【正文】 在此向指導(dǎo)老師的細(xì)心關(guān)懷和耐心指導(dǎo)表示誠(chéng)摯 和衷心的感謝！在完成論文工作中，北京巡航高科技有限公司為我的課題研究提供了豐富的資源和良好的條件使我順利的完成了論文工作。高利軍老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，工作認(rèn)真、精湛的教學(xué)態(tài)度給我們樹(shù)立了學(xué)習(xí)的榜樣。 任何一種結(jié)構(gòu)形式的機(jī)械密封都有其優(yōu)點(diǎn)，但也不可避免的存在一些局限性，怎樣揚(yáng)長(zhǎng)避短，這才是生產(chǎn)者和使用者所應(yīng)該認(rèn)真考慮的問(wèn)題。如：集裝式密封，它的密封件、軸套與壓蓋在安裝前集裝在一起，便于檢查裝配質(zhì)量，只需擰緊壓蓋螺栓即可。我們要在不斷的設(shè)計(jì)及學(xué)習(xí)中不斷的開(kāi)發(fā)研制具有新型特性且可靠性高的機(jī)械密封。而在設(shè)計(jì)時(shí)，不僅數(shù)值參數(shù)要選取的適當(dāng)，更重要的是 與其相關(guān)的其他一些設(shè)備或構(gòu)件，即： 1)主機(jī)類型及明確需要密封的部位； 2)介質(zhì)壓力、溫度和軸的轉(zhuǎn)速； 3)密封部位的結(jié)構(gòu)； 4)冷卻水溫度的考慮等。因旋轉(zhuǎn)式機(jī)封的補(bǔ)償組件處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，導(dǎo)致高速下的圓柱彈簧因離心力而失效。 f=（ a－ b）／ a＝ １９ 6)在泵用機(jī)械密封中， 32JF的端面比壓 Pc0，且內(nèi)裝式的它取 Pc=，易防止密封性能變差。 n/120 = 102 （ 5＋ 11） 7800／ 120=104 5)彈簧比壓 Ps，它是彈簧施力到密封端面單位面積上的力： Ps= Fs n/60 =Pc 3)密封端面直徑確定：對(duì)于 32JF內(nèi)裝型密封 K=A/ A1=( D22D12) /( D22d12)= 當(dāng) K=， b=3mm， Dd=2mm（靜環(huán)與軸），動(dòng)環(huán)與軸取 已確定，則 D1= 4bk+4d1218b2k(1k) /2 = 4 3 ＋ 4 32218 9 /2=45mm D2 =D1+2b =45＋ 2 3＝ 51mm 4)PcV值代表機(jī)械密封的實(shí)際工作能力， PcV =Pc在 32JF密封組件中，根據(jù)上圖 ， D為靜環(huán)座內(nèi)徑， Dd=2mm為軸與靜環(huán)的間隙。靜環(huán)（石墨）、動(dòng)環(huán)（ YG6）為一軟一硬材料，硬環(huán)端面的寬度比軟環(huán)大 13mm， 32JF的端面寬度可查“泵用機(jī)械密封”得 b=3mm。我選擇不銹鋼 (1Cr18NI9Ti)。材料選擇用聚四氟乙烯，具有較好的氣密性、耐高溫、耐壓耐腐蝕，因而被廣泛使用。靜環(huán)材料我選擇的是呋喃樹(shù)脂，考慮到工況參數(shù)的特性，要滿足機(jī)械強(qiáng)度高，減少氣孔率大的要求。動(dòng)環(huán)的材料我選擇 YG6，靜環(huán)安裝在泵的壓蓋上與 動(dòng)環(huán)組成密封端面來(lái)防止介質(zhì)泄漏。 32JF的工作參數(shù)及密封指標(biāo)如下： 被密封的介質(zhì)：丙烯、液化氣 介質(zhì)壓力： 泄漏量： 10mm/h 轉(zhuǎn) 數(shù)： 7800r/min 使用壽命：一年以上 軸 頸： 32mm 根據(jù)已知的設(shè)計(jì)條件進(jìn)行機(jī)械密封設(shè)計(jì)： 1)根據(jù)上述 32JF的工況參數(shù)及高速機(jī)械密封的特點(diǎn)，確定 32JF高速機(jī)械密封為單端面、內(nèi)裝、靜止式、平衡且多彈簧結(jié)構(gòu)，圖中非補(bǔ)償型動(dòng)環(huán) 緊固在軸上，并用軸套壓緊，動(dòng)環(huán)將不能進(jìn)行浮動(dòng)。 (6)在經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面，現(xiàn)有機(jī)械密封的售價(jià)很高，因此應(yīng)設(shè)法降低成本。而如何提高其性能成了當(dāng)前難 解決的問(wèn)題。 (3)關(guān)于 PV值，在現(xiàn)有的材料基礎(chǔ)上，可以提高機(jī)械密封的使用 PV值，來(lái)減少泄漏，進(jìn)一步提高工作穩(wěn)定性。需要研制出軸向尺寸短，使用參數(shù)高的雙端面機(jī)械密封。而當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)械密封技術(shù)的發(fā)展有以下要求： (1)關(guān)于基礎(chǔ)理論研究方面，端面的熱變形和 機(jī)械變形對(duì)摩擦工況的影響；端面的溫度分析；密封組件的動(dòng)力學(xué)特性，有必要把各種情況進(jìn)行綜合和切合實(shí)際的考慮。 ，在機(jī)械密封領(lǐng)域需進(jìn)一步研究怎樣去提高機(jī)械密封的性能，可靠性和壽命。在此期間，初步完成了機(jī)械密封的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，對(duì)機(jī)械密封技術(shù)的發(fā)展起了指導(dǎo)和推 動(dòng)作用。 1970年由機(jī)械、化工、石油三部聯(lián)合組織，制訂了≤泵用機(jī)械密封標(biāo)準(zhǔn)≥，并以部標(biāo) JB147275頒布。機(jī)械密封是重要的基礎(chǔ)件，它性能的好壞決定著泵性能的優(yōu)劣。蘭州煉油廠就開(kāi)始研制泵用機(jī)械密封的配件， 使用在進(jìn)口的離心泵上。在機(jī)械制造業(yè)中出現(xiàn)了簡(jiǎn)單的機(jī)械密封。還有很多如從失效形式分析故障原因。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，以及現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)積累等，才能確定摩擦副的優(yōu)化組合。我們要針對(duì)不同的情況采取不同且適合的應(yīng)對(duì)措施，還有非補(bǔ)償環(huán)密封圈處的泄漏、機(jī)體與壓蓋結(jié)合面之間的泄漏 、軸套與軸之間的泄漏 等等。重要的是要從泄漏現(xiàn)象分析機(jī)械密封產(chǎn)生泄漏的原因。因此，應(yīng)針對(duì)具體情況，分析失效原因，采取相應(yīng)的改善措施。 機(jī)械密封在機(jī)、泵中均是精密的部件，由于其工作條件惡劣與 隨機(jī)失效性，工作壽命較低。 １５ 三、機(jī)械密封的失效分析與對(duì)策 機(jī)械密封的失效實(shí)例中，以摩擦副、輔助密封圈引起的失 效所占比例最高。對(duì)于粘度大、潤(rùn)滑性好地介質(zhì)， Pc可適當(dāng)增加，一般選取 ～ 。 在泵用機(jī)械密封中，對(duì)于內(nèi)裝式， Pc一般選取 ～ 。 (3)端面比壓是決定密封間存在液膜地重要條件，因此一般不宜過(guò)大，以避免液膜蒸發(fā)，磨損加劇。端面比壓按下列原則進(jìn)行選擇 : (1)為使密封面始終緊密地貼合，端面比壓一定為正值，即 Pc﹥ 0。端面比壓要適當(dāng)?shù)拇笥诿芊舛嗣骈g的液膜壓力，使密封良好地貼合，避免工作中密封面開(kāi)啟，保證密封工作地穩(wěn)定性。 A 代入式（ ）得 Pc= Ps+P(A1/A)P A Fe=P 密封間隙中液體的平均壓力 Pm和介質(zhì)壓力 P之比稱為反壓系數(shù) ,用λ表示 ,即 λ =Pm/P () 下面以我廠生產(chǎn)的 32JF為例推導(dǎo)端面比壓的基本計(jì)算公式 圖 32JF內(nèi)裝平 衡型動(dòng)環(huán)受力情況 Fe液膜壓力產(chǎn)生的開(kāi)啟力 D1密封端面外徑 Fp介質(zhì)壓力引起的閉合力 D2密封端面內(nèi)徑 Fs彈簧壓力引起的閉合力 d1軸套外徑 則作用在密封端面上的合力 ： F=Fp+FsFe () 把式（ ） 代入式（ ） 得 : Pc= Fp+FsFe/A () 再由 A1=П /4(D22d12) １４ Fp=P即 。 １３ 作用在密封端面單位面上凈剩的閉合力，叫做端面比壓，用 Pc表示，單位； MPa。彈簧比壓 Ps與密封介質(zhì)壓力、零件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)型式以及密封端面的平均線速度等因素有關(guān)。 Ps= Fs設(shè)計(jì)時(shí)實(shí)際 PcV值應(yīng)小于許用 PcV值。（ D1+D2） Dm（假設(shè)端面間隙的壓力按直線分布 ） 密封間隙中液體的平均壓力 Pm和介質(zhì)壓 力 P之比稱為反壓系數(shù)，用 λ 表示，即 λ =Pm/P (2)PcV值：是密封端面比壓 Pc與密封端面平均線速度 V（ m/s）的乘積。 D3 f=G其設(shè)計(jì)計(jì)算通常是根據(jù)選定的彈簧比壓 Pc 和密封端面接觸面積 A來(lái)計(jì)算彈簧的工作載荷 F2，再根據(jù)選定的彈簧材料及假定的彈簧中徑 D彈簧絲徑 d及工作圈數(shù) n進(jìn)行計(jì)算，確定結(jié)構(gòu)尺寸并進(jìn)行強(qiáng)度校核。與一般彈 簧比較其特點(diǎn)是節(jié)距大 、 圈數(shù)少。 １２ 當(dāng)密封端面磨損時(shí)，由于壓縮彈簧伸長(zhǎng)，使補(bǔ)償環(huán)產(chǎn)生軸向移動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，此時(shí)彈簧力下將。 O形圈的壓縮量一定要掌握適當(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?？紤]橡膠 O 形圈與聚四氟乙烯V形圈的互換性，在設(shè)計(jì)時(shí)取相同的公稱尺寸。對(duì)于 32JF 內(nèi)裝型密封 ： K=載荷面積 /接觸面積 =A/ A1 = (D22D12)/(