机械密封摩擦副端面接触分形模型的修正

机械密封比压选用原则

机械密封比压选用原则 《液气压世界》2008年第3期阅读次数：370 【关键词】机械密封,载荷,承载能力,比载荷,流体膜压,微凸体接,触比压 【摘要】对各种不同密封型式、摩擦状态、密封面形状和流体相态的密封面载荷和承载能力作了具体分析，有利于对密封面比压的深入了解。对一些不切实际的选用原则和密封面比压的概念与数据进行了讨论分析，并给出明确的密封面比压新概念，以及如何验算密封面比压的具体计算方法。介绍了相关算例和数据资料。 为了保证机械密封可靠、长寿命运转，长期以来许多密封工作者千方百计地努力设确选用密封面比压，并以此来反映密封是否能够正常工作。由于设计时所用的计算方法不够完善，所以在使用过程中形成的密封面比压的平均值，可能与设计时确定的计算值相差很大。究其原因是对密封面比压的概念、用法和依据了解有些不全面，或混淆不清，甚至不正确。因此，有必要用摩擦学有关的新观点、新概念、新技术和新知识，对密封面的比压作一系统、完整及全面的研讨，以便得出正确的看法和计算方法，特别是下面关于比压选用原则，可供机械密封的设计、制造、使用和维护人员参考。 1、密封面载荷和承载能力 在机械密封的使用实践中，对机械密封的密封面比压有许多叫法。过去称作密封端面上单位面积所受的力，或作用在密封环带上单位面积上净剩的闭合力。近来有密封面微凸体接触比压(简称密封面比压)、单位接触压力和平均接触压力等叫法。为了便于对密封面比压有所了解，首先来分析密封面载荷和承载能力的轴向平衡。机械密封密封面的轴向载荷和承载能力示意，见图1。

图1 密封面轴向载荷和总承载能力示图 1.1 轴向载荷和总承载能力的平衡 机械密封轴向作用在密封面上的总载荷P g，包括流体压力作用载荷Pf和弹簧预加载荷P sp,即： P g=P f+P sp (1) 承受这一密封面载荷的是总承载能力W，它包括流体膜承载能力W f和微凸体承载能力W c。流体膜承载能力包括流体膜静压承载能力W st和流体膜动压承载能力W dyn，即： W=W f+W c=W st+W dyn+W c (2) 在稳定工况下两者是相互平衡的，即： P g≡W (3) 1.2 载荷和比载荷 通常在密封系统压差p s较低时，虽然由于结构关系流体作用面积A s大于密封面面积A f，但轴向总载荷不大，密封面的流体膜和微凸体的承载能力是足够的。则流体压力作用载荷为： P f=p s A s

机械密封故障的原因与处理

机械密封故障的原因与处理 ㈠从机械损坏判断密封失效原因 (1)动环断裂或开裂。动环用脆性材料制成，断面较薄，非常脆弱。若断裂表面变色不均匀，或者存在磨屑，动环断裂是在开车前或运行中发生的。若没有磨屑、变色，断裂可能是在拆卸时造成的。密封阻力过大造成的损坏一般伴有所配合的传动装置磨损或损坏。原因可能是密封装配不当；安装操作失误；因压缩量过大、泵压力超高、润滑性差、密封面干摩擦、密封面冲蚀或密封面粘着造成的密封面阻力过大；泵压力超高；密封拆卸或解体时损坏；温度变化大。预防纠正措施：安装时应小心操作，降低泵送液体压力，调整压缩量；加大冷却水量，降低密封温度，改善摩擦副环境，防止摩擦副润滑不良造成的阻力过大；仔细装配，避免密封卡死。 (2)密封面扭曲。原因可能是压盖螺栓松紧不均或夹持力过大，冷却不好，有不均匀热应力。泵操作压力过高，超出设计。辅助密封膨胀，密封面不平或面间有杂物，密封环支撑面不合适。应调整压盖螺栓压紧力至均匀、合适力度，调整冷却或冲洗液流量，保证密封面有足够的冷却和润滑，并除去流体中杂质。降低泵的操作压力；改变辅助密封结构和材料；将密封面重新加工平直。 (3)密封面有擦伤和刻痕。原因可能是制造或装配时损伤；密封面进入颗粒物。可用机械或人工研磨消除刻痕或擦痕，消除流体中的颗粒物。 (4)密封环切边。原因可能有：轴振动大或泵压力太高，轴弯曲或密封面与轴线不垂直。应降低轴振动值，降低泵操作压力。消除轴的弯曲变形，保持密封面和轴线垂直。 (5)密封环粘着磨损。原因可能是密封面润滑冷却不良，局部温度过高；密封比压过大；密封面硬度不合适。应加强冲洗、冷却，减小密封比压，提高密封面硬度。 (6)密封面磨粒磨损。固体颗粒沉积在密封环或其附近，硬环密封面上出现有规则的槽痕，软环密封面上磨痕不均匀。硬密封环应使用更硬的耐磨材料，同时采用双端面密封和洁净的密封液(油)。 (7)密封面严重磨损、开裂、变色和过热。原因可能是密封面问无液体或液体不足，密封干磨。应在启动前灌泵时排净气体，排除影响泵吸入流量和压头的故障，如过滤器堵塞、人口阀开度不够、入口液体温度高、压头低等。 (8)辅助密封件物理损坏或被挤出。0形圈或v形环等辅助密封件的切口、擦痕、刻痕、撕裂等损坏或被挤出，都能导致密封失效。原因可能是安装经验不足，安装时将密封件划伤或用力过大以及制造有缺陷。 (9)传动失效。主要有传动销磨坏和断裂，传动凸耳磨损，传动螺钉和卡箍失效。原因有：密封组件卡住；泵轴向串量太大；轴承失效；密封面润滑差；泵操作压力过高；轴弯曲和振动过大。应防止润滑冲洗液中断，减小轴向串量，保持紧钉螺钉紧力，使密封元件不在轴套上滑动。检查轴承，降低操作压力，矫直弯曲的轴，降低轴振动。 (1O)弹簧失弹。原因可能有固体颗粒堆积，结垢严重。应使用大弹簧密封，少用小弹簧密封。 ㈡从热损坏判断机械密封故障原因

