàn)起來很困難，而且從摩擦磨損的觀點來看也是不合理的。機械密封允許的泄漏量，目前尚無統(tǒng)一標準。機械工業(yè)部曾對離心泵及其他類似旋轉機械的機械密封，當介質為液體時規(guī)定：軸（或軸套）外徑大于50㎜時，平均泄漏來給你不大于5mL/h。軸（或軸套）外徑小于或等于50㎜時，泄漏量不大于3mL/h。機械密封選型參數(shù)機械密封的選型參數(shù)如下：1．輸送介質的物理化學性質，如腐蝕性、固體顆粒含量和大小、密度、粘度、汽化壓力，介質中的氣體含量，以及介質是否易結晶等。2．安裝密封的有效空間(D與L)等。3．工藝參數(shù)(1)密封腔壓力P密封腔壓力指密封腔內的流體壓力，該參數(shù)是密封選用的主要參數(shù)。確定密封腔壓力時，除需要知道泵進口和出口壓力外，還需了解泵的類型和結構。對新采購的泵，最方便、可靠的辦法是向泵制造廠了解密封腔的壓力數(shù)據(jù)；對現(xiàn)場在役設備，確認密封腔壓力最簡單的辦法是在密封腔上裝設壓力表。為方便密封選用，表1給出了供參考的密封腔壓力值Pm。表1不同類型泵的密封腔壓力值Pm(供參考)泵的類型估算公式后蓋板帶背葉片、耐磨環(huán)泵出口壓力，下同。190。泵進口壓力，Pd190。Pm=Ps+(PdPs)，式中，Ps后蓋板帶平衡孔Pm=Ps+(PdPs)帶背葉片和平衡孔Pm=Ps后蓋板有耐磨環(huán)，無平衡孔Pm=Ps+開式葉輪，無后蓋板和平衡孔Pm=Ps+C(PdPs)注：C=(最大葉輪直徑),C=(最小葉輪直徑)后蓋板無耐磨環(huán)，無平衡孔Pm=Ps（大部分立式泵均如此）雙吸泵Pm=Ps多級泵根據(jù)平衡管、平衡盤和平衡鼓的布置來分析，密封腔壓力有時等于進口壓力，有時是某一中間級出口壓力，有時是泵的出口壓力(2)流體溫度T指密封腔內的流體溫度。(3)密封圓周速度V指密封處軸的周向速度，按下式計算。V=πnd/60式中軸徑，m；190。d泵軸轉速，r/min。190。n三、機械密封型式的確定推壓型密封：指輔助密封沿軸或軸套機械推壓來補償密封面磨損的機械密封，通常就是指彈簧壓緊式密封。非推壓型密封：輔助密封固定在軸上的機械密封，通常為波紋管密封。推壓型密封和非推壓型密封特點的比較見表2。表2推壓型密封和非推壓型密封特點的比較推壓型密封非推壓型密封壓縮單元單彈簧或多彈簧金屬波紋管或橡膠波紋管軸的輔助密封動態(tài)靜態(tài)商業(yè)用尺寸范圍13～508mm18～305mm溫度范圍268℃～232℃268℃～427℃壓力范圍特點尺寸范圍大高壓適宜于特殊設計適宜于采用特殊金屬零部件少固有的平衡型結構靜環(huán)磨損后，動環(huán)能自由前移高溫價格一般較低一般較高密封腔中的壓力作用在動環(huán)上形成了閉合力，端面間的液膜形成開啟力。載荷系數(shù)K1，密封為非平衡型密封。一般非平衡型只能用于低壓。當壓力大于一定的限度，密封面間的液膜就會被擠出。在喪失液膜潤滑及高負荷的作用下，密封端面會很快損壞。非平衡型密封不能平衡液體對端面的作用，端面比壓隨流體壓力的上升而上升。載荷系數(shù)K1，密封為平衡型密封。內裝式密封軸上的臺階使密封端面延徑向內移但不減少密封面的寬度。密封的開啟力不變，但由于動環(huán)有較大的面積暴露在液體中，因此，閉合力被平衡了相當一部分。外裝式密封的平衡方法除作用力方向恰好相反外，其余與內裝式密封相同。在這種情況下，要增加閉合力中的液壓的份額，以抵銷密封端面間液膜的開啟力。平衡型密封能部分平衡液體對端面的作用，端面比壓隨流體壓力的上升而緩慢上升。一般非平衡型只能用于低壓，但對潤滑性能差，低沸點，易汽化介質及高速工況，即使在低壓下，也應選用平衡型密封。因為對于非平衡型密封，當密封腔壓力上升時，會將密封端面間的液膜擠出，使密封面很快損壞。平衡型密封能用于各種壓力場合。API682中規(guī)定除無壓雙重密封的外側密封允許采用非平衡型密封外，其余都應是平衡型密封。、無壓雙重密封和有壓雙重密封單端面密封：只有一對摩擦副，結構簡單，制造、拆裝容易，一般只需設置沖洗系