杜（dù）豔峰

目前機械密封在各行各業（yè）中的應用非常廣泛，而隨著產品技術水平的提高和節約能源的要求（qiú），機械密封的應用前景將更加廣泛。 

1　機械密封原理及結構 

機械密封又稱端麵密封(Mechanical Seal)，是（shì）旋轉軸用動密封。是靠一對或數對（duì）垂直於（yú）軸作相（xiàng）對滑動的端麵在流體壓力和補償機構的彈力(或磁（cí）力)作用下保持貼合並配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。即:有一對垂（chuí）直於旋（xuán）轉軸線的端麵， 該（gāi）端麵在流體壓（yā）力及補償（cháng）機械外彈力的作用下， 依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合， 並相對（duì）滑動， 從而防止流體泄漏。 

常用機械密封結構由靜止環(靜環)、旋轉環(動環)、彈性元件、彈簧座、緊定螺釘、旋轉環輔助密封圈和靜止環輔助密封圈等元件組成（chéng），防轉銷（xiāo）固定在壓蓋上（shàng）以防止靜止環轉動。旋轉環和靜止環往往還可根據它們是否具有軸向補償能力而稱為補償環或非補償還。 

機械密封中流體可能泄漏的途徑有A、B、C、D四個通（tōng）道（dào）。C、D泄漏通道分別（bié）是靜止環（huán）與壓蓋、壓蓋與殼體之間的密封，二者均屬靜密（mì）封。B通（tōng）道是旋轉環與軸之間的密封，當端麵摩（mó）擦（cā）磨損後，它僅僅能（néng）追隨補償環沿軸向（xiàng）作微量的移動，實際（jì）上仍然是（shì）一個相對靜密封。因此，這些泄漏（lòu）通道相對來說比較容易封堵。靜密封元件Z常用的有橡膠O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作為（wéi）補償環的旋轉環或靜止環輔（fǔ）助密封，有時采用（yòng）兼備彈性元件（jiàn）功能的橡（xiàng）膠、聚四氟乙烯或金屬波（bō）紋管的結構（gòu）。A通道則是旋轉環與靜止環的端麵彼此貼合作（zuò）相對滑動的動密封，它是機械密封裝置中的主密封，也是（shì）決（jué）定機械（xiè）密封性能和壽命的（de）關鍵。因此（cǐ），對密封端麵的加（jiā）工要求很高，同（tóng）時為了使密封端麵間保持必要（yào）的潤滑（huá）液膜，必（bì）須嚴格腔製端麵上的單位麵積壓力，壓力過大，不易（yì）形成穩定（dìng）的潤滑液膜，會加速端麵的磨損;壓力過小，泄漏量增加。所以，要獲（huò）得良（liáng）好的密封性能又有足夠壽命，在設計和（hé）安裝機械密封時，一定要保證端麵單位麵（miàn）積壓力值在Z適當的範圍。 

2　機械（xiè）密封材料（liào） 

根據統計，機械密封的泄露（lù）大約有80%～95%是由於密（mì）封端麵，摩擦（cā）副造成的。除了要保持密封麵平行之外，主要是摩擦副的材料問題。 

摩擦材料應具備下列條件:機（jī）械強度高，能（néng）耐壓和耐壓力變形（xíng）;具有耐幹磨性，耐高（gāo）載荷性，自潤滑性好（hǎo）;配對材料的磨合性好，無過大的磨損和（hé）對偶腐蝕; 耐磨性好，壽（shòu）命長;導熱性和散熱性好;耐（nài）高溫性（xìng）好;抗熱裂性好;耐腐蝕性強;線膨脹係數（shù）小 ;切（qiē）削加工性好，成型性能好;氣密性（xìng）好; 密度小，能（néng）耐熱變（biàn）形和尺寸穩定性好。 

3　機械密封的（de）失效 

機械密（mì）封性能可靠，泄漏量小，使用壽命長，功耗低，毋須經常維修，且能適應於生產過程自動（dòng）化和高溫、低溫、高壓、真空、高速以（yǐ）及各種強腐蝕性介質、含固體顆粒（lì）介質等苛刻工況的密封要求。但是機械密封還是（shì）有失效的時候，歸納其失效原因有以下幾點:(1)軸套與軸間的密（mì）封(2)動環與軸套（tào）間的密封(3)動、靜（jìng）環間密封(4)對靜環與靜環座間的（de）密封(5)密封端（duān）蓋與泵體間（jiān）的密（mì）封。其中磨損是機械密封經常發生的（de）一種失效形式。對於接觸（chù）式（shì）機械密封，掌握磨（mó）損規律，預計磨（mó）損率，設法延長耐磨壽（shòu）命乃是一個重要問題。磨損（sǔn）的主要形式及其轉（zhuǎn）化，摩擦表麵上可能出（chū）現的主要磨損形式有:粘著磨損，磨（mó）料磨損，疲勞磨損，微（wēi）動（dòng）磨損和腐蝕磨損。 

3.1 粘著（zhe）磨損 

由於表麵上存在著粗糙的微凸體，表麵間的接觸（chù）發生在分散的微凸體（tǐ）處（chù）。磨擦時接觸點處發生變形，潤滑膜以及（jí）表麵膜破裂時會出現金屬間的直接接觸，連接點不斷被剪切斷，同時又產生新的（de）連接點（diǎn）。如果剪切發生在結點界麵上，則兩表麵沒有磨（mó）損;如果剪切發生在（zài）金屬內部，則會出現表（biǎo）麵間金屬的轉移，表麵受（shòu）到破壞和磨損。金屬的轉移現象是粘著（zhe）磨損的主要特點。 

3.2 疲勞磨損 

疲勞磨損過程可認為由三（sān）個發展階段組成:一是表麵的相互作用;二是在摩（mó）擦力的（de）影響下，接觸材料表（biǎo）層性質（zhì）的變化;三（sān）是表麵的破壞和磨（mó）損微粒的脫落。 

4　機械密封特點 

機械密封（fēng）有什麽樣的特點，機械密封的主要特點就是（shì）防止泄露! 