机械密封主要参数

机械密封主要参数

端面液膜压力 为了保证端面间有一层稳定的液膜（半液体润滑或边界润滑膜），就必须控制端面承受的载荷W，而W值究竟多大合适，是与液膜承载能力密切相关的。与平面轴承类似，机械密封端面间隙液膜的承载能力，称为端面液膜的压力，它包括了液膜的压力和液膜动压力两部分。 液膜静压力 当密封间隙有微量泄漏时，由于密封环内、外径处的压差促使流体流动，而流体通过缝隙受到密封面的节流作用，压力将逐步降低。假设密封端面间隙内流体流动的单位阻力沿半径方向是不变的，则流体沿半径r的压力降呈线性分布（图7-11）。例如中等粘度的流体（如水），其沿径向的压力就近似于三角形分布，低粘度液体（如液态丙烷等）则呈凹形，高粘度液体（如重油）压力缝补呈凸形。

端面间的液膜静压力是力图使端面开启的力，设沿半径方向r处，宽度为dr的环面积上液膜静压力为pr，设密封流体压力为p，则作用于密封面上的开启力R为

液膜动压力 机械密封环端面即使经过精细的研磨加工，在微观上仍然存在一定的波度，当两个端彼此相对滑动时，由于液膜作用会产生动压效应。有纳威斯托克斯(Novier-Stokes)方程：

如图7-13，设二平面间存在一定的斜楔，随着间隙减小，液压增大，而斜楔的进出口处压差为零，故有—液压最大值，对应该处的液膜厚度为h0，则流量 关于机械密封液体动压效应的形成和分析，有许多不同的观点和力学模型。由于密封面微观状态的影响因素很多，以及实验技术的困难，目前还不能提出能直接用于设计计算的公式。但对于机械密封设计的正确分析，具有一定的理论指导意义。 载荷系数 机械密封的载荷系数是在摩擦副轴向力平衡下，各项轴向力与密封上最大介质压力的比值，它反应了各种轴向力的作用和大小。载荷系数也可以用面积比来表示：介质压力作用在补偿环上使之与非补偿环趋于闭合的有效作用面积A e与密封端面面积A之比为载荷系数K.

双端面机械密封(苍松参考)

浅谈双端面机械密封 摘要：在石化行业流体离心泵密封以机械密封应用最为广泛。在对密封要求较高的场合，双端面机械密封更受青睐。本文以单端面机械密封为基础，对双端面机械密封的原理、结构及日常维护做简单的分析与论述。 关键词：双端面机械密封原理结构维护 Simple Discussion Of Double Mechanical Seal Abstract: Mechanical seal is most widely used for centrifugal pump in the petrochemical industry. Double mechanical seal is more popular in the situation that seal is strictly required. In this paper, double mechanical seal is briefly analyzed and discussed in the theory, structure and routine maintenance on the basis of single mechanical seal. Key words: Double mechanical seal Theory Construction Maintain 1、前言 与单端面机械密封相比，双端面机械密封密封性能好，适用于强腐蚀、高温、带悬浮颗粒及纤维介质、气体介质、易燃易爆、易挥发低黏度介质，高真空度工况的密封。我车间烷基苯装置泵用机械密封为单端面机械密封。新建的硫磺装置因为对MDEA等介质高的密封要求，故采用双端面机械密封。双端面机械密封不仅仅是单端面机械密封的重复，在化工一些重点场合，可有效地防止危险、有毒、易燃、易爆物质的泄漏，具有高性能保险作用。在密封高压介质时，可以合理的分配每个密封的两端压差，提高密封的工作压力范围。对一些自润滑性差、易凝结、汽化介质，通过在密封腔体注入密封液改善密封的工况，大大提高密封的效率和使用寿命。 2、密封原理 双端面机械密封原理与单端面机械密封基本相同，都是靠垂直于旋转轴线的端面（摩擦副）在流体压力和补偿机构弹力的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。双端面机械密封结构如图2-1所示。 工作时，由流体压力（介质压 力）和弹性元件的弹力等引起的 合力作用下，在密封环的端面上 产生一个适当的比压（压紧力）， 使两个接触端面（动环、静环端 面）相互紧密贴合，并在两端面 间极小的间隙中维持一层极薄的 液膜，从而达到密封的目的。双 端面机械密封有两道端面密封， 若一级密封失效，二级密封仍然 可密封，防止泄露。一般双端面

