【正文】 D22d12) () 當載荷系數(shù) K，密封端面寬度 b 和動、靜環(huán)內(nèi)徑與軸的間隙確定以后，就可根據(jù)軸（或軸套）直徑，按下列方法計算密封端面直徑（ 參見圖 ） D1 = ( 4bk+4d1218b2k(1k) )/2 () 再由 D2 =D1+2b () 即可求得密封端面外徑 D2。 密封端面直徑 的確定 載荷系數(shù)：密封流體壓力作用在補償環(huán)上（在 32JF中指的 靜 環(huán)），使其對于非補償 環(huán)（ 動 環(huán)）區(qū)域閉合的有效作用面積（載荷面積）與密封環(huán)的 面積之比稱 為載荷系數(shù)。 32JF 中取 的間隙為 。對于動環(huán)為保證其浮動性 ,以補償軸與靜環(huán)的偏斜 ,軸的振動而造成的摩擦副不貼合和比壓不均勻等情況 .一般它與軸的配合間隙依軸徑大小取 ~1mm。在 32JF 密封組件中為靜環(huán)嵌套在靜環(huán)座內(nèi)，所以此處 D 應(yīng)代表靜環(huán)座內(nèi)徑。 間隙 因為軸與靜環(huán)相對運動，所以必須留有一定的間隙。 端面高度 h 端面高度ｈ一值主要從材料的強度、剛度以及耐磨損能力確定，一般取 2~3mm,也可由 ”泵用機械密封 ”標準查得。此寬度可根據(jù)密封的型式、材料、軸徑由“泵用機械密封”標準中查表得到。硬環(huán)端面的寬度應(yīng)比軟環(huán)大 1~3ｍｍ。端 面 寬度 b 在材料強度、剛度足夠的情況下，盡可能取小值。軟材料做窄環(huán)，硬材料做寬環(huán)，使窄環(huán)被均勻的磨損而不嵌入寬環(huán)中去，此時軟材料的端面寬度為密封端面的寬度 b。 １０ 主要零件的尺寸確定 密封端面尺寸的確定 端面寬度 b 具體結(jié)構(gòu)如圖 所示： h b d d1 D1 D2 圖 端面有關(guān)尺寸 b端面寬度 h端面高度 d軸徑 d1軸套直徑 D1密封端面內(nèi) 徑 D2密封端面外徑 密封端面是由動環(huán)、靜環(huán)兩 個零件組成的。在使用參數(shù)較高且有腐蝕性的場合應(yīng)選擇鉻鋼或不銹鋼；對于使用參數(shù)較低、腐蝕性不強的場合，也可采用一般碳鋼材料。磷青銅彈簧在海水、油類介 質(zhì)中使用效果良好；碳素彈簧鋼用在化學中性介質(zhì)中；不銹鋼彈簧適用于強腐蝕性介質(zhì)。 機械密封對彈簧的材料的要求是能耐介質(zhì)的腐蝕和長期工作不降低或失去彈性。主要用于高低溫下的動植物油、礦物油、氧、弱酸和弱堿物質(zhì)的密封。 (3)硅橡膠 硅橡膠是一種線性高 分子彈性體。目前制造密封輔助圈采用的氟橡膠主要是 FPM2602。 (2)氟橡膠 氟橡膠 是氟原子的一種高分子彈 性體，具有耐高溫、耐油、及耐多種化學藥品浸蝕的特點。它也能耐堿和非氧化性稀酸腐蝕，不耐氧化性酸 （如硝酸、鉻酸等）、芳烴、脂、酮、醚、鹵代烴等腐蝕。下面介紹幾種合成橡膠： (1)丁晴橡膠 丁晴橡膠是丁二烯與丙烯的共聚物。其缺點是摩擦系數(shù)比較大，彈簧向前推進時阻力較大，在高溫時易產(chǎn)生粘著或老化。具有良好的彈性和一定的強度，具有較好的氣密性、不透水性耐磨、耐溫、耐壓、耐腐蝕性能，是一種廣為采用的輔助密封圈的材料 。輔助密封材料主要使用各種橡膠、聚四氟乙烯等。在壓縮之后及長期工作中具有較 小的永久變形，在高溫下使用有不粘著性，低溫下不脆硬而失去彈性。 ９ 機械密封的輔助圈包括動環(huán)密封圈和靜環(huán)密封圈。WCCo具有極高的硬度和強 度，良好的耐磨性及抗顆粒沖刷性，導熱率較高線膨脹系數(shù)較低，并且有 一定的耐腐蝕性，能耐一般溫度下的硫酸和氫氟酸以及沸點下的苛性鈉等腐蝕，不耐鹽酸和硝酸。這里的硬質(zhì)合金主要是碳化鎢 (WC)，常用的WCCo為類。 32JF中靜環(huán)即為呋喃樹脂材料。酚醛樹脂耐酸性好，環(huán)氧 樹脂耐堿性好，呋喃樹脂耐酸又耐堿。當使用溫度≤ 170℃時選擇浸漬樹脂；反之，選擇浸漬金屬。選擇合適的浸漬劑非常重要。 然而，石墨存在著氣孔率大，機械強度低的特點。 (5)抗拉強度較低， 屬于一種脆性材料。 (4)極好的自潤滑性。