機(jī)械密封的設(shè)計(jì)制造與研究畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫吧資料
2025-06-30 18:44本頁面
【正文】 PcV =Pc它表示機(jī)械密封的實(shí)際工作能力，按下式計(jì)算PcV =Pcn （）G：剪切彈性模數(shù) d：彈簧絲徑，㎜ f:壓縮量，㎜ n:彈簧圈數(shù) D：彈簧中徑機(jī)械密封主要參數(shù)的確定 首先有兩個(gè)參數(shù)有必要先介紹一下(1)反壓系數(shù)：所謂反壓就是密封端面間隙內(nèi)液體力圖推開端面的力。d4f/8彈簧工作壓力 F=k機(jī)械密封中用的最多的是圓柱螺旋彈簧。為保證機(jī)械密封在整個(gè)密封期間密封端面的比壓變化不大，始終具有良好的密封性能，則要求彈簧力數(shù)值下降量不超過10～20％，同時(shí)由于機(jī)械密封要求結(jié)構(gòu)緊湊，因此彈簧應(yīng)盡量短?！?。 為保證其密封性能，: O 形圈有關(guān)尺寸壓縮量為(ab)/a。密封圈的內(nèi)徑及斷面公稱尺寸是根據(jù)密封部位的相關(guān)尺寸確定的。用K表示。無論是動環(huán)或是靜環(huán)，與軸的間隙還應(yīng)考慮到機(jī)械密封工作時(shí)熱膨脹系數(shù)不同的影響，在溫度較高時(shí)要進(jìn)行核算，以保證合理的間隙。對于動環(huán)為保證其浮動性,以補(bǔ)償軸與靜環(huán)的偏斜,~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。因?yàn)檩S與靜環(huán)相對運(yùn)動，所以必須留有一定的間隙。端面高度ｈ一值主要從材料的強(qiáng)度、剛度以及耐磨損能力確定，一般取2~3mm,也可由”泵用機(jī)械密封”標(biāo)準(zhǔn)查得。此寬度可根據(jù)密封的型式、材料、軸徑由“泵用機(jī)械密封”標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)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(shí)軟材料的端面寬度為密封端面的寬度b。主要零件的尺寸確定 ： h b d d1 D1 D2 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(gè)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(qiáng)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(xué)中性介質(zhì)中；不銹鋼彈簧適用于強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。機(jī)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(xué)藥品浸蝕的特點(diǎn)。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(diǎn)是摩擦系數(shù)比較大，彈簧向前推進(jìn)時(shí)阻力較大，在高溫時(shí)易產(chǎn)生粘著或老化。具有良好的彈性和一定的強(qiáng)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。機(jī)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(qiáng)度，良好的耐磨性及抗顆粒沖刷性，導(dǎo)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(diǎn)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(dāng)使用溫度≤170℃時(shí)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(jī)械強(qiáng)度低的特點(diǎn)。(5)抗拉強(qiáng)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(shí)，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(shí)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(dǎo)熱系數(shù)?，F(xiàn)介紹幾種常用的摩擦副材料：1) 石墨是機(jī)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(fù)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(shí)，顆粒會在O形圈處堆積，防礙軸向浮動。d包覆形32JF使用的是O形圈，O形圈設(shè)計(jì)、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()。這里只各舉一例說明結(jié)構(gòu)，: a b 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(shí)現(xiàn)。 非補(bǔ)償型靜環(huán)應(yīng)用較多,多用于旋轉(zhuǎn)型密封。當(dāng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在動環(huán)一側(cè)時(shí)，密封端面磨損后，靜環(huán)不能進(jìn)行補(bǔ)償，叫做非補(bǔ)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(shí)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(gè)整體，故不需要?jiǎng)迎h(huán)密封圈。密封端面磨損后，動環(huán)在彈性作用下自動補(bǔ)償，動環(huán)和軸套的密封方式靠輔助密封圈實(shí)現(xiàn)。在靜止型機(jī)械密封中，非補(bǔ)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(jìn)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(jī)械密封的特點(diǎn)”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(biāo)工作參數(shù)： 性能指標(biāo)：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(jì)條件進(jìn)行機(jī)械密封的如下設(shè)計(jì)：主要零件結(jié)構(gòu)型式的確定確定各個(gè)零件結(jié)構(gòu)型式之前首先應(yīng)在了解機(jī)械密封的分類及適用范圍的基礎(chǔ)之上根據(jù)設(shè)計(jì)條件確定機(jī)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(jì)時(shí)應(yīng)注意：(1) 加強(qiáng)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(qiáng)；(4) 選用靜止式機(jī)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(jī)械密封的特點(diǎn) 端面速度超過25m/\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(gè)較理想的機(jī)械密封的工作環(huán)境，可大大提高機(jī)械密封工作的可靠性，延長使用壽命。機(jī)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(jī)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
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