机械密封比压选用原则

机械密封比压选用原则 顾永泉 摘要：对各种不同密封型式、摩擦状态、密封面形状和流体相态的密封面载荷和承载能力作了具体分析，有利于对密封面比压的深入了解。对一些不切实际的选用原则和密封面比压的概念与数据进行了讨论分析，并给出明确的密封面比压新概念，以及如何验算密封面比压的具体计算方法。介绍了相关算例和数据资料。 关键词：机械密封；载荷；承载能力；比载荷；流体膜压；微凸体接触比压 分类号：TH 136； TB 42文献标识码：A 文章编号：1000-7466(2000)02-0021-04 Principles for selecting seal face mean contact pressure of mec hanical seals GU Yong-quan (The University of Petroleum,Dongying 257062, China) Abstract：Seal face mean contact pressure of mechanical fac e seals is discussed in detail. Concrete analysis on seal face load and load carrying capacity in v arious types, friction modes,seal face geometry and fluid phase states is given , which are useful for understanding seal face mean ,concepts and contact pressure pr actical principles for selecting p c data are discussed and an alyzed . The clear concepts, concrete and check calculation abo ut it are presented. calculation of p c Key words：mechanical seals;seal face load;load carr y ing capacity; unit load;fluid film pressure;aspiraties mean contact pressure▲

泵用无泄漏非接触式机械密封技术

２００１年７月 炼油设计 ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＲＥＦＩＮＥＲＹＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ第３１卷第７期 量概槭浚蔫ｊｊ 泵用无泄漏非接触式机械密封技术 李尽亮 洛阳石油化工工程公司（河南省洛阳市４７１００３） 郝木明 石油大学（山东省东营市２５７０６２） 搞妻：分析了转子泵用新型非接触式机械密封的工作原理和技术优势．综合介绍丁其最新研究、开发成果．给出了各自的使用条件和应用范围，以促进气体润滑非接触式机槭密封和液体稠滑上游泵送机械密封在国内石油石化工业转子泵上的推广使用。提出：我国应首先开发上游泵送机械密封技术。 主量调：机械密封端面密封干气泵送泄漏 气体润滑非接触式机械密封（简称干气密封）和液体润滑上游泵送非接触式机械密封（简称上游泵送密封），都是基于现代流体动压润滑理论的新型非接触式机械密封。与普通的接触式机械密封相比，干气密封与上游泵送密封可实现密封介质的零泄漏甚至零逸出，彻底消除对环境的污染，且因端面无直接的固体摩擦磨损而使使用寿命延长、密封可靠性提高和运行维护费用下降，从而使经济效益明显提高。该技术在国外已被人们所接受并在各种转子泵上推广应用。自２０世纪８０年代以来，国内有关科研院所就已开展了流体润滑非接触式机械密封的研究工作，但在工业开发应用方面进展缓慢。 本文较为全面地分析了干气密封和上游泵送密封的工作原理和性能特征，综合介绍了国外在工业开发应用方面所取得的最新进展，借以促使国内各科研机构、密封生产厂家和用户能够联合起来，共同研制开发具有自主知识产权的高性能非接触式机械密封技术和产品，推动我国高新机械密封技术的不断进步。 １干气密封 １．１工作原理 干气密封的工作原理可用图１来说明，当端面外径侧开设流体动压槽的动环按图示方向旋转时，流体动压槽把外径侧（称之为上游侧）的高压隔离气体泵入密封端面之间，由外径至槽径处气膜压力逐渐增加，而自槽径至内径处气膜压力逐渐下降，因端面膜压增加使所形成的开启力大于作用在密封环上的闭合力，使在静止状态下保持接触的两端面分离并处于稳定的非接触状态。由中性高压隔离气体所形成的气膜完全阻塞了相对低压的密封介质泄漏通道，实现了密封介质的零泄漏或零逸出。可见，干气密封属于泵入式非接触密封结构Ｌ“３Ｉ。 隔离气体 （ｂ）下游泵送原理 图１干气密封的工作原理 收稿日期：＇／００１一∞一位。 作者简舟：李尽亮，高级工程师，１９８２年毕业于华东石油学院（现石油大学）化工机械专业，一直从事于石油化工设备设计工作。

