目前機(jī)械密封在各行各業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛,而隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的提高和節(jié)約能源的要求,機(jī)械密封的應(yīng)用前景將更加廣泛。
1 機(jī)械密封原理及結(jié)構(gòu)
機(jī)械密封又稱端面密封(Mechanical Seal),是旋轉(zhuǎn)軸用動(dòng)密封。是靠一對或數(shù)對垂直于軸作相對滑動(dòng)的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達(dá)到阻漏的軸封裝置。即:有一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面, 該端面在流體壓力及補(bǔ)償機(jī)械外彈力的作用下, 依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合, 并相對滑動(dòng), 從而防止流體泄漏。
常用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)由靜止環(huán)(靜環(huán))、旋轉(zhuǎn)環(huán)(動(dòng)環(huán))、彈性元件、彈簧座、緊定螺釘、旋轉(zhuǎn)環(huán)輔助密封圈和靜止環(huán)輔助密封圈等元件組成,防轉(zhuǎn)銷固定在壓蓋上以防止靜止環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)往往還可根據(jù)它們是否具有軸向補(bǔ)償能力而稱為補(bǔ)償環(huán)或非補(bǔ)償還。
機(jī)械密封中流體可能泄漏的途徑有A、B、C、D四個(gè)通道。C、D泄漏通道分別是靜止環(huán)與壓蓋、壓蓋與殼體之間的密封,二者均屬靜密封。B通道是旋轉(zhuǎn)環(huán)與軸之間的密封,當(dāng)端面摩擦磨損后,它僅僅能追隨補(bǔ)償環(huán)沿軸向作微量的移動(dòng),實(shí)際上仍然是一個(gè)相對靜密封。因此,這些泄漏通道相對來說比較容易封堵。靜密封元件最常用的有橡膠O形圈或聚四氟乙烯V形圈,而作為補(bǔ)償環(huán)的旋轉(zhuǎn)環(huán)或靜止環(huán)輔助密封,有時(shí)采用兼?zhèn)鋸椥栽δ艿南鹉z、聚四氟乙烯或金屬波紋管的結(jié)構(gòu)。A通道則是旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)的端面彼此貼合作相對滑動(dòng)的動(dòng)密封,它是機(jī)械密封裝置中的主密封,也是決定機(jī)械密封性能和壽命的關(guān)鍵。因此,對密封端面的加工要求很高,同時(shí)為了使密封端面間保持必要的潤滑液膜,必須嚴(yán)格腔制端面上的單位面積壓力,壓力過大,不易形成穩(wěn)定的潤滑液膜,會(huì)加速端面的磨損;壓力過小,泄漏量增加。所以,要獲得良好的密封性能又有足夠壽命,在設(shè)計(jì)和安裝機(jī)械密封時(shí),一定要保證端面單位面積壓力值在最適當(dāng)?shù)姆秶?nbsp;
2 機(jī)械密封材料
根據(jù)統(tǒng)計(jì),機(jī)械密封的泄露大約有80%~95%是由于密封端面,摩擦副造成的。除了要保持密封面平行之外,主要是摩擦副的材料問題。
摩擦材料應(yīng)具備下列條件:機(jī)械強(qiáng)度高,能耐壓和耐壓力變形;具有耐干磨性,耐高載荷性,自潤滑性好;配對材料的磨合性好,無過大的磨損和對偶腐蝕; 耐磨性好,壽命長;導(dǎo)熱性和散熱性好;耐高溫性好;抗熱裂性好;耐腐蝕性強(qiáng);線膨脹系數(shù)小 ;切削加工性好,成型性能好;氣密性好; 密度小,能耐熱變形和尺寸穩(wěn)定性好。