机械密封结构
机械密封结构范文
机械密封结构范文机械密封结构是一种用于防止流体或气体泄漏的装置，广泛应用于化工、石油、制药、冶金等工业领域。
机械密封结构能够保证设备正常运行，并且在使用寿命期间保持稳定的工作效果。
本文将详细介绍机械密封结构的原理、分类和应用。
机械密封结构的原理主要是利用密封面之间的相对运动形成微小的摩擦力和压力，从而达到密封效果。
密封面通常由固定密封环和活动密封环组成，两者之间通过压紧装置维持一定压力。
在运转过程中，密封面间的摩擦力和压力能够抵抗介质的渗漏，实现泄漏的零值。
根据密封环的材质和结构形式，机械密封结构可以分为多种类型。
其中，最常见的机械密封结构有单端面机械密封、双端面机械密封、伸缩机械密封和旋转式机械密封等。
单端面机械密封适用于低压、低速环境下的密封，主要用于输送气体。
双端面机械密封适用于高速、高压环境下的密封，主要用于泵和压缩机等设备。
伸缩机械密封主要用于受热或冷却后容器的密封，并能够适应温度变化引起的热胀冷缩。
旋转式机械密封则广泛应用于旋转轴或旋转设备的密封，如泵的轴封。
机械密封结构的应用非常广泛。
在化工工业中，机械密封结构主要用于泵、压缩机和搅拌器等设备的密封。
在石油工业中，机械密封结构主要用于输送石油和天然气的管道密封。
在制药工业中，机械密封结构主要用于保护机械设备免受介质污染。
在冶金工业中，机械密封结构主要用于冶炼炉和熔炼炉等高温设备的密封。
为了确保机械密封结构的正常运行，需要注意以下几个方面的问题。
首先，密封环的选材应根据介质的性质来选择，以确保密封性能的稳定性。
其次，压紧装置的设计和调整需要合理，以保证密封面之间的良好接触。
此外，密封面的润滑剂和清洗剂的使用也需要注意，以确保密封环的工作寿命和效果。
最后，需要强调的是机械密封结构的维护和检修工作。
定期检查机械密封结构的使用情况，检查密封环的磨损和泄漏情况，并及时进行调整和更换。
此外，定期清洗和润滑密封面，移除积累的污垢和颗粒物，以保证机械密封结构的正常运行和使用寿命。
机械密封结构
机械密封结构
从结构比较来看，单端面比双端面简单，在制造和装拆上较 容易，因而使用很普遍。双端面因要通入带液体（封液）至 密封腔内起“封堵”和润滑作用，就需另设一套装置。单端 面只适用于一般场合。双端面适用于强腐蚀、主温、带悬浮 颗粒及纤维的介质、气体介质、易燃易爆介质、易挥发粘度 低的介质、高真空、贵重物料及要求介质与空气隔绝且允许 内漏的情况。
机械密封结构
机械密封结构
机械密封结构
机械密封结构
第二节 密封特性与端面液膜承载能力
一、密封特性
1.轴承润滑理论
（1）两平行平板
贴近移动板的油层速度 贴近静止板的油层速度 各油层以不同速度 移动
FX
v
u
y
移动件
O
静止件
Y
油层间剪应力 与速度梯度油层
成正比
此式也称为牛顿粘性液摩擦定律 式中，A——移动板的面积 η——比例常数，即液体的粘度。
内装式受力情况比较好，刚开车时介质压力较低，由不太大 的弹簧力即可对摩擦面构成初始的密封，此时因端面比压较 小，容易形成液膜。内装式端面比压随介质压力增在而增大， 因而增加了密封的可靠性。
一般情况下内装式的介质泄漏方向与离心力方向相反，泄漏情况较外装 式好。所以在介质无腐蚀以及不影响弹簧机能时，应尽可能采用内装式 结构。
机械密封结构
4、单端面、双端面和多端面
按摩擦面对数分为单端面、 双端面和多端面。
单端面：指在密封机构中仅 有一对摩擦副。
双端面：指在密封机构中有 两对摩擦副，且两对摩擦副 处于相同封液压力下（图35）。
密封机构中有两对以上的摩 擦副且密封腔的压力逐渐降 低，根据摩擦副的对数分别 称为双端面、三端面和多端 面。
机械密封结构
机械密封的种类划分
机械密封的种类划分
机械密封是指通过机械装置实现的，用于阻止流体在旋转轴或者固定轴上泄漏的密封装置。
根据不同的结构和工作原理，机械密封可以分为以下几种类型：
1.单端面机械密封：也称为单端面密封，是最常见的一种机械密封。
其结构包括一个旋转环和一个固定环，通过轴向压力和摩擦力来实现密封。
常见的单端面机械密封有填料密封、弹性元件密封和气体密封等。
2.双端面机械密封：也称为双端面密封，是在旋转轴两端都设置密封装置的一种密封形式。
它通常由两个单端面密封组成，通过中间的液体或者气体来实现密封。