机械密封在旋转设备上的应用及故障处理

机械密封在旋转设备上的应用及故障处理 发表时间：2010-04-02T20:35:25.000Z 来源：《价值工程》2010年第1月上旬供稿作者：吴午 [导读] 机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成 吴午（中国石油哈尔滨石化分公司，哈尔滨 150000） 摘要：简要分析了机械密封在旋转设备上的应用以及出现故障的原因分析和处理措施。 关键词：机械密封；故障处理；原因分析 中图分类号：TH13 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2010）01-0032-01 机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。 从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。 1 机械密封的原理及要求 机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。 机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。 2 机械密封的故障表现及原因 2.1 机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。 2.2 机械密封振动、发热故障原因 设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。 2.3 机械密封介质泄漏的故障原因 （1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。 3 处理故障采取的措施 如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。 3.1 机械密封振动、发热的处理 如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。 3.2机械密封泄漏的处理 机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。 （1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、润滑油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。 3.3 泵轴窜量大的处理 合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。 3.4 增加辅助冲洗系统 密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、润滑、冲走

(完整word版)机械密封端面比压的确定

机械密封端面比压的确定 润滑油作业部 许松涛 2007年11月2日

机械密封端面比压的确定 摘要：泵是石油化工企业最主要和常见的机械设备，由于工艺条件的要求，以及人们经济意识和环保意识的提高，近年来泵密封的泄漏越来越受到关注。泵的密封是防止介质从泵轴周围的间隙处泄漏，或空气从间隙处侵入泵体。机械密封作为石化企业泵最常见的密封形式，占重要地位，机械密封的端面比压是影响密封性能和使用寿命的最主要因素之一。文章结合实际工作中机械密封的安装及维修情况，对密封的端面比压在计算、校核中的一些问题进行分析，以便于确定压缩量，能对机械密封的使用情况有所改善。 关键词：机械密封端面比压分析

1.机械密封工作原理及常见结构型式 机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。 1、静止环（静环） 2、旋转环（动环） 3、弹性元件 4、弹簧座 5、紧定螺钉 6、旋转环辅助密封圈 7、防转销 8、静止环辅助密封圈 9、固定压盖 图1——机械密封结构示意图 常用机械密封结构如图1所示。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿环。 机械密封中流体可能泄漏的途径有如图1中的A、B、C、D四个通道。 C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封，二者均属静密封。B通道是旋转环与轴之间的密封，当端面摩擦磨损后，它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上仍然是一个相对静密封。因此，这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。静密封元件

最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封，有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构。 A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格控制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面单位面积压力值即端面比压在最适当的范围。 机械密封的结构型式很多,分类方法也各有差别,通常是根据结构特点进行分类。机械密封的分类主要是根据摩擦副的对数，弹簧与介质接触与否，介质在端面上引起的比压情况，弹簧的个数，弹簧的运转和静止，以及介质的泄漏方向等来加以区别，以便合理的选择机械密封的结构型式，最大限度的发挥其结构特点和工作特性，满足长期稳定、安全、可靠的密封性能。机械密封的结构型式有以下几种： ①单端面与双端面。单端面系在密封结构中仅有一对摩擦副，双端面即在密封结构中有两对摩擦副，且两对摩擦副处于相同封液压力作用下。双端面适用范围比较广，适用于强腐蚀、高温、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切允许内漏的情况；单端面

