[科普中國]-單彈簧式機械密封

機械密封

機械密封是一種用于流體旋轉機械的軸向密封裝置， 它一般由四部分組成，即由動環(huán)和靜環(huán)組成的密封端面 （摩擦副）；以彈性元件為主要零件的緩沖補償機構；輔助密封圈；使動環(huán)隨軸旋轉的傳動機構。緩沖補償機構一 般采用彈簧和波紋管兩種形式，其中波紋管可采用橡膠、 聚四氟乙烯和焊接金屬等材料制作，而焊接金屬波紋管機 械密封由于具有極好的浮動性和其它諸多的優(yōu)點，加之微 束弧等離子焊接工藝技術的發(fā)展，日漸顯出了比彈簧式機 械密封更為優(yōu)良的性能，并有逐步取代彈簧式機械密封的趨勢。

單彈簧式機械密封結構只有一個集中大彈簧的機械密封稱為單彈簧式機械密封；有多個點布小彈簧的機械密封稱為多彈簧式機械密封。

單彈簧式機械密封的端面受力不均勻，而且高速下離心力使彈簧偏移或變形，彈簧力不易調節(jié)，軸向尺寸大，因此，它多用于小直徑（軸徑不大于Φ80~150mm）、低速密封；多彈簧點布機械密封的端面受力均勻（可經(jīng)挑選后點布），受離心力影響較小，彈簧力可通過改變彈簧個數(shù)來調節(jié)，因此，它可用于大直徑、高速機械密封。但在腐蝕性介質和有固體顆粒介質的場合下，小彈簧結構會因易腐蝕和堵塞而失效。2

彈簧式機械密封特點彈簧式機械密封在動環(huán)與軸（或軸套）的配合處，安裝有輔助密封圈，此密封圈為動密封圈。對于動密封圈不但 要求有很好浮動性，而且還要求在動環(huán)與軸（或環(huán)與機殼） 之間起密封作用，而這兩者常常有矛盾。如果動密封圈與 軸貼不緊，必然泄漏，故密封圈就要擠的緊一些，而一個被擠的較緊的密封圈，即使彈性極好的材料，其浮動性仍然有限。

因此有動密封圈的機械密封，動密封圈配合尺寸及安裝技術要求較高。此外，動密封圈由于材料老化會失 去彈性，同時沉淀顆粒堵塞也會使動密封圈失去浮動能力，而密封圈材料的耐溫性也限制密封的工作溫度，所有這些都影響了彈簧式機械密封的使用性能。3

改進方法焊接金屬波紋管機械密封在焊接金屬波紋管機械密封中密封環(huán)和波紋管制成 了一體，中間沒有動密封圈，浮動性由波紋管提供。波紋 管不但有較好的軸向浮動性，而且在傾斜方向的浮動性也 很好，這樣就保證了密封面可靠的貼合，顯著地提高了密 封能力，同時也降低了安裝技術要求。焊接金屬波紋管機 械密封由于沒有了動輔助密封圈，這樣就較少了補償機構 的摩擦阻力，改善了追隨行，同時使用溫度也不再受輔助密封圈的限制。實際使用證明，在軸易發(fā)生垂直度偏差的 地方采用波紋管密封后，效果都很好。

注意事項現(xiàn)在越來越多的工礦企業(yè)都看到了焊接金屬波紋管 機械密封的優(yōu)良性能，同時也看到了彈簧式機械密封不可 避免的缺點，已經(jīng)開始用波紋管結構取代彈簧結構，進行 從彈簧向波紋管的改制。下面結合我們在改制時遇到的實 際情況，提出幾點應當注意的事項：

（1）機械密封的使用工況條件工況條件是機械密封改制的基本依據(jù)，它包括：采用何種介質，介質的性質、溫度和壓力，泵軸的轉速，和有無冷卻沖洗裝置等等。

（2）端面比壓的選取端面比壓是機械密封長期安全運行的重要影響因素，必須合理地選取。首先，端面比壓要大于密封端面的液膜反壓力，才能使端面更好的貼合，避免工作中密封面開啟， 保證密封工作的可靠性。但比壓過大會產(chǎn)生過多的熱量， 破壞密封間的液膜，使磨損加劇，功率消耗增大，據(jù)試驗結果和實踐使用證明，端面比壓般取 0.2～0.3 MPa 為宜。

（3）載荷系數(shù)的選取 載荷系數(shù)對機械密封的密封性，使用壽命和可靠性等有很大的影響。從密封性的角度看，希望載荷系數(shù)大一些， 可得到較高的比壓，密封的穩(wěn)定性和可靠性都較好。但是載荷系數(shù)大，產(chǎn)生的摩擦熱多，如不能及時地散去，就會使密封端面的溫度過高，液膜遭到破壞，磨損加劇，使用壽命縮短。一般載荷系數(shù)取0.6～0.85之間較好。

（4）波紋管比壓的選取 波紋管比壓是促使密封端面貼合的重要因素，當泵在停車與啟動時壓力較低，或密封腔中正常工作的壓力低或工作壓力出現(xiàn)較大的波動時，波紋管比壓就成為端面比壓 的主要組成部分。波紋管比壓的大小要根據(jù)密封結構，工作條件和介質性質和載荷系數(shù)等綜合考慮。波紋管比壓大有利于密封端面的貼合，增強密封的穩(wěn)定性，若過大則摩 擦熱量大，功率消耗增加，磨損量大，使用壽命短。波紋 管比壓過小泄漏量大，密封穩(wěn)定性差。對于內裝內流式機械密封波紋管比壓在 0.1～0.25 MPa 之間選取，潤滑性好的介質取上限，反之取下限。對于外裝式機械密封，波紋管比壓是促使密封端面貼合的唯一的力，一般取 0.3～0.7 MPa。3