双端面机械密封适用于高压、高速、高温和腐蚀性介质等工况。
3.波纹管机械密封：波纹管机械密封利用波纹管的柔性特性，通过波纹管的弹性变形来实现密封。
它具有较好的适应性和自适应性，能够补偿轴向和径向的偏心和振动。
4.磁力密封：磁力密封利用磁力场作用，将旋转轴与固定轴之间形成一个无接触的密封区域，实现无泄漏的密封效果。
磁力密封具有无摩擦、无磨损、无润滑等优点，适用于高速、高温、易燃易爆和有毒有害介质的密封。
5.液体密封：液体密封是通过液体填充密封腔，通过液体的静压力和摩擦力来实现密封。
液体密封适用于高压、高速、高温和腐蚀性介质等工况。
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比较
泄漏量 摩擦功率损失
轴磨损 维护及寿命
高参数
加工及安装
对材料要求
软填料密封
机械密封
180～450械密封为软填料密封的10～50％
有磨损，用久后要更换
几乎无磨损
要经常维护，更换填料，个别情况 每班换一次
寿命很长，很少需要维修
高压、高温、高真空、高转速、大 直径密封不能解决
第三章 机械密封
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第一节 机械密封原理和基本结构型式
一、密封原理和特点
1.结构
（1）组成
1
2 3 4
9
87
65
1-静环座 2-动环辅助密封圈 3-静环辅助密封圈
4-防转销 5-静环 6-动环 7-弹簧 8-弹簧座
9-紧定螺钉
2
（2）固定
1
2
3 4
9
87
65
1-静环座 2-动环辅助密封圈 3-静环辅助密封圈 4-防转销 5-静环 6-动环 7-弹簧 8-弹簧座 9-紧定螺钉
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配对方法： 当介质粘度小，润滑性差时，采用金属配各种非金 属（因为大多数非金属材料都有自润滑作用）；当 介质粘度较大时，采用金属与金属配对。
加工精度 由于摩擦副的端面要起密封作用，并且摩擦环要相 互滑动摩擦，故端面的加工精度影响着密封的效果 和使用寿命。因此，JB4127-85《机械密封技术条 件规定较高。
➢ 紧定螺钉把弹簧固定在轴上 ➢ 静环的周向固定：静环上开槽，
然后通过防转销与静环座固定。 而静环座又与设备联在一起。
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2.密封原理
1
2
3 4
9
87
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1-静环座 2-动环辅助密封圈 3-静环辅助密封圈 4-防转销 5-静环 6-动环 7-弹簧 8-弹簧座 9-紧定螺钉
机械密封的结构特点
机械密封的结构特点机械密封是一种广泛应用于工业设备中的密封装置。
它是通过两个或多个旋转部件之间的接触，以及与静止部件之间的接触，形成密封的隔离层。
下面将介绍机械密封的结构特点。
1.结构简单：机械密封由静止环、旋转环、填料、弹簧等少数部件构成。
这些部件可以根据特定的需求进行组合和更换，使得结构调整简单。
2.密封性能好：机械密封的接触面进行了精细的加工和抛光，可以实现高度密封效果，防止介质泄漏。
它的密封性能可以根据工作条件和要求进行调节和控制。
3.抗冲击和振动能力强：机械密封的设计使得其能够承受较大的冲击和振动。
例如，填料可以提供额外的支撑和缓冲，使得密封面在工作过程中不会受到过大的压力和碰撞。
4.耐高温和压力：机械密封通常采用金属材料和耐高温材料制成，可以在高温和高压环境下工作，确保密封性能不受影响。
5.使用寿命长：机械密封的结构紧凑，密封面经过精细抛光处理，可以延长密封件的使用寿命。
此外，机械密封的部件可以根据需要进行更换和维修，延长设备的使用寿命。
6.简便维护：机械密封的维护相对简单，通常只需要定期润滑和清洁密封面。
在需要更换密封件时，可以部分拆解，减少对设备的影响。
7.适应性广泛：机械密封适用于各种工业设备中，包括泵、压缩机、搅拌器等。
它可以应对不同的工作条件和介质，具有广泛的适应性。
8.可靠性高：机械密封的结构经过长期优化和改进，保证了其可靠性和稳定性。