非接触式机械密封表面开槽技术研究现状

Hydraulics Pneumatics &Seals/No.11.2016 doi:10.3969/j.issn.1008-0813.2016.11.001 收稿日期：2016-04-12基金项目：江苏省高校自然科学研究基金（15KJB460002）；淮海工学院创新基金（Z2014010）；江苏高校品牌专业建设工程项目（PPZY2015C214）作者简介：王衍（1989-），男，江苏连云港人，博士研究生，主要从事机械密封技术研究。 0引言非接触式机械密封指由于流体静压或动压的作用，在密封副端面间充满一层完整的流体膜迫使密封端面彼此分离，而不存在硬性固相接触的机械密封[1]。与普通接触式机械密封相比，非接触式机械密封是指依靠流体静压或动压作用，于两个密封副微尺度空间形成一片完整的流体膜以避免硬性固相直接接触的一类机械密封[2]。根据槽型的对称性，非接触式机械密封 可分为单向旋转和双向旋转密封；根据密封介质模态 可分为液相和气相密封；根据开槽的深度可分为深槽(毫米级)及浅槽(微米级)密封；根据密封副间流体形成机理，可分为静压密封和动压密封。 一般工况下，深槽密封一般用于液相密封；浅槽密 封可用于气相或液相，当浅槽密封用于密封气体时称 为干运转气体密封（dry running gas seals ），即所谓的 “干气密封”；用于密封液体时称为上游泵送密封[3]。本 文主要研究非接触式机械密封浅槽开槽技术，此类槽 深与密封副表面粗糙度接近同一数量级，其开槽精度 至关重要，是进一步理论研究、试验及工程应用的基础 和前提。 非接触式机械密封表面开槽技术研究现状 王衍，于雪梅，卢龙，贺毅强 （淮海工学院，江苏连云港222005） 摘要：密封表面开槽式机械密封已成为非接触式机械密封领域的先进密封技术，凭借其特有的动压效应及良好的密封性能，目前已在离心泵、离心机及反应釜等过程装备中广泛使用。开槽式机械密封的主要技术在于开槽环节，特别是微米级深度的浅槽，开槽深度几乎与表面粗糙度同数量级，对于槽深加工精度要求及去粗糙度技术要求较高。而且目前，多数针对非接触式机械密封数值分析及仿真中，都是将槽深假设为毫米级和微米级，如果试验及实际应用中开槽技术不能达到精度要求，其仿真及分析的现实意义就会大打折扣。鉴于此，在对非接触式机械密封的工作机理及流槽设计技术进行简单介绍后，该文对近20年来非接触式机械密封的槽型加工技术进行了系统研究，同时结合相应开槽技术的具体方法、原理及优缺点进行了分析综述，重点介绍了目前兴起的非接触式机械密封的激光雕刻加工法，其较高的加工效率、无污染性、良好的可控性及高精度，使其应用范围日益广泛。同时介绍了最先进的飞秒法开槽技术，以期对进一步的研究及应用提供理论指导。 关键词：机械密封；开槽技术；非接触；激光雕刻加工；飞秒法 中图分类号：TB42；S277.9；TH136文献标志码：A 文章编号：1008-0813（2016）11-0001-06 Current Research on Slotting Technology of Non-contact Mechanical Seal WANG Yan,YU Xue-mei,LU Long,HE Yi-qiang (HuaiHai Institute of Technology,Lianyungang 222005,China) Abstract ：Slot type mechanical seal has become advanced sealing technology in the field of non-contact mechanical seal,with its unique dy-namic pressure effect and good sealing performance,has been widely used in process equipments,such as centrifugal pump,centrifuge and reactor.For slot type mechanical seal,the main technical links is slotted links,especially the micron order depth of shallow slot.The slot depth and surface roughness almost the same order of magnitude,for the groove processing accuracy requirement and the technical require-ments to remove roughness is higher.At present,most of the numerical analysis and simulation for non-contact mechanical seal,are assumed to millimeter level and micro level slot depth.If the test and actual application of slotting technology cannot meet the accuracy requirements,simulation and analysis of its practical significance will be discounted.In view of this,after introduced the working mechanism of non-con-tact mechanical seal and slot design technology,this paper systematically studied of the non-contact mechanical seal slotting technology for the past 20years ,and combined with the concrete method,the principle,advantages and disadvantages of slotting technology.Mainly intro-duced the current rise of laser processing method of non-contact mechanical seal.Its high processing efficiency,no pollution,high precision,good controllability and make its application range is becoming more and more widely.At the same time,introduced the most advanced method of slotting technology-femtosecond.In order to provide theoretical guidance for further research and application. Key words ：mechanical seal ；slotting technology ；non-contact ；laser processing ；femtosecond method 1万方数据

机封、双端面干汽密封、与单端面机封的对比

机封、双端面干汽密封、与单端面机封的对比双端面干汽密封 双端面机封 单端面机封 使用标准 API 682 Plan74 API 682 Plan54\53\53A\53B\53C API 682 Plan11或Plan12等 构造 由两组磨擦副构成,造成一个充满带压氮汽的密封腔,密封在运作时,磨擦副间造成3微米左右的汽膜，磨擦副非触碰运作.从而不会发生磨坏,也不会发生热量。 密封系统简单，有压头开关，低压报警。【选配】 由两组磨擦副构成,造成一个充满带压介质的密封腔,密封在运作时,磨擦副触碰运作,有磨擦并发生热量,需要散热设备。

其中54方案系统简单，但只能用于危险性不大液体，其他方案系统复杂。通常需配有液位开关与压头开关来报警 一、一组磨擦副构成 二、无辅助系统。其他单端面机封冲洗方案会带有过滤或散热等系统。 安全环保层面高。 一、密封汽使用对环境污染的氮汽，安全环保。 二、使用汽体阻塞工作原理。在密封腔中加入有压头高于液体压头的汽体，达到工艺液体的零逸出。仅有微量的汽体泄露到环境。 三、由于汽膜的刚性与弹簧力的补偿用处，使干汽密封有更强的抗干扰性，对机械性能需求不高。干汽密封可以干运作。 四、由于密封汽应用管网氮汽，不会有人为操控失误导致的安全隐患。 一、使用甲醇、润滑油、脱盐水、无离子水等成本较高且对环境有一定影响的密封介质。经济环保性销差。