在溫度升高時，其熱變形較小對保持密封端面的平行是非常有利的 (3)良好的耐腐蝕性。因此能及時將產(chǎn)生的摩擦熱散失，從而降低密封端面的溫度，這對提高其可靠性和使用壽命都是非常必要的。 (1)較高的導熱系數(shù)。現(xiàn)介紹幾種常用的摩擦副材料 ： 1)石墨 是機械摩擦副材料中用量大，使用范圍廣的材料之一。此外還有通過堆焊、燒結(jié)、噴涂等表面處理及復合工藝改變或改善金屬材料或摩擦副表面性能來做摩擦副材料的。常用的非金屬材料有：石墨、聚四氟乙烯、酚醛塑料、陶瓷等。但介質(zhì)含顆粒時，顆粒會在 O形圈處堆積，防礙軸向浮 動 。d包覆形 ８ 32JF使用的是 O形圈， O形圈設(shè)計、制造簡單，安裝使用方便。b V形 。密封 圈的種類很多從斷面形狀分類有圓形、方形、 V形、及包覆形密封圈 (如 圖 )。這里只各舉一例說明結(jié)構(gòu)，如圖 : a b 圖 靜環(huán)的結(jié)構(gòu)型式 a為浮動型靜環(huán) ,b為固定型靜環(huán) 動環(huán)和軸（軸套）以及靜環(huán)和壓蓋之間的密封靠輔助密封圈來實現(xiàn)。 非補償型靜環(huán)應(yīng)用較多 ,多用于旋轉(zhuǎn)型密封。當補償機構(gòu)設(shè)計在動環(huán)一側(cè)時，密封端面磨損后，靜環(huán)不能進行補償，叫做非補償型靜環(huán)。彈簧 力可視為不變化密 封可靠、使用壽命長、安裝較方 ７ 便，從而得到廣泛應(yīng)用；輔助密封徑向安裝的動環(huán)靠密封圈的過盈和彈性實現(xiàn)； 第三種動環(huán)是指靠波紋管型密封，將動環(huán)和波紋管制成一個整體，故不需要動環(huán)密封圈。密封端面磨損后，動環(huán)在彈性作用下自動補償，動環(huán)和軸套的密封方式靠輔助密封圈實現(xiàn)。在靜止型機械密封中，非補償型動環(huán)，如 32JF的動環(huán)緊固在軸上，并用軸套壓緊，顯然這種動環(huán)不能進行浮動。 32JF根據(jù)高速泵的工況及 第一章第四節(jié)中 “高速機械密封的特點”確定為單端面、內(nèi)裝、靜止式、平衡、 多彈簧等基本結(jié)構(gòu)內(nèi)容。 32JF的工作參數(shù)及密封的指標 工作參數(shù)： 性能指標： 被密封的介質(zhì)：丙稀、液化氣 泄漏量： 10mm/h 介質(zhì)壓力 : 使用壽命：一年以上 轉(zhuǎn)數(shù)： 7800r/min 溫度：常溫 軸徑： 32mm 這樣就可以根據(jù)已知的設(shè)計條件進行機械密封的如下設(shè)計： 主要零件結(jié)構(gòu)型式的確定 確 定各個零件結(jié)構(gòu)型式之前首先應(yīng)在了解機械密封的分類及適用范圍的基礎(chǔ)之上根據(jù)設(shè)計條件確定機械密封的基本結(jié)構(gòu)。 。 。 。被密封介 質(zhì)的名稱、成分及性質(zhì)。 。因此設(shè)計時應(yīng)注意： (1) 加強對端面的潤滑和冷卻； (2) 選用高 [PcV]的端面材料； (3) 盡量選用較小的端面壓強； (4) 選用靜止式機 封 ,盡量減少旋轉(zhuǎn)零 件，傳動方式不推薦用銷子、鍵等，以減少不平衡力的影響 ； (5) 旋轉(zhuǎn)件應(yīng)盡量采用平衡式或非接觸 式 密封。 高速機械密封的特點 端面速度超過 25m/s 時使用的機械密封為高速機械密封 .密封結(jié)構(gòu)多采用多彈簧 \靜止式 \平衡密封 。僅以溫度控制功能為例，在常溫下采用不同材料制造的密封環(huán)，若溫度超出常溫范圍，就會因溫度升高、熱膨脹不同而影響使用性能。 密封系統(tǒng)通過這些功能，建立一個較理想的機械密封的工作環(huán)境，可大大提高機械密 封工作的可靠性，延長使用壽命。 ５ 機械密封系統(tǒng) 密封系統(tǒng)的功能 在于采用沖洗、循環(huán)、熱對 流等工作方式，控制機械密封的工況參數(shù)，即溫度、壓力、潤滑、腐蝕、結(jié)晶等，以及防止危險介質(zhì)正常泄漏對環(huán)境的污染。 只有接觸式密封才有端面比壓（ Pc=Ps+P（ Kλ）） 。非接觸式機械密封 兩密封端面不接觸