密封件的设计充分考虑了各种因素，包括温度、压力、转速等，以确保密封效果可靠。
总之，机械密封的结构特点包括简单、密封性能好、抗冲击和振动能力强、耐高温和高压、使用寿命长、维护简便、适应性广泛和可靠性高。
这些特点使得机械密封成为工业设备中常见且受欢迎的密封装置。
(最新整理)机械密封
高压、高温、高真空、高转速、大 直径密封不能解决
可以
加苛求一般，填料更换方便
动、静环表面粗糙度及平直度 要求高，不易加工，成本高， 装拆不便
一般
动、静环要求较高
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二、结构类型
1、内流式和外流式（图3-2）
按介质泄漏方向分为内流式和外流式。
内流式：介质沿半径方向从端面外周向内泄者称为内流式。
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4）114型机械密封
114型机械密封为单端面、单弹簧、非平衡结构，旋转 环是靠推环的拨叉带动耳环传动，按外流外装式设计， 主要用于化工腐蚀泵上。
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2、釜用机械密封标准结构
釜用机械密封标准（HG-、5-751-78至HG5-756-78） 列出了化工反应釜搅拌轴用机械密封六种型式共 108种规格，并规定了密封件的材料级别及主要技 术要求。
按摩擦面对数分为单端面、 双端面和多端面。
单端面：指在密封机构中仅 有一对摩擦副。
双端面：指在密封机构中有 两对摩擦副，且两对摩擦副 处于相同封液压力下（图35）。
密封机构中有两对以上的摩
擦副且密封腔的压力逐渐降
低，根据摩擦副的对数分别
称为双端面、三端面和多端
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从结构比较来看，单端面比双端面简单，在制造和装拆上较 容易，因而使用很普遍。双端面因要通入带液体（封液）至 密封腔内起“封堵”和润滑作用，就需另设一套装置。单端 面只适用于一般场合。双端面适用于强腐蚀、主温、带悬浮 颗粒及纤维的介质、气体介质、易燃易爆介质、易挥发粘度 低的介质、高真空、贵重物料及要求介质与空气隔绝且允许 内漏的情况。
由前面Pc公式可知，β愈大，K愈小，由于介质引起的
机械密封的概念及组成结构
机械密封的概念及组成结构机械密封是工业生产中常见的一种密封结构，用于阻止或减少介质（液体或气体）在机械设备或装置中泄漏。
它通常由密封零件、密封剂和其他辅助装置组成。
下面我将详细介绍机械密封的概念和组成结构。
机械密封是一种通过相对运动的两个密封零件之间的接触实现密封作用的装置。
通过密封零件的相对运动，形成摩擦作用，从而阻止介质的泄漏。
机械密封通常应用于高压、高速、高温、腐蚀性介质等特殊工况下，具有较好的密封效果和使用寿命。
机械密封的组成结构包括以下部分：密封面、密封剂、密封罩、弹性元件和辅助装置。
1. 密封面：机械密封的两个相对移动的部分称为密封面。
根据密封原理和应用环境的不同，常见的密封面形式包括平面密封面、球面密封面和锥面密封面。
密封面的材质通常选择耐磨、耐腐蚀的硬质材料，如陶瓷、碳化硅和碳化钨等。
2. 密封剂：机械密封的密封效果主要依赖于密封剂的作用。
常见的密封剂包括填充物和润滑剂。
填充物通常用于填充密封面之间的间隙，增强密封效果。
常用的填充物材料有聚四氟乙烯、鳌鱼石等。
润滑剂主要用于减小密封面的摩擦系数，提高密封效果，并能帮助散热。
常用的润滑剂有润滑油和润滑脂等。
3. 密封罩：密封罩是保护和支撑密封零件的装置，通常由金属材料制成。
密封罩可以起到固定密封零件、减少泄漏和保护密封面的作用，在一些特殊的工况下，还可以起到防爆和防静电的作用。
4. 弹性元件：弹性元件是机械密封的重要组成部分，通常由弹性材料制成。
它的作用是紧密地压紧密封零件，保证密封面的接触紧密，防止泄漏。
常见的弹性元件包括弹簧、弹片和弹性橡胶等。
5. 辅助装置：辅助装置用于增强机械密封的性能和可靠性，包括冷却装置、冲洗装置和泄漏报警装置等。
冷却装置常用于高温工况中，通过循环冷却介质来降低密封零件和密封面的工作温度。
冲洗装置用于清洗密封面，防止堆积的污物和杂质影响密封效果。