4.1 泄漏量可（kě）以（yǐ）限製到很小 

主要主密封麵的表麵粗（cū）糙度和平直度能保證達到要求，隻要（yào）材料（liào）耐磨性好，機械密封可以達到很少泄漏量，甚至肉眼看不見泄漏。密封介質為液體時，泄（xiè）漏量通常為3ML/h以下，但對於特殊情況以及密封（fēng）介質為氣體時（shí）不受此限。煤油試驗台泄漏量不超過20ml/h;常溫（wēn）清水試驗，軸外徑大於50mm時平均泄漏量不（bú）超過5ml/h，軸外徑不大於50mm時平均泄漏量不超過3ml/h。 

4.2 壽命長 

在機械密封中，主要磨損部分是密封摩擦副端麵。因為密封端麵的磨損量在正常工作條件下不大，一般（bān）可以連（lián）續使用1-2年，個（gè）別（bié）場合也有用到5-10年。 

4.3 運轉（zhuǎn）中不用調整（zhěng） 

由於機械密封靠彈簧力和流體（tǐ）壓力使摩擦副貼（tiē）合，在運轉中自動保（bǎo）持接觸，裝配後就不用像普通軟填料那樣需調整壓緊。 

5　機械密封衝（chōng）洗 

衝洗的目的在（zài）於防止雜質（zhì）集（jí）積，防止氣囊形成，保持和（hé）改善潤滑等（děng），當衝（chōng）洗（xǐ）液（yè）溫度較低時，兼有（yǒu）冷卻作用。衝（chōng）洗的（de）方式主要有兩種:一是內衝洗;二是外衝（chōng）洗。而內衝洗又分為正衝（chōng）洗，反衝洗，全衝洗。外衝洗（xǐ）液壓力應比被（bèi）密封介質大0.05-0.1MPa，適用於介質為高溫或固體顆粒的場合（hé）。衝洗液（yè）的流量應保證帶走熱量，還需（xū）滿足衝洗的需要，不會產生對（duì）密封件的衝蝕。為此（cǐ），需控製密封腔的壓力和衝洗的流速，一（yī）般清潔衝洗液的流速應小於5m/s，含有顆粒的漿狀（zhuàng）液體須小於3m/s，一般取0.05-0.1MPa，對（duì）雙端麵機械密（mì）封可取0.1-0.2MPa。 

6　機械密封安裝、使用技術要領 

設備轉軸的徑（jìng）向跳動應≤0.04毫米，軸向竄動量不允許（xǔ）大於0.1毫米;設備的密封部位在安裝時應保持清潔，密封零件應（yīng）進行清洗，密封端麵完好（hǎo）無損，防（fáng）止雜質和灰塵帶入密封部（bù）位;在安裝過程中（zhōng）嚴禁碰擊、敲打，以免使（shǐ）機械密（mì）封摩擦付破（pò）損而密封失效;安裝時（shí）在與密封（fēng）相接觸的表麵應塗一層清潔的機械油，以便能順利安裝;安裝（zhuāng）靜環壓蓋時，擰緊螺絲必須受力均勻，保證靜環端（duān）麵與軸心線的垂直要求;安裝（zhuāng）後用（yòng）手推動（dòng）動環，能使動環在（zài）軸上靈活移動，並有一定彈性;安裝後用手盤動轉軸、轉軸應無輕重感覺;設備在運轉前（qián）必須充滿介質（zhì），以防止幹摩擦（cā）而使密封失效;安裝時在與密封相接觸的（de）表麵應塗一層清潔的機械油，要特別注意機械油的選擇對於不同的輔助密封材質，避免造（zào）成O型圈侵油膨脹或加速老化，造成密封（fēng）提前失（shī）效。 

7　結（jié）束語 

 在設計機械密封時，不僅要考慮機械密封本身的影響因素，而且要考慮機械密封外部的各種影響因素。在（zài）實際工作中要注意以（yǐ）下幾個問題:分析機械密封的質量事故的（de）原因時，要充分考慮到機（jī）械的其它零部件對機械密封運行的（de）影響，采取措施不斷提高機械密封的效果（guǒ）。對重要機械（xiè）產品的機械密封，要增加保（bǎo）護措施（shī），提高密封質（zhì）量（liàng），減少密封質（zhì）量（liàng）事故。在機械產品的設計過程中要充分考慮到機械（xiè）其它零部（bù）件以及（jí）現場其它設備對（duì）機械密封的（de）使用效果的影響，為機械密封創造（zào）一個良好的外部條件。增加對機械密封輔助係統的重要作用的認識，盡可能（néng）配備完善（shàn）的機械密封輔助係統，以提高密封效果。 

（來源：中國新技術新產品）