二、使用介质阻塞工作原理，在密封腔体中加入压头高于液体压头的密封介质，达到工艺液体的零逸出，但有密封介质泄露到现场。 三、由于磨擦副触碰运作，磨擦副刚性触碰，对机械的跳动与串动量需求高。务必有介质润滑，不然磨擦发生的热量会烧坏密封。 四、由于系统复杂，需要对密封液提供单独的动力，人为操控失误导致的安全隐患大。 液体直接泄露到环境中，对环境导致直接污染，当密封失效时，容易导致大量液体反喷到现场，给设备的安全带来巨大的隐患。 维护层面 使用管网氮汽做密封汽，几乎不需要任何维护。 维护量大。由于出现密封油的泄露，导致现场脏，对现场的维护增大难度；另，密封油的减少，需定时为油罐加油。 维修频繁 装配层面

非接触式流体静压型机械密封的密封原理及结构分类

非接触式流体静压型机械密封的密封原理及结构分类 在上期中我们以主要主讲述了关于接触式的机械密封的工作原理及结构分类、密封材料分类、力学分析等问题，东晟密封件告诉您而对一个普通接触式机械密封虽应用范围很广，但在某密封环境场合中有其自身的局限性。基于现代式的流体动压润滑理论的强制之下，不断开发出新型的非接触式机械密封件。所以与普通接触式机械密封相比之下，非普通的可更容易实现被密封介质的零泄漏甚至是零逸出等，彻底消除了对环境场合的污染。 在此同时，由于密封端面之间无直接的固体摩擦磨损而具有使用寿命大大长延长、密封可靠性显著提高了很多、价格下降很多、经济效益明显提高等技术优势，性价比很高的密封件之一。 今天小编主要为大家简单的介绍一下关于非接触式机械密封的密封原理及结构分类，按密封原理非接触机械密封可以分为流体静压型机械密封、流体动压型机械密封以及流体动静压结合型机械密封。以下简单的来介绍流体静压型机械密封件的密封原理及结构分类。 流体静压型机械密封是将压力足以平衡端面压紧载荷的封液或被密封的自身介质引入密封端面间的，使之形成对密封端面具有充分润滑和冷却作用的静压流体膜。我们先看一下（图1）几种典型的流体静压型机械密封的结构是怎么组合而成的。 非接触式流体静压型机械密封典型结构图 在图1中我们不难看出的是自加压凹槽式的在静环外周开若干个孔并与端面开出的环形槽相通的。其端面流体膜刚度大，工作性能稳定，但需防止小孔堵塞。自加压台阶式是在一个端面加工成台阶形。其端面流体膜刚度小一些，端面研磨加工较困难。自加压锥面式的一个端面为收敛形锥面，其液膜刚度比自加压凹槽式、自加压台阶式都低，流体静压力沿半径呈抛物线分布。三者都是靠介质本身的压力在端面形成静压流体膜，其流体膜厚度随介质

水泵机械密封常见故障及解决办法

水泵机械密封常见故障及解决办法 一、常见的渗漏现象机械密封渗漏的比例占全部维修泵的50%以上,机械密封的运行好坏直接影响到水泵的正常运行,现总结分析如下 1、周期性渗漏 (1)泵转子轴向窜动量大,辅助密封与轴的过盈量大,动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转,动、静环磨损后,得不到补偿位移。 对策:在装配机械密封时,轴的轴向窜动量应小于0、1mm,辅助密封与轴的过盈量应适中,在保证径向密封的同时,动环装配后保证能在轴上灵活移动(把动环压向弹簧能自由地弹回来)。 (2)密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。 对策:油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。 (3)转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡,汽蚀或轴承损坏(磨损),这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。 对策:可根据维修标准来纠正上述问题。2、小型潜污泵机封渗漏引起的磨轴现象 (1)715kW以下小泵机封失效常常产生磨轴,磨轴位置主要有以下几个:动环辅助密封圈处、静环位置、少数弹簧有磨轴现象。 (2)磨轴的主要原因:①BIA型双端面机械密封,反压状态是不良的工作状态,介质中的颗粒、杂质很容易进入密封面,使密封失

效。②磨轴的主要件为橡胶波纹管,且是由于上端密封面处于不良润滑状态,动静环之间的摩擦力矩大于橡胶波纹管与轴之间的传递转矩,发生相对转动。③动、静环辅助密封由于受到污水中的弱酸、弱碱的腐蚀,橡胶件已无弹性。有的已腐烂,失去了应有的功能,产生了磨轴的现象。 (3)为解决以上问题,现采取如下措施:①保证下端盖、油室的清洁度,对不清洁的润滑油禁止装配。②机封油室腔内油面线应高于动静环密封面。③根据不同的使用介质选用不同结构的机封。对高扬程泵应重新设计机封结构,对腐蚀性介质橡胶应选用耐弱酸、弱碱的氟橡胶。机封静环应加防转销。 二、由于压力产生的渗漏 (1)高压和压力波造成的机械密封渗漏由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3MPa时,会使密封端面比压过大,液膜难以形成,密封端面磨损严重,发热量增多,造成密封面热变形。对策:在装配机封时,弹簧压缩量一定要按规定进行,不允许有过大或过小的现象,高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理,尽量减小变形,可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料,并加强冷却的润滑措施,选用可*的传动方式,如键、销等。 (2)真空状态运行造成的机械密封渗漏泵在起动、停机过程中,由于泵进口堵塞,抽送介质中含有气体等原因,有可能使密封腔出现负压,密封腔内若是负压,会引起密封端面干摩擦,内装式机械