泄漏报警装置可以检测泄漏情况，及时报警，以保障生产安全。
综上所述，机械密封是一种通过相对运动的两个密封零件之间的接触实现密封作用的装置。
机械密封的基本结构及主要特点
机械密封是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置。
它由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)作用下及辅助密封的配合下，保持贴合并相对滑动而构成防止流体泄漏的装置，常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式流体机械的密封；也用于齿轮箱、阀门、旋转接头、船舶尾轴等的密封。
机械密封一般由5个部分组成：(1)由补偿环和非补偿环构成的密封端面，(2)由弹性元件为主构成的加载、补偿和缓冲机构；(3)辅助密封；(4)与旋转轴连接，并同轴一起旋转的传动机构；(5)防转机构。
机械密封的结构不同，其零件也不尽相同，但这5个要素基本上都应具备。
(1)补偿环与非补偿环：补偿环是具有轴向补偿能力的密封环，它可以是旋转环(亦称动环)，也可以是非旋转环。
非补偿环是不具有轴向补偿能力的密封环，同样可以是旋转环，也可以是非旋转环(亦称静环)。
两者的端面贴合在一起构成密封端面。
它是机械密封的主要构件，起主密封作用。
近年来，在有些情况下，补偿环用软质材料制造，端面较窄；非补偿环用硬质材料制造，端面较宽。
(2)弹性元件与弹簧座：二者构成了加载、补偿和缓冲机构，以保证机械密封在安装后端面贴合；在磨损时及时补偿；在受振动、窜动时起缓冲作用。
(3)辅助密封圈：起辅助密封作用，分补偿环辅助密封圈和非补偿环辅助密封圈两种。
(4)传动机构：起传递转矩的作用。
在旋转式机械密封中，多弹簧结构常用凸圆凹坑、柱销、拨叉等方式传动，传动机构多布置在弹簧座和补偿环上；文章由宁波泽德水泵整理单弹簧结构常以弹簧自身的并圈或带钩结构兼起传动作用。
在静止式机械密封中，旋转环常以键、柱销来传动。
(5)防转机构：起克服转矩作用，其结构型式与传动结构相反。
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（2）机械密封结构多种多样，最常用的机械密封结构是端面密封。 见图2-1。端面密封的静环、动环组成一对摩擦副，摩擦副的作用是 防止介质泄漏。它要求静环、动环，具有良好的耐磨性，动环可以在 轴向灵活地移动，自动补偿密封面磨损，使之与静环良好地贴合；静 环具有浮动性，起缓冲作用。为此，密封面要求有良好的加工质量， 保证密封副有良好的贴合性能。构成机械密封的基本元件有静环、动 环、压盖、推环、弹簧、定位环、轴套、动环密封圈、静环密封圈轴 套密封圈等。
2－摩擦副 1－静环密封圈
3－动环密封圈
机械密封结构
三、 机械密封的优缺点
1、优点， （1）结构可靠，泄漏量可以限制到很少，只要主密封面的表面粗糙度
和平直度能保证达到要求，只要材料耐磨性好，机械密封可以达到很 少泄漏量，甚至肉眼看不见泄漏。 （2）寿命长。在机械密封中，主要磨损部分是密封摩擦副端面，因为 密封端面的磨损量在正常工作条件下不大，一般可以连续使用1～2年， 特殊场合下也有用到5～10年。 （3）运转中无需调整。由于机械密封靠弹簧力和流体压力使摩擦副贴 合，在运转中自动保持接触，装配后就不用像普通软填料那样需调整 压紧。
（6）波纹管密封轴或轴套不受磨损，对旋转轴的振摆和轴对壳体的偏 斜不敏感。
（7）适用范围广。当介质易燃、易爆、有毒有害时，采用机械密封可 保证密封。它还适用于高温、低温、高压、真空各种转速的及腐蚀介 质的设备密封。
机械密封结构
2、缺点 （1）如结构比填料密封复杂，加工精度要求高，并要求一定的安装技
两套密封之间形成一个密封腔，在密封腔中引入封液： 堵封、润滑、冷却，选洁净、润滑性好的封液介质。
机械密封结构
7、内装式静止式波纹管机械密封
轴套 动环
压盖 橡胶水封
去掉了补偿环密封圈及 其摩擦阻力，补偿环密 封圈改至弹簧座处，补 偿环追随性提高，而且 避免了补偿环密封圈因 轴串、振动所产生的磨 损。
机械密封结构
（4）具有耐耐振性。在转速为3000r/min下最大振幅不超过 0.05mm使用PV值不断提高
