【正文】 絲徑 d及工作圈數(shù) n進行計算，確定結(jié)構(gòu)尺寸并進行強度校核。 彈簧工作壓力 F=k f=G d4f/8 D3 n （ ） 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 機械密封主要參數(shù)的確定 首先有兩個參數(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。（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。 它表示機械密封的實際工作能力， 按下式計算 PcV =Pc Dm n/60 即 PcV =Pc（ D1+D2） n/120 （ ） 許用 PcV值以【 PcV】 表示 ,它是極 限 PcV值 除以安全系數(shù) n 的數(shù)值。設(shè)計時實際 PcV值應(yīng)小于許用 PcV值。 彈簧元件施力到密封端面單位面積上的力，叫做彈簧比壓，單位： N/㎝（或 MPa） ,用 Ps表示，即其計算方法是總的彈簧力除以密封端面的面積。 Ps= Fs ns / A （ ） A=П /4(D22D12) Fs－單個彈簧的彈簧力 ns－彈簧數(shù)量 A－密封端面面積，㎡ 彈簧比壓的作用是當(dāng)介質(zhì)壓力很小或波動時 ，仍能維持一定的端面比壓，使密封端面貼緊，保持密封作用。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)。通常 Ps低壓時選低值，高壓時選高值；對于內(nèi)裝式機械密封取低值，外裝平衡式取高值；高速機械密封取低值，低速則取高值。 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。 當(dāng)忽略輔助密封摩擦（即補償環(huán)上輔助密封處軸向移動的摩擦力）時， Pc等于作用在密封端面單位面積上的閉合力與開啟力（即一般由密封端面間流體液體膜壓力引起的使補 償環(huán)與非補償環(huán)分開的力）之差除以密封端面面積。即 。 Pc=FcFe/A () Fc－閉合力， N Fe－開啟力 ,N A密封端面面積，㎡ 這里有必要介紹一下反壓系數(shù) : 先說所謂反壓就是密封端面間隙內(nèi)液體力圖拉開端面的力 。 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)端面比壓的基本計算公式 圖 32JF內(nèi)裝平 衡型動環(huán)受力情況 Fe液膜壓力產(chǎn)生的開啟力 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 A1 Fs=Ps A Fe=Pλ A 代入式（ ）得 Pc= Ps+P(A1/A)Pλ 即 ： Pc=Ps+P(Kλ ) () 合適的端面比壓是保證機械密封長周期安全運行的重要因素。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啟，保證密封工作地穩(wěn)定性。 為保證機械密封具有長久地使用壽命和 良 好地密封性能，必須選擇合理地端面比壓。端面比壓按下列原則進行選擇 : (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。 (2)端面比壓 Pc一定要大于物料在密封面上的 蒸氣壓 。 (3)端面比壓是決定密封間存在液膜地重要條件，因此一般不宜過大，以避免液膜蒸發(fā)，磨損加劇。從泄漏量角度考慮也不宜過小，易防止密封性能變差。 在泵用機械密封中，對于內(nèi)裝式， Pc一般選取 ～ 。外裝式 Pc一般選取 ～ 。對于粘度大、潤滑性好地介質(zhì)， Pc可適當(dāng)增加，一般選取 ～ 。對易 揮發(fā)、潤滑性差地介質(zhì)取較小的 Pc即 ～ 。 １５ 三、機械密封的失效分析與對策 機械密封的失效實例中，以摩擦副、輔助密封圈引起的失 效所占比例最高。 根據(jù)幾家煉油廠、化工廠泵用機械密封的統(tǒng)計資料表明 ，大約有 47%的泵維修歸因于機械密封；一般來說，軸封（即機械密封）是流體機械的薄弱環(huán)節(jié)，它的失效時造成設(shè)備維修的主要原因。 機械密封在機、泵中均是精密的部件，由于其工作條件惡劣與 隨機失效性，工作壽命較低。引起密封過早失效的因素很多，例如：設(shè)備本身存在的問題、密封設(shè)計和制 造過程中出現(xiàn)的問題、造型或安裝不當(dāng)?shù)?。因此，?yīng)針對具體情況，分析失效原因，采取相應(yīng)的改善措施。 在實際工作當(dāng)中，泄漏是機械密封失效的主要表現(xiàn)形式。重要的是要從泄漏現(xiàn)象分析機械密封產(chǎn)生泄漏的原因。對于外裝式機械密封易于查明其失效原因，而內(nèi)裝式機械密封只能見到泄漏是來自非補償靜止環(huán)的外周或內(nèi)周，這也就對我們的分析和解決帶來一定的困難；由端面不平、端面間存在異物和安裝不正確導(dǎo)致的摩擦副端面之間的泄漏也是不容忽視的。我們要針對不同的情況采取不同且適合的應(yīng)對措施，還有非補償環(huán)密封圈處的泄漏、機體與壓蓋結(jié)合面之間的泄漏 、軸套與軸之間的泄漏 等等。 泄漏也是由于外界的影響以及選擇材料不當(dāng)導(dǎo)致，所以我們還要從摩擦副材料分析故障原因，從組對材料的相容性、耐腐蝕性等角度出發(fā)。通過大量的實驗，以及現(xiàn)場的經(jīng)驗積累等，才能確定摩擦副的優(yōu)化組合。此外，還要通過合理的設(shè)計，才能充分發(fā)揮材料優(yōu)異的性能。還有很多如從失效形式分析故障原因。 １６ 四 、機械密封的現(xiàn)狀與發(fā)展 ，但是發(fā)展速度較快。在機械制造業(yè)中出現(xiàn)了簡單的機械密封。早在 50年代末。蘭州煉油廠就開始研制泵用機械密封的配件， 使用在進口的離心泵上。與此同時，原第一機械工業(yè)部通過機械研究所成立密封研究所，開始系統(tǒng)研究密封裝置。機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。 在 60年代，沈陽水泵廠、上海水泵廠和天津機械密封件廠等相繼開始生產(chǎn)機械密封。 1970年由機械、化工、石油三部聯(lián)合組織，制訂了≤泵用機械密封標準≥，并以部標 JB147275頒布。自 80年代以來，我國主要機械密封制造廠相繼引進了高新的機械密封技術(shù)，使我國機械密封的技術(shù)水平迅速提高。在此期間，初步完成了機械密封的技術(shù)標準體系，對機械密封技術(shù)的發(fā)展起了指導(dǎo)和推 動作用。 機械密封之所以發(fā)展之快，是因為它具有以下特點： (1)密封性好； (2)使用壽命長； (3)無須經(jīng)常調(diào)整； (4)功率損耗??； (5)軸或軸套的表面不易磨損；(6)抗振性強，緩沖性好； (7)性能參數(shù)高，使用范圍廣； (8)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，品種多； (9)裝配稍難，更換不便； (10