釜用双端面机械密封带平衡罐辅助装置使用说明

釜用双端面机械密封带平衡罐辅助装置使用说明 一、安装前先检查轴的轴向窜动不大于,径向摆动不大于，安装机械密封的法兰与轴线不垂直度不大 于 mm，安装机械密封部位的轴公差为h8 ，光洁度为。 二、该装置采用隔离式活塞自动推进式平衡罐。具有自动平衡密封腔内封液压力，自动补充封液功能。 三、该装置适用于所有釜内正压工况，当工作压力在以上一律要配置平衡罐。也可用于负压工况，但是负压 工况要求在平衡罐封液出口D处增装一只单向阀，即在负压时能自动关闭，防止封液回流。 四、工作原理： 1. 釜内压力由A至平衡罐B，推动平衡罐活塞底部，压迫活塞上升，推压平衡罐封液，由平衡罐出液处D 至机械 密封E，进入密封腔，至使封液产生压力，达到与釜内压力相平衡之目的，十分可靠的起到密封作用。 2. 机封在长期使用中，封液会不同程度的消耗，由于平衡罐活塞作用能不断自动补充封液，从而保证密封 内封液始终处于饱满状态。随着密封罐封液减少，活塞会自动上升，一般活塞标杆上升至三分之二时应在腔釜

内无压力工况下人工将活塞压至底，通过平衡罐注油螺栓C处补充封液，同时拧开放气螺栓，补液完毕，再 拧紧注油及放气螺栓。 3. 平衡罐补液除了人工补液外，还可另行设计电动，手动泵补液，只要在平衡罐补液螺栓处安装一套补液系 统即可。用电动，手动泵补液，可在工作状态下强行补液，从而保证机械密封绝对不会失效。 五、系统安装完毕，在试车时要检查各总成及连接处是否完好，不能有漏气，漏油现象。在釜内压力大 于时，适度松开平衡罐出液处D，观察活塞标杆是否上升，否则说明活塞过紧或卡死，可利用工具往上撬活塞标 杆螺栓，使其上升即可。 六、注意机械密封放气螺栓处放气。 七、机械密封安装后应用水试运转24小时后再正式投料生产。

机械密封的种类大全

机械密封的种类 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 机械密封按结构型式分类，其基本类型有： 1、平衡式和非平衡式机械密封 能使介质作用在密封端面上的压力卸荷的为平衡式，不能卸荷的为非平衡式。按卸荷程度不同，前者又分为部分平衡式（部分卸荷）和过平衡式（全部卸荷）。平衡式密封端面上所受的作用力随介质压力的升高而变化较小，因此适用于高压密封；非平衡式密封密封端面所受的作用力随介质压力的变化较大，因此只适用于低压密封。平衡式密封能降低端面上的摩擦和磨损，减小摩擦热，承载能力大，但其结构较复杂，一般需在轴或轴套上加工出台阶，成本较高。后者结构简单，介质压力小于0.7MPa时广泛作用。 2、内置式和外置式机械密封 内置式机械密封可以利用密封箱内介质压力来密封，机械密封的元件均处于流体介 质中，密封端面的受力状态以及冷却和润滑情况好，是常用的结构型式。外置式机械密封的大部分零件不与介质接触，暴露在设备外，便于观察及维修安装。但是由于外置式结构的介质作用力与弹性元件的弹力方向相反，当介质压力有波动，而弹簧补偿量又不大时，会导致密封环不稳定甚至严重泄漏。外置式机械密封仅用于强腐蚀、高粘度和易结晶介质以及介质压力较低的场合。 3、内流式和外流式机械密封