（5）功率损失小。填料密封是靠盘根的压紧在轴上或轴套上起作用的。 填料密封与轴直接摩擦，填料压的越紧摩擦力就越大、消耗功率也就 越大。而机械密封的摩擦是处于半液摩擦状态，摩擦系数非常的小， 机械密封的功率损失是填料密封的10～50％
波纹管静止安装
波纹管不旋转
机械密封结构
8、内装旋转式波纹管密封
波纹管旋转型
有弹簧盒密封弹簧不 受旋转方的向要求
实体分解图
机械密封结构
4、双端面多弹簧机械密封
静环密封圈
静环
动环
动环
静环
机械密封结构
一级动环
5、弹簧盒上加工方形曹
一级压盖
封液入口
二级动环
一级弹簧盒， 内装多个小弹簧
一级静环
二级弹簧盒 二级压盖
机械密封结构
6、内装双端面波纹管密封
波纹管1
波纹管2
静环2
静环1 锁紧螺丝
机械密封结构
1、内装内流静止型机械密封
弹簧静止接触机械密封
波纹管静止接触机械密封
机械密封结构
2、内装内流旋转型机械密封
弹簧密封
弹簧密封
弹簧有旋向要求：弹簧的旋向与电机 的旋向一致。
波纹管密封不受转 向要求
机械密封结构
3、内装单端面单弹簧平衡型密封。
轴套加工成带台阶， 能平衡一部分介质压力
轴套加工成带台阶， 能平衡一部分介质压力
术等，特别是干气密封的安装要求更高。而且密封技术发展的很快， 新技术不断出现给我们维修带来了新的课题。 （2）结构复杂、拆装不便。与其它密封比较，机械端面密封的零件数 目多，要求精密，结构复杂。特别是在装配方面较困难，拆装时要从 轴端抽出密封环，必须把机器部分（联轴器）或全部拆卸。这一问题 目前已作了某些改进，例如采用拆装方便并可保证装配质量的剖分式 和集装式机械密封等。
压盖2
压盖1
两套密封面对面或背对背安装在一起。
刻线或凹槽，以便 弹簧座定位，两套背对背安 装在一起的平衡密封
轴上应有刻线或凹槽，以便弹 簧座定位，两套背对背安装在 一起的非平衡密封。
机械密封结构
用于工作介质有毒、易燃、易爆、易挥发、易结晶、高 温、低温，或气体、高真空度等场合。
机械密封结构
（3）弹性元件（弹簧、波纹管） 它主要起预紧、补偿和缓冲的作 用，要求始终保持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环 等的惯性，保证端面密封副良好的贴合和动环的追随性，材料要求耐 腐蚀、耐疲劳。
（4）辅助密封（0 形圈、V形圈、U 形圈、楔形圈和异形圈等）它 主要起静环和动环的密封作用，同时也起到浮动和缓冲作用。要求静 环的密封元件能保证静环与压盖之间的密封性，静环有一定的浮动性， 动环的密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环的浮动性。 材料要求耐热等。
机械密封结构
四、 机械密封的典型结构形式
机械密封的基本型式多种多样，分类的方法很多我们这里只介绍 石油化工企业的一些常用的接触式机械密封结构。接触式机械密封 泄漏量小，结构简单，使用范围广。分类方法各有差异，常用的有 内装式机械密封、外装式机械密封等。
1、内装式机械密封， ⑴ 内装内流多弹簧静止式接触机械密封 特征：只有一对摩擦副和多只小弹簧。 载荷系数K小于1能平衡介质压力对端面的作用。 结构简单，制造及拆装容易。详见图 2-3
机械密封结构
第二章 机械密封原理与结构形式
一、 基本概念 （1） 机械密封是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置。它
是由至少一对垂直于旋转轴钱的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁 力)的作用及辅助密封的配合下保持贴合下并相对滑动而构成防止流体 泄漏的装置，常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式流体机械，也 用于齿轮箱、船舶尾轴等密封。因此，机械密封是一种通用的轴封装 置。
机械密封结构
图2-1单端面机械密封
10轴套密封圈
5弹簧
2动环
9静环密封圈
7轴套
1静环
6定位环
4推环
8动环密封圈
3压盖
构成机械密封的基本元件有; 1静环、2动环、3压盖、4推环5弹簧6定位环
、7轴套、8动环密封圈、9静环密封圈圈等组成。
机械密封结构
二、机械密封的泄漏通道点如下：
4－压盖密封圈 5－轴套密封圈