介质泄漏方向与离心力方向相反的密封为内流式密封；介质泄漏方向与离心力方向一致的密封为外流式密封。由于内流式密封中离心力阻止泄漏流体，其泄漏量较外流式少， 前者适用于高压，速度高时，密封可靠。为加强端面润滑采用后者较合适，但介质压力不宜过高，一般为1～2MPa。 4、静止式和旋转式机械密封 弹簧不随轴一起旋转的密封为静止式密封；弹簧随轴一起旋转的密封为旋转式密封。由于静止式密封的弹簧不受离心力影响，常用于高速机械密封中。旋转式机械密封的弹性元件装置简单，径向尺寸小，是常用的结构，但不宜用于高速条件，因高速情况下转动件的不平衡质量易引起振动和介质被强烈搅动。因此，线速度大于30m/s时，宜采用弹簧静止式机械密封。 5、单弹簧式和多弹簧式机械密封 补偿机构中只有一个弹簧的机械密封称为单弹簧式机械密封或叫大弹簧式机械密封，补偿机构中含有多个弹簧的机械密封称多弹簧式机械密封或小弹簧式机械密封。单弹簧式机械密封端面上的弹簧压力，尤其在轴径较大时分布不够均匀。多弹簧式机械密封的弹力簧压力分布则相对比较均匀，因此单弹簧式的机械密封常用于较小轴径（d ≯80～150mm轴径），而多弹簧式适用于大轴径高速密封。但多弹簧的弹簧丝径细，由于腐蚀或结晶颗粒积聚易引起弹簧失效，这时宁可采用单弹簧式。 6、单端面式和双端面式机械密封 由一对密封端面组成的为单端面密封，由二对密封端面组成的为双端面密封。单端面密封结构简单，制造、安装容易，一般于介质本身润滑性好和允许微量泄漏的条件，是常用的密封型式，当介质有毒、易燃、易爆以及对泄漏量有严格要求时，不宜使用。双端面密封有轴向双端面密封和径向双端面密封。沿径向布置的双端面密封结构较轴向双端面密封紧凑。

水泵机械密封漏水原因及解决办法word精品

泵机械密封漏水的故障是水泵故障中最容易出现的故障之一，所以水泵机械密封也属于水泵部件中比较关键的易损件之一，水泵选型时机械密封材质一定要能适合用户输送的液体介质，通常水泵出厂都是氟橡胶机械密封有的厂家是丁晴橡胶机械密封，如果腐蚀性比较严重得选用四氟材质的机械密封。 步骤/方法 1、机械密封处渗漏水的第一种可能性是机封的动、静环平面磨损。而造成 机封的动、静环平面磨损的原因有六个方面： 2、安装过紧。观察机械密封的动静环平面，如有严重烧焦现象，平面发黑和很深的痕迹，密封橡胶变硬，失去弹性，这种现象是由于安装过紧造成的。处理办法：调整安装高度，叶轮安装后，用螺丝刀拔动弹簧，弹簧有较强的张力，松开后即复位，有2-4MM 的移动距离即可。 3、安装过松。观察机圭寸动、静环平面，其表面有一层很薄的水垢，能够擦 去，表面基本无磨损，这是弹簧失去弹性及装配不良造成，或电机轴向窜动造成。 4、水质差含颗粒。由于水质差，含有小颗粒及介质中盐酸盐含量高，形成 磨料磨损机封的平面或拉伤表面产生沟槽、环沟等现象。处理办法：改进水压或介质，更换机封。 5、缺水运行造成干磨损坏。此现象多见于底阀式安装形式进口处负压，进水管有空气，泵腔内有空气，泵开机后，机封的磨擦高速运转时产生高温，无法得到冷却，检查机封，弹簧张力正常，摩擦面烧焦发黑，橡胶变硬开裂。处理办法：排尽管道及泵腔内空气，更换机械密封。 6、气蚀。气蚀主要产生于热水泵。由于介质是热水，水温过高产生蒸汽，

管道内的汽体进入泵腔内高处，这部份的汽体无法排除，从而造成缺水运行，机圭寸干磨 失效，气蚀装自动排气阀，更换机圭寸。 水泵处理方法 一、机械密封处渗漏水的第一种可能性是机封的动、静环平面磨损。而造成机封的动、静环平面磨损的原因有六个方面： 原因一、安装过紧。观察机械密封的动静环平面，如有严重烧焦现象，平面发黑和很深的痕迹，密封橡胶变硬，失去弹性，这种现象是由于安装过紧造成的。 处理办法：调整安装高度，叶轮发装后，用螺丝刀拔动弹簧，弹簧有较强的张力，松开后即复位，有24MM的移动距离即可。 原因二、安装过松。观察机封动、静环平面，其表面有一层很薄的水垢，能够擦去，表面基本无磨损，这是弹簧失去弹性及装配不良造成，或电机轴向窜动造成。 原因三、水质差含颗粒。由于水质差，含有小颗粒及介质中盐酸盐含量高，形成磨料磨损机圭寸的平面或拉伤表面产生沟槽、环沟等现象。 处理办法：改进水压或介质，更换机封。 原因四、缺水运行造成干磨损坏。此现象多见于底阀式安装形式进口处负压，进水管有空气，泵腔内有空气，泵开机后，机封的磨擦高速运转时产生高温，无法得到冷却，检查机封，弹簧张力正常，摩擦面烧焦发黑，橡胶变硬开裂。处理办法：排尽管道及泵腔 内空气，更换机械密封。 原因五、气蚀。气蚀主要产生于热水泵。由于介质是热水，水温过高产生蒸汽，管道内的汽体进入泵腔内高处，这部份的汽体无法排除，从而造成缺水运行，机圭寸干磨失效，气蚀装自动排气阀，更换机圭寸。